中考化学专题突破6常见气体的制取.docx

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中考化学专题突破6常见气体的制取

专题突破六　常见气体的制取

【题型特征】氧气、二氧化碳等常见气体的制取是历年中考必考的内容，以实验题的题型出现居多，分值为7分，主要考查实验原理，装置的选择，气体的收集方法、验证、验满、除杂，多功能瓶的使用等，常将几种气体的制取相结合同题考查，难度中等。

【解题策略】做这类题关键在于学会制取气体的各个流程并熟记实验室制取氧气、二氧化碳的化学方程式和步骤中的各种注意事项。

审题是关键，看清楚是发生装置还是收集装置；多选还是单选；题目要求写化学式还是化学方程式；是写名称还是化学符号；知道酸性或碱性干燥剂和气体除杂试剂的选择等。

注意仪器名称不能出现错别字。

1．实验药品、原理及发生装置（氧气、二氧化碳每年必考）

氧气

二氧化碳

氢气

药品

高锰酸钾

氯酸钾、二氧化锰

过氧化氢、二氧化锰

石灰石（或大理石）、稀盐酸

锌粒、稀硫酸

原理

2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

2KClO3

2KCl＋3O2↑

2H2O2

2H2O＋O2↑

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

H2SO4＋Zn===ZnSO4＋H2↑

装置类型

固—固加热型

固—液不加热型

装置图

见第2点

注意事项

（1）试管口略向下倾斜

（2）用高锰酸钾制氧气时试管口需塞一团棉花

（3）导管稍露出橡胶塞即可

（4）铁夹应夹在试管的中上部

长颈漏斗下端应伸入液面以下，起到液封的作用

　　2.常见固—液不加热型发生装置对比

装置图

装置特点

安装简单

便于添加液体

可控制反应速率

可随时控制反应的发生和停止

适用范围

用于制取少量气体

用于平稳反应并制取较多气体

用于剧烈反应并制取较多气体

用于平稳反应并持续时间较长地制取气体

3.收集装置的选择

选择气体收集装置需要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒、是否与空气中的成分发生化学反应等因素。

收集方法

排空气法

排水法

向上排空气法

向下排空气法

装置图

气体性质

密度比空气小

密度比空气大

微溶于水或难溶于水

典型气体

H2、NH3、CH4等

O2、CO2等

H2、O2、NO、CO、CH4等

注意事项

导管伸到集气瓶底部，防止收集到的气体不纯

（1）待导管口气泡连续、均匀冒出时，开始收集

（2）导管口伸到集气瓶瓶口即可

优缺点

优点：

气体干燥

缺点：

气体纯度较差

优点：

气体纯净

缺点：

气体较潮湿

　　4.检验和验满

气体

检验方法

验满方法

氧气

将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃

排气法：

将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则说明已收集满

排水法：

当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表示已收集满

二氧化碳

通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊

将燃着的木条靠近集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，则说明已收集满

氢气

点燃，罩上干冷小烧杯，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成

使用排水法时，若有大量气泡在瓶口冒出，说明氢气已满

　　5.气体的净化、干燥、尾气处理

（1）气体的净化与干燥

①装置

②常见气体的吸收剂

吸收剂

吸收的气体杂质

强碱溶液（NaOH）

酸性气体，如CO2、SO2、HCl、H2S等

碱石灰（NaOH＋CaO）

水蒸气；酸性气体，如CO2、H2S等

饱和NaHCO3溶液

CO2中混有的HCl气体

　归纳：

除CO2

NaOH溶液

除HCl气体

根据原有气体选择性地用NaOH溶液、Na2CO3溶液或饱和NaHCO3溶液

除H2

先通过灼热的CuO将其转化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收

除水蒸气

浓硫酸、CaCl2、碱石灰（主要成分是NaOH和CaO）、生石灰、无水CuSO4（并且可以检验杂质中有无水蒸气，若有则颜色由白色变为蓝色）等

　　③常见气体的干燥剂

干燥剂

可干燥的气体

不能干燥的气体

酸性

浓硫酸

O2、H2、CO、SO2、HCl等

NH3

中性

无水氯化钙

O2、H2、CO等

NH3

碱性

生石灰、碱石灰、氢氧化钠固体

O2、H2、CO、NH3等

CO2、SO2、HCl等

（2）尾气处理

方法

燃烧法

吸收法

收集法

通过燃烧使其转化为无害的物质。

适用于可燃性气体

使尾气与溶液反应生成不具有挥发性的盐类，如将酸性气体通入碱液中，碱性气体通入酸液中

在导管出口套一个气球，收集未反应完全或反应生成的气体。

适用于有毒气体的收集

装置图

举例

CO等

CO2、SO2等酸性气体通入氢氧化钠溶液中

CO、Cl2等

　　6.多功能瓶的使用

装置

作用

进出口方向

举例

洗气、干燥、验气

a进b出（长进短出）

浓硫酸干燥氢气

收集密度大于空气密度的气体

a进b出（长进短出）

收集O2

收集密度小于空气密度的气体

b进a出（短进长出）

收集H2

排水集气法收集气体

a进b出（短进长出）

收集H2、O2；进入的气体聚集在集气瓶上方，水从下方导管被压出

　　注意：

检验和净化实验中的先后顺序：

（1）组装仪器时，一般按从左到右、从下到上的顺序。

（2）制取气体时，先检查装置气密性，后装药品。

（3）收集气体时，先净化后收集。

（4）检验气体时，先验水后验杂（其他气体杂质）。

（5）净化气体时，先除杂后干燥。

【易错点分析】

1．制取气体时，对药品的选择出错

（1）实验室用KMnO4制取O2时，不需要加MnO2，MnO2是该反应的生成物；用KClO3和过氧化氢溶液制取氧气时，应加入少量MnO2，MnO2是该反应的催化剂，加快反应的速率。

（2）实验室制取CO2，不能用碳酸钠或碳酸钙粉末，其与稀盐酸反应速率过快，不易收集气体；不能用浓盐酸，因为浓盐酸具有挥发性，使制得的气体不纯；不能用稀硫酸，因为硫酸（H2SO4）与碳酸钙反应后产生的硫酸钙（CaSO4）微溶于水，会阻止稀硫酸与碳酸钙进一步发生反应，反应无法彻底进行。

2．氧气的检验和验满位置放错

用带火星的木条检验时应伸入集气瓶内，验满时放在瓶口。

3．气体干燥和除杂试剂或方法选择出错

（1）干燥CO2用NaOH固体，错误原因是CO2与NaOH反应，应该使用浓硫酸干燥CO2。

（2）除去CO2中少量CO不可用点燃的方法，原因是CO2不可燃不助燃，CO2中混有的少量CO点不燃，应改为将气体通过灼热的CuO。

例1　（2021百色中考）下图是实验室制取气体的装置图，请回答下列问题：

（1）仪器a的名称为集气瓶。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H2O2

2H2O＋O2↑。

若用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是B（填字母，下同）。

（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置是A，收集较为干燥的二氧化碳气体，选用的收集装置是E，检验该气体是否收集满的操作是把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则集满。

【解析】本题考查常见气体的实验室制取原理及装置、收集、验满等。

（1）仪器a的名称为集气瓶。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H2O2

2H2O＋O2↑；若用高锰酸钾制取氧气时，应选用“固—固加热型”发生装置。

（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用“固—液不加热型”发生装置。

二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集较为干燥的二氧化碳气体应选用向上排空气法，检验二氧化碳气体是否收集满的操作是把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明已经收集满。

例2　（2021北部湾中考）下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）图中标号①仪器名称是酒精灯。

用A装置制取氧气的化学方程式是2KClO3

2KCl＋3O2↑。

选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水且不与水反应。

集满氧气的集气瓶应正（选填“正”或“倒”）放在桌面上。

（2）用装置F和装置I（填序号）收集并测量O2体积，实验时气体应从装满水的装置F中的导管b（选填“a”或“b”）端通入。

（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取极易溶于水的氨气（NH3）。

若要制取并收集干燥的氨气，正确的装置连接顺序是AHE（或AHF）（填字母）。

【解析】

（1）图中标号①仪器名称是酒精灯。

用A装置制取氧气的反应为固体加热反应且试管口没有一团棉花，故反应为氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO3

2KCl＋3O2↑。

选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水，可以用排水法收集。

氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。

（2）氧气密度小于水，实验时氧气应从装满水的装置F中的导管b端通入，水被排出，排出水的体积就是收集到氧气的体积，测量水的体积还需要使用装置Ⅰ量筒。

（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取氨气，反应条件为固体加热，发生装置应选A；氨气极易溶于水、密度小于空气密度，收集装置选择向下排空气法，可选用装置E或万能瓶装置F（氨气短进长出，从b端进入）。

氨气能和硫酸反应，不与碱石灰反应，故在制得氨气后应首先通过碱石灰干燥装置H干燥后再收集，故正确的装置连接顺序是AHE或AHF。

1．（2021贵港中考）根据下列装置回答问题。

（1）写出标号仪器的名称：

②水槽。

（2）用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选用的装置是BF（填字母）。

（3）实验室制取二氧化碳发生装置可选用A或C，装置C的优点是随时控制反应的发生与停止；若用装置G收集二氧化碳，气体应从a（选填“a”或“b”）端通入。

2．（2021德阳中考）厉害了，我的国！

5月15日，“天问一号”巡视器成功着陆于火星乌托邦平原，我国首次火星探测器任务着陆火星取得圆满成功。

运载“天问一号”探测器的“长征五号遥四”常用氢氧燃料提供动力。

结合以下装置探究氢气、氧气的相关实验，回答下列问题。

（1）如图的仪器甲的名称为酒精灯。

（2）在实验室用高锰酸钾做原料制取氧气，发生装置应选择A（填标号），选用装置F采用排空气法收集，氧气应从i（选填“h”或“i”）通入。

（3）采用锌与稀盐酸反应制取氢气，反应原理为Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑（用化学方程式表达），选择上述恰当的装置，组装一套制取、除杂、并收集一瓶氢气的装置，所选装置的接口连接顺序为a→g、f→d、e→h。

（均填接口标号）

3．（2021铜仁中考）根据下列图示实验装置，回答有关问题。

（1）写出标有字母a的仪器名称：

长颈漏斗。

（2）实验室制取O2的反应原理为2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑（或2H2O2

2H2O＋O2↑）（用化学方程式表示），你选择的发生装置是A（或B）（填字母）。

（3）实验室制取CO2的反应原理为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑（用化学方程式表示），制得的CO2中通常含有少量的HCl和水蒸气，若要制取干燥纯净的CO2，正确的装置连接顺序是BFEC（填字母），饱和NaHCO3溶液的作用是NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑（用化学方程式表示）。

（4）将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可以使紫色石蕊溶液变红。

4．（2021自贡中考）化学是一门以实验为基础的科学。

根据下列实验装置图，回答有关问题：

（1）图中标有①的仪器名称为锥形瓶。

（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置为A（填字母），该装置有一不足之处，应怎样改进：

在试管口塞一团棉花。

（3）实验室用B装置制取氧气，其反应的化学方程式是2H2O2

2H2O＋O2↑。

（4）若用D装置收集二氧化碳气体，气体应从m（选填“m”或“n”）端进入。

（5）E装置试管中的现象是溶液变红色。

F装置是将E装置实验后的试管加热，此时发生反应的化学方程式为H2CO3

CO2↑＋H2O。

（6）实验室制取气体时，下列因素中不需要考虑的是D（填字母）。

A．药品容易获得，能生成所要制取的气体

B．反应条件易于控制，反应速率适中

C．操作简便易行，安全可靠，节能环保

D．所要制取气体的颜色和气味

1．某气体既能用排水法又能用向下排空气法收集，则该气体应具有的性质是B

A．易溶于水，密度比空气小

B．难溶于水，密度比空气小

C．易溶于水，密度比空气大

D．难溶于水，密度比空气大

2．（2021重庆中考B卷）氧气是人类活动的必需物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是C

3．（2021重庆中考A卷）实验室制取二氧化碳部分操作如图所示，其中错误的是C

4．（2021桂林中考）根据下列装置图回答问题。

（1）实验室里把装置B（填字母，下同）与C连接可制取并收集CO2或O2。

（2）将燃着的木条放在收集CO2的集气瓶口，若出现木条熄灭的现象，说明CO2已集满。

（3）选用装置A制取O2的药品是高锰酸钾。

（4）装置E中，若观察到蜡烛燃烧更旺，集气瓶收集到的气体是氧气，由此说明该气体具有的性质有助燃性（或密度比空气大）（填一点即可）。

5．（2021青海中考）实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及如图装置：

（1）写出仪器的名称：

a酒精灯、b集气瓶。

（2）利用上述药品制取氧气，选择的发生装置是A，写出该反应的化学方程式：

2KClO3

2KCl＋3O2↑，若收集较纯净氧气应选用的装置是E。

（3）制取二氧化碳气体，在上述药品中选择石灰石和稀盐酸，气体发生装置选择B，气体收集装置选择C。

（4）实验室制取氢气时，收集装置可以选择D的原因是氢气密度比空气小。

6．（2021新疆中考）如图是实验室常用的实验装置，请回答下列问题。

（1）仪器①的名称是集气瓶。

（2）若用高锰酸钾制取氧气，选取的发生装置是A（填字母），写出该反应的化学方程式：

2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑。

（3）能用D装置收集氧气是因为氧气具有不易溶于水且不与水反应的性质。

（4）将收集的氧气用作性质实验，如图F所示，水的作用是吸收二氧化硫，防止其污染空气。

写出F装置中发生反应的化学方程式：

S＋O2

SO2。

（5）氢气是一种清洁能源。

实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，应选择的发生装置是B（填字母，下同），收集装置除选D外，还可以选E。

7．（2021贺州中考）请根据下列实验装置，回答问题。

（1）写出仪器a的名称：

试管。

（2）若实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，选用的发生装置和收集装置是AC（或AD），写出该反应的化学方程式：

2KClO3

2KCl＋3O2↑。

（3）将B制取的气体通入G装置，探究燃烧的条件。

观察到Y形管左边的白磷燃烧，右边的白磷不燃烧，可探究出燃烧所需的条件是可燃物燃烧需要氧气。

（4）若用B、F装置制取二氧化碳。

当观察到澄清石灰水变浑浊时，证明二氧化碳收集已满；若F装置中没有出现上述现象，其可能原因是CO2气体中含有HCl气体（或装置漏气或澄清石灰水变质等，合理即可）（写一个）。

8．（2021安徽中考）某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。

回答下列问题。

（1）装置B中仪器①的名称是试管。

（2）实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，发生装置是A（填字母序号）。

（3）为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的m（选填“m”或“n”）端通入。

（4）将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃。

9．（2021昆明中考）化学是一门以实验为基础的科学。

根据下图回答问题。

（1）仪器a的名称是试管。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为2H2O2

2H2O＋O2↑，用F装置收集氧气，当观察到气泡连续均匀冒出的现象时再开始收集。

（3）甲烷是一种没有颜色、没有气味、难溶于水、密度比空气小的气体。

实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是C（填标号，下同），若用G装置收集时，则气体要从n（选填“m”或“n”）端通入。

（4）A、B装置都可以制取氧气、二氧化碳和氢气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是B。

（5）生活中常用草酸溶液除铁锈和瓷砖上的污渍。

草酸晶体加热会发生如下反应：

H2C2O4·2H2O

CO2↑＋CO↑＋3H2O

为检验分解后的产物，小赵设计了如下实验。

回答下列问题。

（白色的无水硫酸铜遇水变蓝）

①实验中证明有水生成的现象是装置甲中无水硫酸铜变蓝色。

②乙中澄清石灰水的作用是检验二氧化碳气体。

③要证明有CO生成，在不连接其他装置的情况下，可进行的操作是在装置丁后放一只点燃的酒精灯，尾气燃烧产生淡蓝色火焰，说明存在一氧化碳。