滚动小专题(一)气体的制备与净化一、常见气体的制取（二氧化碳、氧气与氢气制取的比较）氧气(O2)氢气(H2)二氧化碳(CO2)反应原理2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑(或2H2O22H2O＋O2↑)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑药品高锰酸钾(KMnO4)[或双氧水(H2O2)和二氧化锰(MnO2)]锌粒(Zn)和盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)石灰石或大理石(CaCO3)和稀盐酸(HCl)发生装置 或 收集方法或或或或或或或验满或验纯用带火星的木条，平放在集气瓶口，若木条复燃，氧气已集满；否则没满用拇指堵住集满氢气的试管口；靠近火焰，移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯用燃着的木条，平放在集气瓶口，若火焰熄灭，则已集满；否则没满操作步骤注意事项①检查装置的气密性；②试管口要略向下倾斜(防止凝结在试管口的小水珠倒流入试管底部使试管破裂)；③加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热；④排水法收集完氧气后，先撤导管后撤酒精灯(防止水槽中的水倒流，使试管破裂)①检查装置的气密性；②长颈漏斗的管口要插入液面下；③点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度(空气中，氢气的体积达到总体积的4%～74.2%时点燃会爆炸)①检查装置的气密性；②长颈漏斗的管口要插入液面下；③不能用排水法收集二、气体的净化与干燥1．原则：不能引入新的气体杂质；不能减少被净化的气体的量。2．顺序：气体的发生装置——除杂——干燥——主体实验——尾气处理。3．气体净化和干燥的装置4．常用干燥剂7\n选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，其原则是干燥剂只能除去气体中的水分，而不能与待干燥的气体反应，常见气体的干燥剂选择见下表：干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HClNH3碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠H2、O2、CO、CH4、N2、NH3CO2、SO2、HCl中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3 【温馨提示】 a．选择的干燥剂(净化剂)必须只能吸收水分(杂质气体)，不与被干燥(净化)的气体反应。b.洗气瓶长导管为进气口，短导管为出气口；干燥管大口进气，小口出气，且两口都应堵一团脱脂棉，防止干燥颗粒进入导气管。类型1 常见气体的制取 (2022·河池)实验室常利用下图装置完成气体制备及性质实验。请回答：(1)指出编号仪器的名称：①________；②________。(2)若选择A和D装置制取氧气，反应的化学方程式为________________________________，收集好的氧气瓶正放在桌面上，玻璃片光滑面朝________(填“上”或“下”)。(3)制取CO2时，选B装置比选C装置好的理由是________________________；用G装置来检验CO2，则G中的试剂为____________。(4)若要收集CO，选择的收集装置最好是________(填字母)。思路点拨：(1)标出的仪器分别是：试管和锥形瓶；(2)A装置是固固加热型装置，且试管中有棉花团，故应用加热高锰酸钾的方法制取氧气；氧气的密度大于空气，故收集好的集气瓶应正放在桌面上；(3)B装置比C装置便于添加液体试剂；检验二氧化碳的试剂是：澄清的石灰水；(4)收集CO，由于其密度和空气相接近，最好用排水法收集，选F。类型2 气体的净化 研究性学习小组选择从空气中制取氮气作为研究课题，以下是他们设计的实验方案：→→→(1)除去二氧化碳和水蒸气：如图A装置中发生反应的化学方程式是_______________________________。B装置中浓硫酸的作用是____________。7\n(2)除去氧气：他们分别收集一瓶气体，用图C装置进行除去氧气的燃烧实验，其中甲同学选用红磷，乙同学选用木炭。你认为选用________(填“红磷”或“木炭”)的方法不科学，原因是____________________。(3)分析误差：经科学测定此法得到的氮气密度(标准状况下)，与氮气的实际密度有误差，请你分析出现误差的可能原因(只写两种，不考虑计算误差)：①____________________；②________。思路点拨：(1)利用装置A中的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水而除去二氧化碳；利用浓硫酸的吸水性吸收气体中的水蒸气而除去水；(2)由于木炭和氧气反应会生成气体二氧化碳，因此在除去氧气的同时又引入了新的气体杂质二氧化碳；(3)分析以上操作，会发现空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气被除去，但空气中含量很少的稀有气体并没有被除去，因此由于氮气中混有稀有气体而使氮气不纯，密度与实际密度有误差；另外，在使用红磷除去氧气时，可能由于某种原因而没有把氧气完全除尽而使所得氮气不纯，密度与实际密度有误差。在除去气体中的杂质时往往会混入水蒸气，因此要先除杂质，后干燥。一、选择题1．(2022·上海)不能达到相应实验目的的装置是（）2．(2022·梧州)关于实验室制取O2和CO2的方法，下列说法正确的是（）A．都采用了固体加热的方法B．都可用向下排空气法收集C．都可用湿润石蕊试纸验满D．都需在实验前检查装置的气密性3．下列有关气体的制取装置或实验操作，错误的是（） 4．(2022·潍坊)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热制氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，下列说法正确的是（）7\nA．反应前后锰元素的化合价不变B．可以用向上排空气法收集Cl2C．用浓盐酸配制稀盐酸时，必须用托盘天平、量筒、烧杯和玻璃棒D．该反应是复分解反应5．某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定量该气体按下图所示装置进行实验(假设每步都充分反应或吸收)，结果装置①中无明显变化，装置③增重1.8g，装置④增重2.2g。下列关于气体X成分的分析中，错误的是（）A．一定没有二氧化碳B．可能含有甲烷和氢气C．可能只有甲烷D．可能含有氢气和一氧化碳二、实验探究题6．(2022·贵港)根据下列图示实验装置回答问题。(1)写出图中标有序号仪器的名称：①________；②________。(2)若实验室要用同一装置制取并收集O2和CO2，最好选择________装置组合(填字母)；写出该装置制取O2的化学方程式________________________。(3)若用F装置收集氢气，则气体应从________(填“a”或“b”)端进入。7．(2022·玉林)气体制取是重要的化学实验活动，请根据给出的装置回答下列问题：(1)请写出图A中仪器a的名称：________。(2)用高锰酸钾制取并收集较纯的氧气，选择的装置是________(填字母)。(3)在实验室中选用B装置制取氧气，反应原理是________________________(填化学方程式)；用这种方法制得的氧气常含有少量水蒸气，若用如图所示装置除去水蒸气，气体应从________(填“b”或“c”)端进入。7\n(4)实验室制取二氧化碳时，可将____________放到集气瓶口来判断是否已集满二氧化碳气体，实验室不适宜用排水法收集二氧化碳的理由是____________________________。8．(2022·柳州)(1)下列是实验室常见气体的制取及收集装置图。①写出标有标号的仪器名称：a________，b________；②实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰粉末来制取O2，其中二氧化锰的作用是____________，应选用的制气装置是________(填编号，下同)，收集O2不能选用的装置是________。(2)柳州生产的两面针成人牙膏中摩擦剂的主要成分是碳酸钙，现通过以下实验装置测定碳酸钙的质量分数(假设牙膏的其他成分与盐酸不反应)。①碳酸钙属于________(填“酸”“碱”或“盐”)，乙装置中碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________；②下列措施中不能提高测定准确度的是________(填序号)；A．缓慢地逐滴滴加盐酸B．在甲乙间增加装有浓硫酸的洗气瓶C．在乙丙间增加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶D．在乙装置反应结束后仍继续通入空气③若称取的牙膏样品为ag，丙装置中的沉淀经干燥后质量为bg，则样品中碳酸钙的质量分数为________(用含a，b的代数式表示)；④若不测定丙装置中沉淀的质量，而通过测定丙装置在实验前后的质量差来计算碳酸钙的质量分数，会导致测定的结果明显偏高，原因是________________________________________________________。9．(2022·柳州)水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行探究。【查阅资料】(1)白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色；(2)Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl、H2O、CO2。【实验假设】①可燃气体只是CO；②可燃气体只是H2；③可燃气体是CO、H2的混合气。【实验过程】实验小组按以下流程进行实验(水煤气中的CO2、H2O已被充分吸收)：灼热CuO―→→―→―→实验中，发现黑色的氧化铜变红，且____________________，证明水煤气含有H2；还观察到澄清石灰水变浑浊，证明水煤气中含有另一可燃气体为________。【实验反思】根据实验结论，甲同学认为实验应保证安全，防止中毒。对尾气的处理方法是________________。【实验拓展】7\n(1)实验后，乙同学认为欲检验所用的NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余。但丙同学认为乙同学的设计是错误的，理由是_________________________________________________________________；(2)丁同学通过本次实验，结合查阅的资料发现，不用任何其他试剂，只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是_______________________________________________。参考答案归类例析例1 (1)①试管 ②锥形瓶 (2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 上 (3)方便随时添加稀盐酸 澄清石灰水 (4)F 例2 (1)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 除去水蒸气 (2)木炭 木炭燃烧产7\n生二氧化碳气体，导致氮气不纯 (3)①稀有气体没有除去 ②氧气没有除尽专题精练1．B 2.D 3.C 4.B 5.B 6.(1)①铁架台 ②集气瓶 (2)CD 2H2O22H2O＋O2↑ (3)a 7.(1)试管 (2)AC (3)2H2O22H2O＋O2↑ b (4)燃着的木条 二氧化碳能溶于水且与水反应 8.(1)①试管 集气瓶 ②催化作用 B E (2)①盐 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ ②BC ③% ④乙中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置丙中，使溶液增重 9.【实验过程】无水硫酸铜变蓝 CO 【实验反思】将尾气点燃处理 【实验拓展】(1)Na2CO3与少量盐酸反应也没有气体生成 (2)取一种溶液加入试管，用滴管逐滴加入另一种溶液，若开始无明显现象，过量时才有气体产生，则试管中溶液为Na2CO3，滴管中溶液为稀盐酸；若立即产生气体，则试管中溶液为稀盐酸，滴管中溶液为Na2CO37
