专题4 气体制备原理与综合应用钟村中学.docx
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专题4气体制备原理与综合应用钟村中学
专题4气体制备原理与综合应用
【试题精析】
1．（2015年广州）实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。
（1）选择发生和收集O2的装置，填写在下表中（填字母）。
选用药品
发生装置
收集装置
H2O2溶液、MnO2
KMnO4
（2）如果用MnO2与浓H2SO4加热制备氧气，可选用的发生装置是_____（填字母）
（3）选用F装置收集气体时，下列实验操作正确的是___________（填序号）
①反应前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着瓶口，倒立在盛水的水槽中
②开始反应后，等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶。
③收集气体后，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽。
（4）实验室用KMnO4制备O2的化学方程式_______________________________。
若需制备3.2gO2，至少需要消耗__________gKMnO4。
（已知KMnO4相对分子质量为158）
分析：
（1）双氧水溶液为液体，二氧化锰为固体，反应条件为常温，发生装置应选固液常温型，反应发生装置选B。
高锰酸钾是固体，反应条件是加热，发生装置应选择固固加热型，反应发生装置选A.氧气不易溶于水，可用排水法收集:
氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
收集装置选D或F。
（2）二氧化锰是固体，浓硫酸是液体，反应条件是加热，所以发生装置应选C。
（3）用排水法收集气体，将集气瓶装满水，用玻璃片盖着瓶口倒立在盛水的水槽中，①正确:
开始反应时，导管口冒出的气泡是装置内的空气，此时不宜收集，当气泡连续且均匀冒出时才能收集，②正确:
气体集满后，在水下盖上玻璃片，然后移出水槽正放在实验台上，③正确。
（4）高锰酸钾在加热的条件下反应的化学方程式为2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑.根据氧气的质量设高锰酸钾的质量为x。
利用化学方程式可求出的质量。
2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑
31632
x3.2gx=31.6g
答案：
（1）
选用药品
发生装置
收集装置
H2O2溶液、MnO2
B
DF
KMnO4
A
（2）C（3）①②③（4）2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑31.6g
2．（2017年广州）分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器，可用于滴加液体或分离互不相溶的两种液体，实验室部分装置如A~D所示。
（1）实验室用KMnO4制取O2的化学方程式为。
（2）实验室制取气体通过反应物状态，反应条件等选用相应的反应装置，请完成下表空格。
制取的气体
反应物
反应条件
反应装置（填字母）
O2
KClO3固体
催化剂MnO2固体、加热
H2O2溶液
催化剂MnO2固体、常温
C或D
CO2
和
常温
或
N2
NH4Cl饱和溶液与NaNO2饱和溶液
加热
（3）关于装置C和D的下列说法正确的是。
（双项选择）
A.装置C发生反应时，分液漏斗下端必须浸没在液体中。
B.装置D发生反应时，长颈漏斗下端必须浸没在液体中
C.装置C和D的气密性检查的操作方法相同
D.装置C和D均可用于制取一定量的H2
分析：
（1）用KMnO4制取O2的化学方程式为2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）用KCIO3与MnO2制取02是固体与固体的加热反应，反应装置是A。
用H2O2溶液与MnO2固体在常温下制取02，装置可以选用C或D。
用大理石固体和稀盐酸反应可以制取CO2,固体与液体在常温下反应，反应装置可选用C或D。
加热NH4CI饱和溶夜和NaNO2饱和溶液制取N2，反应装置可选用B。
（3）装置C发生反应时，分液漏斗下端无须浸没在液体中，A选项错误。
装置D发生反应时，长颈漏斗下端管口必须浸没在液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出，B选项正确。
由于分液漏斗已经密封，而长颈漏斗必须先形成液封再进行其他操作，因此装置C和D的气密性检查的操作方法并不相同，C选项错误。
实验室用锌粒和稀硫酸反应制取H2,是固体与液体在常温下反应，可选择装置C或D来制取一定量的H2，D选项正确。
答案:
（1）2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）
A
O2
大理石和稀盐酸
C或D
B
3.（2018年广州）下图是实验室制备气体的部分装置
（1）加热混有二氧化锰的氯酸钾制备一瓶氧气用于性质实验
①该方法制得O2的化学方程式是。
②可选用和（填序号）装置组合。
首先检查装置的气密性,方法是:
把导管口放入水中,然后，观察到有气泡冒出,说明装置气密性良好
（2）氢气被认为是理想的清洁、高能燃料
①实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性,可选用（填序号）与E装置组合,在E导管口点燃。
实验过程是：
组装仪器——>检查装置气密性——>装入药品制备氢气——>——>点燃。
②电解水也可制得H2。
装置如图F，管中产生的是氢气
③氢气的生产方法是制约其作为清洁能源广泛使用的原因之一,科学家根据生产方法提出“绿色”氢气和“有污染”的氢气的概念,下列方法可获得“绿色”氢气的是。
A.用矿石生产锌和硫酸,再相互反应
B.在催化剂作用下,利用太阳能光解水
C.利用煤燃烧发电,再电解水
D.利用风能、水力发电,再电解水
分析：
（1）①加热氯酸钾和二氧化锰的混合物生成氯化钾和氧气，化学方程式为2KClO3MnO2,∆2KCl+3O2↑②用加热氯酸钾的方法氧气，由于氧气的密度大于空气，故选择C装置收集氧气。
（2）①实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性，是固液常温型反应，故选择A装置制取氢气；在E导管口点燃。
氢气是可燃性气体，在点燃前需验纯。
②电解水制H2实验中甲管中气体较多且电源负极连接，产生的是氢气。
③在催化剂作用下，利用太阳能光解水，利用风能、水力发电，再电解水可获得“绿色”氢气;用矿石生产锌和硫酸，再相互反应，制备成本高，且用矿石生产锌和硫酸，消耗能源不环保；利用煤燃烧发电，再电解水，制备成本较高，且煤燃烧会产生污染物。
答案：
①2KClO3
2KCl+3O2↑②B，C（填序号）双手握住试管
（2）①A（填序号）验纯。
②甲③BD。
4.（2011年广州）某校“我与化学”活动小组通过查阅资料了解到，我国超市每年消耗约40万吨塑料袋。
假定这些使用后的废塑料袋都通过焚烧处理，将排放大量CO2。
该活动小组用下图所示装置，测量一定质量塑料袋燃烧后产生的CO2
的质量。
（1）为了保证测量的准确性，连接好实验装置后应检查________________________，再加入药品进行实验。
（2）装置Ⅰ的小烧杯中加入足量的H2O2和催化剂，可持续产生O2供塑料袋充分燃烧，产生O2的化学方程式是________________________________。
（3）塑料袋燃尽，装置Ⅰ逐渐冷却时，装置Ⅱ中液体也不易倒吸进入装置Ⅰ中，原因是________________________。
（4）根据实验目的，需要称量的是________________。
A．实验前塑料袋的质量
B．实验前和实验后装置的Ⅱ质量
C．实验前和实验后装置的Ⅲ质量
分析：
（1）有气体产生的实验，连接好装置行定要检在装置的气案性，
（2）H202和催化剂产生02的化学方程式：
2H2O2MnO22H2O+O2↑.
（3）装置Ⅰ中产生三种气体H2O（气）、CO2、02气体的流向是“装置Ⅰ一装置Ⅱ一装置Ⅲ”其中H20（气）被装置Ⅱ中的浓硫酸完全吸收，CO2最后被装置Ⅲ中的碱石灰完全吸收，02排放到大气中；气体流动的原因是装置Ⅰ中不不断有气体产生。
当塑料袋燃尽，装置I逐渐冷却时，由于热胀冷缩，装置Ⅰ中气体的体积将减小，压强也减小，外界的大气压保持不变，装雪Ⅱ中的液体有可能进人装置Ⅰ中，产生例吸。
题干信息是装置Ⅰ逐渐冷却时，装置Ⅱ中液体也不易倒吸人装置Ⅰ中，原因是由于CO2停止产生时，H202仍不断分解产生02,，使装置Ⅰ中的气压保持稳定，所以持续产生的02使装置Ⅰ中的气压保持稳定。
（4）“测定一定质量塑料袋燃烧后产生的CO2的质量”，需要称量实验前塑料袋的质量和产生的CO2的质量。
根据上述分析，装置Ⅱ用来吸收水蒸气，装置Ⅲ用来吸收CO2.故实验后装置Ⅲ增加的质量是生成CO2的质量，还需要称量实验前和实验后装置Ⅲ的质量。
答案：
（1）装置气密性
（2）2H2O2MnO22H2O+O2↑（3）持续产生的02使装置Ⅰ中的气压保持稳定（4）AC
【练习巩固】
4—1.（2016年广州）实验室部分装置如下图所示，回答下列问题（制取时将A中的药品混合）
ABCDE
（1）制取并收集不同的气体，填写下表空白
固体M
溶液N
制取气体
收集装置（填写字母）
大理石
CO2
锌粒
稀硫酸
B或
O2
或C
（2）收集干燥的CO2还需要用装置E，E中盛装的试剂为。
（3）用上述装置A制取O2时发生反应的化学方程式为。
4—2.（2014年广州）实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。
（1）仪器X的名称是。
（2）实验室用CaCO3和稀盐酸制备CO2的化学方程式为，若需制备22gCO2，不计实验损耗，至少需要消耗gCaCO3。
（3）①用大理石和稀盐酸制取CO2时，能作为发生装置的是、（填字母，下同）。
②若要制备多瓶CO2，并在制取过程中便于补充稀盐酸，发生装置应选择，收集装置应选择。
（4）实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时，应选择与组合而成的装置。
4—3.（2013年广州）某同学在实验室用以下装置制备氧气并探究氧气的性质。
（1）该同学制备氧气是应选用的药品是（限选：
H2O2溶液、MnO2、KMnO4）,生成氧气的化学方程式为。
（2）夏天室温很高的时候，检验该装置气密性的合理方法是：
将导管口放入水面下，然后，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。
（3）添加药品，连接仪器，加热试管后导管口有气泡冒出，此时导管口还在集气瓶外面，接下来的操作正确的是（填字母）。
A、立刻将导管口移入集气瓶
B、等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶
C、立即熄灭酒精灯，将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯
（4）该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后，伸进一瓶氧气中，观察到的现象是。
进一步证明木炭与氧气发生了化学反应的方法是。
4—4.（2010年广州）实验室用如下装置制备几瓶氧气用于性质实验。
（1）检查气密性时发现装置漏气，请在答题卡装置图中
用箭头标出可能发生漏气的位置（标出两处）。
（2）试管中装入的药品是KClO3和MnO2，生成氧气的化
学方程式为。
（3）收集氧气的操作过程是：
等集气瓶中的水排完后，一只手扶稳集气瓶，另一只手首先小心地将导管从瓶口移开，然后___________________________，最后把集气瓶正放在桌子上。
（4）实验室也常用上述实验装置制备甲烷，推测其反应物是_________（填序号）。
A．CH3COONa固体和碱石灰B．Al4C3固体和水C．CO和H2
4-5.实验室中有下列仪器：
（1）填写标号仪器名称：
（2）实验室制取CO2并欲得到平稳的气流，应选择发生装置仪器的组合为
（选择一套，填序号），写出用澄清石灰水检验CO2的化学反应方程式：
（3）若用高锰酸钾制取氧气，还需要补充的实验仪器为，反应方程式为。
用排水法收集O2，所得气体不纯的原因可能是
（答一条）。
4—6.某同学在实验室用以下装置制备氧气并探究氧气的性质．
（1）该同学制备氧气时应选用的药品是（限选：
H2O2溶液、MnO2、KMnO4），生成氧气的化学方程式为．
（2）下列制取和收集氧气操作错误的是（填字母）．
A．将药品用纸槽装入试管中
B．将导管口伸入盛满水的集气瓶里，然后加热，立即收集氧气
C．等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶
D．待集气瓶充满氧气，在水中盖好玻璃片后，再移出水面
E．收集完成后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
F．收集完成后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
（3）收集完成后，该同学发现水槽中的水变成浅紫红色，产生该现象的原因可能是．
（4）该同学用燃烧匙放少量硫，加热，直到燃烧，把盛有燃着的硫的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里，观察硫在氧气中燃烧的现象是，硫分别在空气里和氧气里燃烧的现象不同，说明燃烧反应的剧烈程度与有关．
4—7.根据下图回答问题：
（1）仪器①的名称是，利用A装置可制取的气体有H2、O2和。
（2）B装置在化学实验中有广泛的用途。
①用排水收集氢气，可在B装置中装满水后，使氢气从（填“a”或“b”）口进入。
要得到干燥的氢气，可在B装置中加入，气体应从（填“a”或“b”）口进入。
4—8.实验室利用下图实验装置进行有关化学实验，回答下列问题：
（1）写出图中仪器甲的名称：
甲____________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置可选择图中的______（填标号），写出该反应的化学方程式________________________________________。
用充满水的装置C收集氧气，则氧气需从____________（填“a”或“b”）端通入。
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式是______________________，用装置C收集二氧化碳，验满时，燃着木条应放在____________（填“a”或“b”）端，检验二氧化碳的试剂是____________。
（4）用上述制取二氧化碳实验后的固液残留物进行过滤、蒸发的操作。
①对固液残留物进行过滤，应选择下图中____（填标号）装置，过滤时玻璃棒的作用是。
②取上述少量滤液进行蒸发，蒸发过程玻璃棒不断搅拌的目的是____________，析出的固体中一定含有的物质是____________________。
4-9.实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题。
1）写出标有序号的仪器名称：
①②
（2）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是
（3）若要得到干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为:
B→→（填字母序号）。
（4）检验二氧化碳是否收集满的操作方法是：
5）某兴趣小组的同学连接B. GH装置进行实验。
若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈，H装置中溶液变浑浊，则B装置中反应的化学方程式为4-10.下图为实验室常用装置。
（1）仪器a的名称是
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管中棉花的作用是反应的化学方程式为若用排水集气法收集，当气泡时开始收集。
（3）已知浓氨水和生石灰在常温下反应，可制得易溶于水的NH3。
用该法制NH3时，应选择的发生装置是 （填标号）,收集装置是 （填标号）。
（4）如右图所示，将二氧化碳气体慢慢倒人烧杯中，观察到蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是:
①不支持燃烧;
②
③
4-11.根据下图回答问题。
（1）仪器x的名称是
（2）实验室制取氧气、二氧化碳和氢气都可以选用（填字母序号）
作为发生装置。
收集二氧化碳选用D装置的原因是
（3）右图装置可用于气体的收集、检验、除杂等，用该装置能完成的实验是
A.气体从b端通入，收集氢气
B.瓶内装满水，氧气从a端通人，收集氧气
C.瓶内装有澄清石灰水，气体从a端通人，检验氧气中是否
混有二氧化碳
D.瓶内装有浓硫酸，气体从b端通人，吸收氢气中混有的水蒸气
4-12.实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答问题:
（1）写出标有序号①的仪器名称:
（2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气可选择的装置组合是____。
用此方法制取氧气的实验步骤有:
①在试管中加人药品并固定好装置;②把导管移出水面;③点燃酒精灯加热，当气泡连续均匀冒出时开始收集;④熄灭酒精灯;⑤检查装置的气密性。
下列排序正确的是_____
A.①⑤③②④ B.⑤①③②④ C. ①⑤③④② D.⑤①③④②
（3）实验室制取二氧化碳的药品是 图F是某同学利用塑料瓶和其它用品设计的制取二氧化碳的发生装置，该设计与B装置比较除了废物利用的优点外，请另写一个优点:
4-13.根据下列实验装置图，结合所学化学知识回答问题。
（1）加热时酒精灯_ 焰温度最高。
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，二氧化锰在反应前后的质量和都没有改变，根据氧气 的物理性质可选择E装置收集氧气。
（3）实验室可以选择发生装置 （填字母）制取CO,气体，实验室制取该气体的化学反应方程式是
（4）通常情况下，NH3,是种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水且水溶液显碱性，密度比空气小。
实验室里用氯化铵固体和氢氧化钙周体混合加热制取NH3实验室制取NH3,应选择的发生装置是（填序母）。
若选择F装置利用排空气法收集NH3,气体应该从 （填“a”或“b"）口进入。
将NH3,溶于水中可配制成氨水溶液，氨水能使无色酚酞变色。
4—14.验室用锌粒与足量稀硫酸反应，制取氢气并还原4.0g氧化铜，实验装置如下（装置气密性良好，夹持仪器省略）。
（1）仪器Ⅰ的名称________，A中反应的化学方程式是______________。
（2）B中生石灰作_______剂；C中反应的化学方程式是；D中现象是。
（3）为确定实验结束后氧化铜是否已基本消耗完，请设计两种不同的方案填入下表。
操作
判断依
据
结论
方案一
方案二
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