中考化学总复习冲刺高频考点气体制取装置实验探究题word版有答案.docx

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中考化学总复习冲刺高频考点气体制取装置实验探究题word版有答案

气体制取装置实验探究题

1、过氧化氢俗称双氧水，常温下是一种无色液体，性质比较稳定。

在加热的条件下，它能分解生成氧气和水。

查阅资料：

①将新制的浓度5%的双氧水加热到65℃时就有氧气产生，加热到80℃时就有较多氧气产生。

②若在相同质量5%的双氧水加入少量二氧化锰固体，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短。

请根据图回答问题：

（1）请你写出双氧水和二氧化锰反应的化学方程式：

2H2O+O2↑。

其中二氧化锰的作用是催化作用（或加快双氧水的反应速率）。

（2）小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少。

（3）小柯利用催化剂使双氧水分解制制取氧气，若要控制双氧水制取氧气的速率，可以将装置丙作如下改进可将长颈漏斗换为分液漏斗。

（4）采用相同质量5%的双氧水，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。

（假定两种方法过氧化氢均完全分解）

（5）二氧化锰（不溶于水的固体粉末）反应中可以重复使用，理由是二氧化锰的质量和化学性质，在化学反应前后不变；实验结束后可采取的方法，予以回收利用。

（6）如果用图戊的装置收集一瓶氧气，则气体应从n口导入（填“m”或“n”）。

【答案】

解：

（1）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是：

2H2O22H2O+O2↑，其中二氧化锰的作用是催化作用（或加快双氧水的反应速率）；

（2）图甲实验中带火星木条未复燃的原因是：

加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少；

（3）要控制反应速率，可将长颈漏斗换为分液漏斗。

（4）由于过氧化氢在二氧化锰催化作用下能分解放出氧气，所以，利用催化剂制取氧气的大致曲线为：

（5）二氧化锰（不溶于水的固体粉末）反应中可以重复使用，理由是二氧化锰的质量和化学性质，在化学反应前后不变；实验结束后可采取过滤的方法，予以回收利用。

（6）

故答为：

（1）2H2O22H2O+O2↑；催化作用（或加快双氧水的反应速率）；

（2）加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少；

（3）可将长颈漏斗换为分液漏斗；

（4）

（5）二氧化锰的质量和化学性质，在化学反应前后不变；过滤；

（6）n。

2、实验室常用亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸（或稀盐酸）在常温下能发生复分解反应，制取二氧化硫气体。

请你共同参与某化学兴趣小组对以下问题的探究：

【查阅资料】①二氧化硫气体是无色有刺激性气味的有毒气体，它的密度比空气大，可溶于水生成亚硫酸（H2SO3）；②SO2气体能与KMnO4溶液反应并能使其颜色变浅或褪色；③CO2不能与KMnO4溶液反应。

【探究一】制取二氧化硫

（1）试写出亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸反应的化学方程式：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H20+SO2↑。

（2）制取并收集二氧化硫时，应选用下图所示的BD装置（填字母）；写出实验室用装置A、C 制取

一种常见气体的化学方程式2KCl+3O2↑。

。

（3）某同学设计出如下图1 所示装置制取并检验SO2的性质。

你认为该装置的优点有减少污染（答一点）；滴斗内反应的化学方程式为Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O。

【探究二】二氧化硫与水反应

化学兴趣小组的同学将制得的二氧化硫气体经过干燥后，通过如上图2 装置进行探究：

实验步骤：

①将滴管内的蒸馏水滴到B 瓶中的蓝色石蕊试纸上，试纸颜色没有发生变化；

②通入干燥的SO2气体，发现A 瓶中试纸不变色，B 瓶中试纸变成红色。

（1）该兴趣小组同学设计的以上实验方案运用了控制变量研究的方法。

（2）通过上述实验能得出的结论是H2O+SO2═H2SO3（用化学方程式表示）。

（3）小东同学认为，上图2 装置中有一个明显的不足之处，该装置的缺陷是没有收集实验尾气，容易造成空气污染。

【探究三】确定白色固体M 的成分老师交给兴趣小组一包白色固体M，并告知M 的成分为铝粉、亚硫酸钠、

硫酸钠、碳酸钠中的一种或多种。

于是，同学们设计如下装置进行探究：

（假设装置中的药品均足量，每次反应均完全）操作步骤：

倾斜装置A，使稀硫酸（足量）与固体M 充分反应，待反应停止后，B中溶液紫红色变浅并增重，C 中液体增重。

反应结束后，量气管共收集到VmL气体。

试回答下列问题：

（1）固体M 中一定含有的物质有Al、Na2SO3、Na2CO3（填化学式）。

（2）B、C装置能否交换位置？

为什么？

否，B装置用来检验并吸收二氧化硫气体，C装置用来吸收二氧化碳气体，若交换位置，将无法判断是否存在二氧化硫气体，即无法判断M中是否含有亚硫酸钠。

（3）只通过上述实验，还有一种物质在固体M 中是否存在不能确定。

为进一步确定该物质是否存在，有同学

提出如下方案：

实验完毕后，拆下仪器A，向其中加入BaCl2溶液，观察是否有沉淀生成。

你认为此方案

是否可行？

理由是不可行，因为Na2SO3、Na2CO3与H2SO4反应生成Na2SO4，若不可行，请提出改进方案可将稀硫酸换成稀盐酸（如上面答“可行”，此空不填）

【答案】

解：

【探究一】

（1）实验室常用亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体，且同时生成硫酸钠和水，故答案为：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H20+SO2↑；

（2）亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸在常温下反应，因此不需要加热；二氧化硫的密度比空气的大，溶于水且与水反应生成亚硫酸（H2SO3），因此只能用向上排空气法收集，实验室用装置A、C 在加热条件下使氯酸钾分解成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是：

2KClO32KCl+3O2↑。

故答案为：

BD；反应的化学方程式是2KClO32KCl+3O2↑。

（3）某同学设计出如图1所示装置制取并检验SO2的性质，对污染空气的实验尾气不随意排放。

你认为该装置的优点有：

减少污染；二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钠和水，滴斗内反应的化学方程式为：

Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O。

【探究二】①将滴管内的蒸馏水滴到B 瓶中的蓝色石蕊试纸上，试纸颜色没有发生变化；

②通入干燥的SO2气体，发现A 瓶中试纸不变色，B 瓶中二氧化硫和水生成了酸使试纸变色，试纸变成红色。

（1）该兴趣小组同学设计的以上实验方案运用了控制变量研究的方法。

（2）通过上述实验能得出的结论是二氧化硫与水反应生成的酸使试纸变成红色，用化学方程式表示：

H2O+SO2═H2SO3。

（3）上图2 装置中没有收集实验尾气，容易造成空气污染，即上图2 装置中有一个明显的不足之处，该装置的缺陷是：

没有收集实验尾气，容易造成空气污染。

【探究三】：

倾斜装置A，使稀硫酸（足量）与固体M 充分反应，待反应停止后，B中溶液紫红色变浅并增重，说明A中有能被高锰酸钾溶液氧化的气体生成，能被酸性高锰酸钾氧化的气体为二氧化硫，所以固体M中含有Na2SO3；C中液体增重，说明A中还有二氧化碳生成，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应导致C装置质量增加，所以固体M中还有Na2CO3；反应结束后，量气管共收集到VmL气体，说明经过B、C装置后还有不溶于溶液的气体产生，只能是氢气，所以固体M中还有Al，再结合题目分析解答。

（1）通过以上分析可知，固体M 中一定含有的物质有：

Al、Na2SO3、Na2CO3。

（2）B、C装置不能交换位置，因为B装置用来检验并吸收二氧化硫气体，C装置用来吸收二氧化碳气体，若交换位置，将无法判断是否存在二氧化硫气体，即无法判断M中是否含有亚硫酸钠。

（3）通过以上分析可知，还有一种不能确定存在的物质是Na2SO4．为进一步确定该物质是否存在，有同学提出如下方案：

实验完毕后，拆下仪器A，向其中加入BaCl2溶液，观察是否有沉淀生成，此方案不可行，因为Na2SO3、Na2CO3与H2SO4反应生成Na2SO4，会干扰对结果的判断；可将稀硫酸换成稀盐酸，即能防止如上干扰。

故本题答案为：

：

【探究一】

（1）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H20+SO2↑；

（2）BD；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；

（3）减少污染；Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O。

【探究二】②红。

（1）控制变量。

（2）H2O+SO2═H2SO3。

（3）没有收集实验尾气，容易造成空气污染。

【探究三】：

（1）Al、Na2SO3、Na2CO3。

（2）否，B装置用来检验并吸收二氧化硫气体，C装置用来吸收二氧化碳气体，若交换位置，将无法判断是否存在二氧化硫气体，即无法判断M中是否含有亚硫酸钠。

（3）不可行，因为Na2SO3、Na2CO3与H2SO4反应生成Na2SO4，会干扰对结果的判断；将稀硫酸换成稀盐酸。

3、我们已经学过实验室制取O2、CO2两种气体的反应原理、制取与收集方法，请你归纳出实验室制取这两种气体反应的共同点CD（填序号）．

A．需要加热  B．需用催化剂    C．没有气体参加反应  D．生成的气体只有一种

（1）请你根据提供的实验仪器和药品参与实验室气体制备的研究和实践，实验仪器如图1所示（导管和橡皮塞等未画出）．

实验药品：

6%双氧水、大理石、稀盐酸、高锰酸钾、二氧化锰

【比较研究】请填写下表

制取

反应物状态

反应条件

收集方法和依据

氧气

固体

加热

排水集气法

O2不易溶于水且不与水反应

二氧化碳

固体和液体

常温

CO2密度大于空气且不与空气反应

【实践研究】

（2）某同学选用a、c、d、f、j等组装制取和收集氧气装置，该同学反应所用原理为：

K2MnO4+MnO2+O2↑

（用化学方程式表示）．下列是该同学部分操作，其中不合理是BC．

A．先检查装置气密性，后加药品

B．先固定试管，后放置酒精灯

C．先将导管伸入集气瓶，后加热试管

D．实验结束先将导管移出水面，后熄灭酒精灯

（3）四位同学根据提供的实验仪器，分别设计了如图2所示四套制取和收集二氧化碳的装置．

实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O，四位同学对设计装置相互进行了交流评价．其中可能收集不到二氧化碳装置是A；能够使反应随时停止和发生的装置是D．

【反思小结】气体制取和收集装置的选择依据：

发生装置--反应物的状态和反应条件

收集装置--气体的密度、气体的溶解性和化学性质中的不与空气发生反应

【拓展应用】：

某同学还设计了如图3所示制取并验证气体性质的装置（K1 K2为玻璃导管上开关）

（4）当打开K1，关闭K2时，用Ⅰ、Ⅱ装置可直接进行的实验是B

A．大理石与稀盐酸反应制二氧化碳

B．锌与稀盐酸反应制氢气（反应不需加热）

C．氯酸钾和二氧化锰混合制氧气

（5）小李同学认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器和位置的前提下，该装置可用于双氧水制氧气，他的做法是在II装置内装满水后再进行制取．

【答案】

解：

通过实验室制取O2、CO2两种气体的反应原理、制取与收集方法分析，过氧化氢制取氧气与二氧化碳的实验室制取方法相同的地方：

反应物为固液型，反应条件为不需加热，生成的气体密度比空气大，且都生成的气体只有一种；

（1）CO2密度大于空气且不与空气反应，所以可用向上排空气法收集；

（2）选用a、c、d、f、j等组装制取和收集氧气装置，说明是用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的符号表达式为：

2KMnO