專題03氣體的制取、凈化、收集

【解題技巧】

氣體的制取實驗也是中考中常見的問題。實驗室制取氣體的實驗往往與氣體的干燥與凈

化綜合在一起。氣體綜合實驗的裝置選擇及連接順序為：

同學們可按照上圖的流程來選擇合適的裝置進行氣體制取實驗

【例題精析】

--氣體制取裝置的探究

1.某?；瘜W興趣小組用下列裝置制取并收集氧氣.（可以通過調節(jié)分液漏斗的活塞控制液體

滴加速度.）

（1）寫出儀器名稱a鐵架臺，b水槽：

（2）選擇發(fā)生裝置（填字母）制氧氣比較便捷環(huán)保，反應的符號表達式為

MnO

H2Q2T2H2O+O2.如果要得到干燥的氧氣，用裝置D（填字母）來收集.如何證

明氧氣已集滿？將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，說明已滿.

（3）實驗室常利用二氧化錦和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣，如右圖所示，燒杯中的水

可溶解氯氣且與氯氣反應.氯氣是一種黃綠色的氣體，密度比空氣大.因此可用裝置

（填字母）來收集氯氣.

（4）右圖是實驗中常用的一種收集氣體的裝置，當用排空氣法收集某氣體時，若空氣從

b端排出，則該氣體的密度比空氣大.當用排水法收集氣體時，若氣體的密度比空氣

小，則氣體應從b（填字母）端進入.

【解答】解：（1）鐵架臺和水槽是實驗中常用的化學儀器，故答案為：a鐵架臺：b水槽

（2）用過氧化氫和二氧化鐳制氧氣時，不需要加熱，需要選擇A裝置.驗滿方法是：將

MnO

帶火星的木條放在集氣瓶口，觀察木條是否復燃.故答案為：A；H2O2-2H2O+O2；D；

將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，說明已滿.

（3）水可溶解氯氣且與氯氣反應，氯氣的密度比空氣大，因此氯氣只能用向上排空氣法

收集.故答案為：D；

（4）根據氣體的密度，密度比空氣大的從a管進入；密度比空氣小的從b進入.故答案

為：大，b

2.化學實驗室開放日，化學科代表拿出兩瓶無標簽的試劑，分別是固體和液體，他取少量

試劑在試管中混合，立即產生一種常見無色氣體.

（1）該氣體可能是什么物質？同學們展開了一系列探究活動.

①驗證氣體的實驗方案如下:

猜想實驗步驟現(xiàn)象結論

此氣體是C02將氣體通入澄清石石灰水變渾濁該氣體為C02

灰水

②制取該氣體的化學方程式是CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t.

③下圖裝置中，儀器①的名稱是試管，儀器②的名稱是集氣瓶.

④想制取該氣體，采用的發(fā)生裝置可選取下圖中的」（填序號，下同），收集裝置是

（2）猜想此無色氣體還可能是另外一種氣體02（或H2），則生成該氣體的化學方程

Mn02

式是2H2。2^-2H2O+O2t(或Zn+2HCl=ZnC12+H2t)

（3）氨氣（NH3）在通常情況下是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易

溶于水.實驗室常用加熱氯化鍍和熟石灰兩種固體物質的混合物來制取氨氣，反應的化

△

學方程式為：2NH4C1+Ca（OH）2-CaC12+2NH3t+2H2O.實驗室制取氨氣的發(fā)生裝置選

用上圖中A裝置,收集氨氣選用上圖中D裝置.

【解答】解：（1）①我們以大家最熟悉的氣體二氧化碳，做為猜想，由于它能使澄清的石

灰水變渾濁，所以將其通入澄清石灰水變渾濁則為二氧化碳；

②根據（1）猜想，實驗室制取二氧化碳是的化學方程式是CaCO3+2HC1=CaC12+H2O+CO2

t；

③常見的用于少量物質反應或被加熱的玻璃儀器試管，收集氣體的儀器集氣瓶；

④固液不加熱型裝置是B,其密度大于空氣用E裝置收集；

二氧化飆固態(tài)）

（2）根據制取的藥品特點還可能是氧氣或氫氣，過氧化氫（液態(tài)）T水+氧

氣或（固）+稀硫酸（液）f硫酸鋅+氫氣；

（3）“加熱氯化銹和熟石灰兩種固體物質的混合物來制取氨氣”是固固加熱型的裝

置A,氨氣密度小于空氣，向下排空氣法；極易溶于水，不能用C裝置.

故正確答案：

（I）①驗證氣體的實驗方案

猜想實驗步驟現(xiàn)象結論

此氣體是C02將氣體通入澄清石灰石灰水變渾濁該氣體為C02

水

②CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t

③試管；集氣瓶④B、E、C02的密度比空氣的大

Mn02

(2)02(或H2);2H2。2--2H2O+O2t(或Zn+2HCl=ZnC12+H2t)

(3)A；D

3.請你結合下列裝置圖回答問題:

(1)寫出有標號儀器的名稱：a酒精燈，b錐形瓶.

加熱

(2)①實驗室用甲裝置制氧氣的化學方程式是2KMnO4^K2MnO4+MnO2+O21,

用排水法(或向上排空氣法)法收集氧氣.②試管口放一團棉花的目的是防止高

鎰酸鉀粉末隨氧氣流進入導氣管，堵塞導氣管.③反應結束后冷卻，往試管中加入足

量的水，攪拌、過濾，得到黑色粉末.該黑色粉末與過氧化氫接觸有大量氣泡產生，反應

催化劑

的化學方程式是2H2。2——2H2O+O2t

黑色粉末在反應中的作用是催化作用.

(3)某同學想用右圖裝置乙制取C02,廣口瓶內的反應進行較長時間后，用燃著的火柴

放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是產生的C02從漏斗中逃逸出去，為解決這一

問題，在不改變原有儀器的基礎上添加一種儀器，請把該儀器畫在圖中應該放置的位

置.加了該儀器以后，還有一個好處是節(jié)約使用稀鹽酸.

(4)某化學興趣小組用乙裝置制取并檢驗二氧化碳.裝置中分液漏斗的作用是可控制

控制反應的速率.實驗過程中，可觀察到試管率產生白色沉淀,證明C02的生成，

該反應的化學方程式是CCh+Ca(OH)2=CaCO3J+H2O.若實驗過程中一直沒有出

現(xiàn)證明C02生成的現(xiàn)象(裝置和操作步驟都正確)，則可能原因是使用的鹽酸溶液濃度

太高，C02中混有太多的HC1氣體.

(5)該小組同學在觀察到產生沉淀后繼續(xù)通入二氧化碳，過了一段時間后，發(fā)現(xiàn)沉淀溶

解變成澄清溶液.為了確定沉淀溶解成澄清溶液的原因，小組的同學進行了相關探究.

【提出問題】沉淀為什么能溶解變成澄清溶液？

【查閱資料】①碳酸氫鈣［Ca(HCO3)2］溶于水；

②碳酸鹽溶于酸，Ca(HCO3)2與酸反應跟CaC03與酸反應類似.

【猜想與假設】①溶液呈酸性；②反應生成了碳酸氫鈣.

【實驗與結論】

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論

實驗I：把一小片pH試紙放在一塊干測得被測液猜想①不成立.

凈的玻璃片上，用玻璃棒蘸取沉的pH=8(填“成立”或“不成立”)

淀溶解成澄清的溶液沾在試紙上，把

試紙呈現(xiàn)的顏色與標準比色卡對照.

實驗H：取沉淀溶解成澄清的溶液于有氣體產生反應的化學方程式為：_

另一支試管中，加入鹽酸(硫2HC1+Ca(HCO3)2-

酸)_.CaCl2+2H2O+2CO2t

(H2s04+Ca(HCO3)2—

CaSO4+2H2O+2CO2t)

猜想②成立.

通過探究得知，生成的沉淀會與二氧化碳、水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣.反應的

化學方程式是2HC1+Ca(HC03)2—CaCb+2H2O+2CO2t82+Ca(OH)2+H2O=Ca

(HCO3)2.

【交流與反思】從探究中你得到的啟示或感受是不溶物在一定條件下可轉化為可溶

物.

【解答】解：(1)熟悉常見的化學儀器，了解它們的名稱.圖中a是酒精燈，b是錐形

瓶.故答案為：酒精燈；錐形瓶；

(2)①甲裝置是可以加熱的裝置，實驗室中可用加熱高鋅酸鉀的方法制取氧氣.反應方

A

程式是：2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t；氧氣的密度大于空氣的密度，并且不易溶于

水，我們可用排水集氣法(或向上排空氣法)收集；②試管口放一團棉花是防止高鐳酸鉀

粉末隨氧氣流進入導氣管，堵塞導氣管；

③加熱高缽酸鉀的反應結束后，產物有K2M11O4.MnCh、02.其中的02被收集、K2MnO4

可溶于水，在加水、攪拌、過濾后，只剩下不溶于水的黑色粉末MnCb.實驗室中常用二

Mn02

氧化鋅做催化劑，分解過氧化氫制取氧氣.反應方程式是：2H2O2-2H2O+O2t.

△

故答案分別為：2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t、排水集氣法（或向上排空氣法）、2H2O2

MnO2

—2H2O+O21、催化作用；

（3）由于該裝置中漏斗與空氣通著，氣體從漏斗口溢出，而收集不滿二氧化碳；所化裝

置只要切斷氣體向外溢出的路徑即可：

（4）分液漏斗的作用是可以控制滴加稀鹽酸的速度，即控制了反應速度，還可以控制反

應的發(fā)生和停止；二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁，是二氧化碳與域氧化鈣反應生成

碳酸鈣和水.（2）澄清石灰水中通入二氧化碳時，可觀察到試管里產生白色沉淀，反應

的化學方程式是：Ca（OH）2+CO2=CaCO3I+H2O,

（5）產生沉淀后繼續(xù)通入二氧化碳，過一段時間后，發(fā)現(xiàn)沉淀溶解變成澄清溶液，因為

生成的沉淀會與二氧化碳、水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣；

酸堿度測定的方法是：用潔凈的玻璃棒蘸取被測試的溶液，滴在pH試紙上，將試紙顯示

的顏色與標準比色卡對照，看與哪種顏色最接近，從而確定被測溶液的pH.根據pH便

可判斷溶液的酸堿性強弱，由pH=8>7,溶液呈堿性，因此猜想①溶液呈酸性，不成立；

往沉淀溶解變成澄清溶液里加入足量的稀鹽酸，碳酸氫鈣與鹽酸反應生成二氧化碳，氣

泡冒出，因此猜想②反應生成了碳酸氫鈣，成立；

故答案為：白；Ca（OH）2+CO2=CaCO3I+H2O；科學探究是學習化學的好方法.

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論

實驗I:把一小片pH試紙放在一塊干猜想①不成立.

凈的玻璃片上，用玻璃棒醮取沉淀溶（填“成立”或“不成立”）

解成澄清的溶液沾在試紙上，把試紙

呈現(xiàn)的顏色與標準比色卡對照.

實驗11：取沉淀溶解成澄清的溶液于2HC1+Ca(HCO3)2—

另一支試管中，加入稀鹽酸（硫酸）.

CaCl2+2H2O+2CO2t

(H2s04+Ca(HCO3)2—

CaSO4+2H2O+2CO2t)

二.常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法

4.氯氣（C12）是黃綠色氣體，氯氣溶于水部分以Ch分子存在于溶液中，部分與水反應

C12+H2O=HC1+HC1O.產物中，次氯酸HC10是一種弱酸.氯氣溶于水所得溶液稱為氯

水.把品紅試紙（染有品紅顏料的濾紙）放入氯水中，品紅試紙褪色.如圖是實驗室制取

氯氣的成套裝置圖，請?zhí)羁眨?/p>

（2）從反應物的狀態(tài)和反應條件看，裝置甲屬于固-液，加熱型氣體發(fā)生裝置.

（3）氯氣在裝置丁中被收集，其收集方法為向上排空氣法，裝置戊中可得到氯水.

（4）曉紅對“氯水使品紅試紙褪色”產生興趣，她所在的學習小組進行了如下探究，請

你一起來完成：

提出問題：氯水中的什么成分使品紅試紙褪色？

猜想：猜想1：氯水中的水使品紅試紙褪色；猜想2：氯水中的Cb使品紅試紙褪色；

猜想3：氯水中的鹽酸使品紅試紙褪色；猜想4：氯水中的HC1O（填化學式）使品紅

試紙褪色.

實驗探究:

實驗操作實驗現(xiàn)象結論

①把品紅試紙放入水中（A）試紙不褪猜想1不成立

色

②把品紅試紙放入干燥的氯氣中試紙不褪色猜想2不成立

③把品紅試紙放入鹽酸溶液中試紙不褪色猜想3不成立

結論：學習小組通過討論，找到了氯水中使品紅試紙褪色的物質.

反思：向氯水中滴加幾滴紫色石蕊試液，會觀察到的現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色.

【解答】解：（1）X是分液漏斗；

（2）裝置中燒瓶內是固體物質，分液漏斗內加入液體試劑，用酒精燈加熱，故發(fā)生裝置

的特點是固-液，加熱型；

（3）因為收集氯氣的導氣管伸入到集氣瓶的底部，把空氣通過短管排出，故是向上排空

氣法收集；

（4）【猜想】氯水是指氯氣溶于水，既有物理變化（氯氣和水），又有化學變化（生產鹽

酸和次氯酸），所以結合其它猜想我們可以作出是次氯酸使品紅褪色的猜想，次氯酸的化

學式為：HC10；

【實驗探究】猜想1不成立，說明品紅沒有褪色；

要證明猜想3不成立，只要把品紅試紙伸入到鹽酸中，現(xiàn)象是無變化就可以了，故答案

為：把品紅試紙伸入到鹽酸中；

【反思】因為氯水中有HC1和HC10,酸性溶液可使石蕊變紅，而HC10具有漂白作用，

故向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是：先變紅色后褪色；

故答案為：（1）分液漏斗

（2）固-液，加熱（基本意思正確即可）

（3）向上排空氣法

猜想4：HC10

實驗探究（A）：試紙不褪色

實驗操作③把品紅試紙放入鹽酸溶液中（或“取鹽酸滴入品紅試紙中”等類似描述）

【反思】現(xiàn)象：溶液先變紅后褪色.

5.圖1是實驗室制備某些常見氣體的裝置示意

圖.

（1）實驗室制備C02的化學方程式為CaCC>3+2HCl=CaC12+CO2）+H20可用的發(fā)生

裝置是B（選填圖1字母序號）.

（2）排水法收集與排空氣法收集C02的比較

比較項目向上排空氣法

收集方法可行性分析C02氣體生成和從水面逸出的速率C02不與空氣中主要成分反

遠大于其溶解和與水反應的速率應，且

密度比空氣大

收集驗滿過程分析集滿的現(xiàn)象是：集氣瓶內液面降至集滿的現(xiàn)象是：用燃燒的木

瓶口，且有氣泡從瓶口逸出條放在瓶口，燃燒的木條—

熄滅

（3）塊狀石灰石（雜質不溶于水，也不與鹽酸反應）和適量稀鹽酸反應至氣泡逸出不明

顯后，測得其殘留液pH等于2.此時取適量反應后溶液，逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH

數(shù)字探測儀連續(xù)監(jiān)測，得曲線如圖2[pH為縱坐標，時間s（秒）為橫坐標]:

①在AB段實驗的現(xiàn)象是有氣泡產生，產生該現(xiàn)象的化學方程式為Na2co3+2HC1

=2NaCl+CO2t+H2O,②BC“平臺”段實驗的現(xiàn)象是有白色沉淀，產生該現(xiàn)象的

化學方程式為Na2cO3+CaC12=CaCO3I+2NaCl.③CD段上升說明碳酸鈉溶液已經

過量.進行到D點時，溶液中所含溶質是Na2co3、NaCl.

【解答】解：（1）大理石（或石灰石）的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化

鈣、水和二氧化碳，方程式是CaCO3+2HCl=CaCb+H2O+CO2t;反應物的狀態(tài)是固態(tài)

和液態(tài)，反應條件是常溫，應選固-液不加熱型的發(fā)生裝置；

（2）用排水法收集氣體時，當看到集氣瓶口有氣泡冒出，說明集氣瓶中的水已排完，氣

體已收集滿；二氧化碳的密度比空氣大，用向上排空氣法收集時，用燃燒的木條放在瓶

口，燃燒的木條熄滅說明收集滿了；

（4）①殘留液的pH為2,說明溶液顯酸性，溶液中一定有鹽酸；加入碳酸鈉后，碳酸

鈉會和鹽酸反應生成顯中性的氯化鈉，溶液的PH會逐漸升高；

②殘留液中除了有鹽酸外，還有石灰石與鹽酸反應生成的氯化鈣，氯化鈣溶液顯中性，

會和碳酸鈉反應生成不溶性的碳酸鈣和顯中性的氯化鈉；

③碳酸鈉溶液顯堿性，當鹽酸、氯化鈣反應完后繼續(xù)滴加碳酸鈉溶液，溶液顯堿性，PH

會逐漸增大；所以CD段上升說明碳酸鈉溶液已經過量，進行到D點時，溶液中所含溶

質是Na2c03、NaCl；

故答案為：

(1)CaCO3+2HCl=CaC12+CO2t+H20；B；

(2)

排水法向上排空氣法

密度比空氣大

氣泡熄滅

（3）①有氣泡產生，Na2co3+2HCl=2NaCl+CO2t+H20,

②有白色沉淀，Na2cO3+CaC12=CaCO3I+2NaCl.

③過量：Na2co3、NaCl.

6.根據下列實驗裝置圖回答有關問題

（1）圖中標有①的儀器名稱是長頸漏斗。

（2）實驗室制取CO?氣體的化學方程式為CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t,若用

D裝置收集C02氣體，證明集氣瓶己充滿C02的方法是將燃著的木條放在集氣瓶n,

若木條熄滅，說明已滿

（3）實驗室常用無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物在加熱條件下制取甲烷氣體，發(fā)生裝

置可選擇A（填字母）,甲烷氣體一般采用裝置C進行收集，收集滿后集氣瓶的放置

方式如圖E所示，據此可推斷甲烷一定具備的物理性質是甲烷難溶于水，密度比空氣

小。如果選用F裝置收集甲烷，氣體應從b（填“a或"b"）端管口通入。

（4）飽和NH4cl溶液與飽和NaNCh溶液混合共熱可制取氮氣，再用制得的氮氣和氫氣

在一定條件下化合生成氨氣。如圖是實驗室模擬合成氨的裝置。

A

①裝置A中導管a所起的作用是」—（用序號回答）。

a.防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā)b.使分液漏斗中溶液能順利滴下c.使實驗裝置

不漏氣

△

②裝置A中反應物所有的氮元素都轉化成氮氣，該反應的方程式為NaNOz+NHQ-N?

t+NaCl+2H2。

③裝置C可以使N2、H2兩種氣體充分混合，并通過觀察氣泡以調節(jié)N2和H2的氣流的

速度，除

此以外，還有一個作用是干燥N2、H2兩種氣體

④從裝置E中導出的氣體成分是N2、H2、NH3,向裝置E的試管中滴入酚醐溶液,

觀察到的現(xiàn)象是溶液變成紅色

【解答】解：（1）根據實驗室常用儀器的認識解決此題，答案為：長頸漏斗；

（2）實驗室常用大理石（石灰石）和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應的化學方程式為：

CaCO3+2HCI=CaC12+H2O+CO2t：二氧化碳密度比空氣大，不燃燒也不支持燃燒，故可

采用燃著的木條進行驗滿，故答案為：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明已

滿；

（3）制取甲烷的藥品是無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物，反應條件是加熱，故應選用

的發(fā)生裝置為A；由收集滿后集氣瓶的放置方式如圖E所示可知氨氣的密度比空氣?。?/p>

由甲烷難溶于水，可以用排水法來收集，氣體應從b端通入；

（4）①裝置中a部分的分液漏斗與蒸得瓶之間連接的導管起到了平衡氣壓的作用，可以

讓NaNC>2飽和溶液容易流下，故選b；②反應物NH4CI和NaNCh，反應條件是加熱，反

△

應的化學方程式為：NH4Cl+NaNO2-N2t+NaCl+2H2O;③濃硫酸具布■吸水性，起到干燥

氮氣和公氣的作用；④從裝置E中導出的氣體中有除生成的NH3外，還有沒反應的N2

和H2;NH3溶于水后溶液呈堿性，能使無色酚前試液變紅色。

故答案為：（1）長頸漏斗；

（2）CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t;將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說

明已滿；

（3）A；甲烷難溶于水，密度比空氣??；b；

A

（4）①b；②NaNO2+NH4CI—N2t+NaCl+2H2O；③干燥N2、m兩種氣體；④N2、H2,

NH3；溶液變成紅色。

7.結合圖示實驗裝置，回答下列問題。

（2）用高鎰酸鉀固體制氧氣，選用的發(fā)生裝置是A（填“A”、"B”或"C”），反應

△

的化學方程式為2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t;如用D裝置收集O2,則氣體收集

完畢時，應先從水中取出導氣管（填“從水中取出導氣管”或“熄滅酒精燈”）；如用

F裝置收集02,則驗滿的方法是將帶火星的木條平放在集氣瓶U,木條復燃，證明氧

氣滿了。

（3）實驗室制取氫氣時，如用G裝置收集H2,則氣體應從d端通入（填"c”或"d”）。

（4）小紅同學想探究實驗室中用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳后廢液中溶質的成分,

請你一同參與探究并回答問題。

【提出問題】廢液中的溶質是什么物質？

【作出猜想】小紅認為廢液中溶質只有CaC12；你認為還可能含有的溶質是HC1（填

化學式）。

【查閱資料】CaCb溶液呈中性。

【實驗與結論】①請你寫出碳酸鈣和鹽酸反應的化學方程式CaCO3+2HCl=

CaCb+H2O+CO2t。

②分別取少量該廢液和CaCb溶液加入到兩支試管中，并向其中分別滴入無色酚酰試液

做對比實驗，結果兩支試管中溶液均無色，于是小紅認為自己的猜想是正確的。

③你認為小紅的實驗不能（填“能”或“不能”）證明她的猜想，理由是無色酚猷

試液遇到酸性和中性溶液都不變色。

④如果要證明你的猜想是正確的，你可以選擇A（填字母）來代替酚獻試液。

A.石蕊試液B.氫氧化鈉溶液C.稀鹽酸D.硝酸銀溶液

【拓展與應用】①若實驗證明了你的猜想是正確的，向廢液中加入過量的生石灰，

反應完成后過濾，即可得到只含CaCb一種溶質的溶液。

②經實驗證明了你的猜想是正確。某同學繼續(xù)做了如下實驗：取廢液20.0g于燒杯中，逐

滴滴入碳酸鈉溶液至過量，滴入碳酸鈉溶液質量（/g）與生成沉淀的質量（/g）的變化關

系如圖所示。試計算：

（i）廢液中CaC”的質量分數(shù)：5.55%。

（ii）碳酸鈉溶液中溶質的質量分數(shù)是5.3%o

碳酸鈉溶液的質量血

【解答】解：（1）試管是常用的反應容器，集氣瓶是收集氣體的儀器，故答案為：試管；

集氣瓶；

（2）如果用高鎰酸鉀制氧氣就需要加熱，高鋅酸鉀受熱分解生成鐳酸鉀和二氧化鐳和氧

氣，要注意配平：實驗結束應先移出導管，后熄滅酒精燈，其原因是：防止水倒流，使試

管炸裂；氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿

△

了；故答案為：A；2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2t;從水中取出導氣管；將帶火星的木

條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了；

（3）實驗室制取氫氣時，如用G裝置收集H2,則氣體應從短管進入，因為紈氣的密度

比空氣?。还蚀鸢笧椋篸；

（4）?！咀鞒霾孪搿啃〖t認為廢液中溶質只有CaCb:我認為還可能含有的溶質是氯化氫；

【實驗與結論】①碳酸鈣和氯化氫反應生成氯化鈣和水和二氧化碳，配平即可；③我認

為小紅的實驗不能證明她的猜想，理由是：無色酚獻試液遇到酸性和中性溶液都不變色；

④如果要證明我的猜想是正確的，我可以選擇石蕊試液來代替酚醐試液；【拓展與應用】

①若實驗證明了我的猜想是正確的，向廢液中加入過量的生石灰，反應完成后過濾，即

可得到只含CaCl2一種溶質的溶液；

②設氯化鈣的質量為X,碳酸鈉的質量為y；

CaC”+Na2cO3=CaCO3I+2NaCl

111106100

xylg

—=—x=l.llg；廢液中CaCb的質量分數(shù)=呆學x100%=5.55%；

1001g20g

---=-y=1.06g；碳酸鈉溶液中溶質的質量分數(shù)=x100%=5.3%；

100lg30g-10g

故答案為：【作出猜想】HC1；【實驗與結論】?CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2t；③不

能；無色酚陸試液遇到酸性和中性溶液都不變色;④A；【拓展與應用】①生石灰;②5.55%；

5.3%。

8.根據下列實驗裝置圖，回答有關問題。

(2)實驗室如用氯酸鉀和二氧化鐳制取較純凈的氧氣，應選用的裝置組合是AD,反

MnO2

應的化學方程式為2KC1O3^—2KC1+3O2t,基本反應類型是分解反應。

(3)實驗室制取二氧化碳，發(fā)生裝置是B,反應的化學方程式為CaCO3+2Ha=

CaC12+H2O+CO2t，若用E裝置收集二氧化碳，則驗滿的方法是將一根燃著的木條

平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了。

(4)在2017年江蘇省中學化學創(chuàng)新實驗調演中，李彬老師設計了“氫氧焰”的實驗，

裝置如圖：

稀

過

氧4

硫

化

氫

酸

溶

滿

30球

三5一硫酸銅溶液

利用氫氣與氧氣的發(fā)生裝置制取并儲存純凈的氣體于氣球中。A瓶中硫酸銅溶液的作用

是催化作用，B瓶中產生氣體的化學方程式為Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t。通過玻

璃活塞Ki、K2分別有序控制氧氣和氫氣的流量，先后進行如下操作：

①關閉K2,打開Ki,通入氧氣，將帶火星的木條置于三通管口處，觀察到木條復燃，

說明氧氣具有助燃性。將燃著的木條移開，管口處無火焰。

②關閉Ki，打開K2,通入氫氣，將燃著的木條置于三通管口處，管口處有火焰。移去燃

著的木條，氫氣安靜地燃燒，說明氫氣具有可燃性，該反應的化學方程式為

點燃

2H2+02^2m0。把鐵片放在火焰上一段時間，鐵片呈紅熱狀；打開Ki，通入氧氣，

鐵片迅速熔斷被切割，由此得出的結論是氧氣濃度越高，燃燒越劇烈，火焰溫度越高。

【解答】解：（1）長頸漏斗方便加液體藥品，故答案為：長頸漏斗；

（2）如果用氯酸鉀制氧氣就需要加熱，氯酸鉀在二氧化鐳做催化劑和加熱的條件下生成

氯化鉀和氧氣，配平即可；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空

MnO2

氣法和排水法收集，排水法收集的氧氣比較純凈；故答案為：AD；2KCIO3—2KC1+3O2

△

t；分解反應；

（3）實驗室制取C02,是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸

互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱。二氧化碳能溶于水，密度

比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集；二氧化碳的驗滿方法是：將一根燃著

的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了；故答案為：B；CaCO3+2HCl=

CaCl2+H2O+CO2t；將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了；

（4）利用氫氣與氧氣的發(fā)生裝置制取并儲存純凈的氣體于氣球中。A瓶中硫酸銅溶液的

作用是催化作用；實驗室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應制氫氣的，氫氣難溶于水，密

度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集；①關閉K2,打開Ki，通入

氧氣，將帶火星的木條置于三通管口處，觀察到木條復燃，說明氧氣具有助燃性；②關閉

Ki，打開K2,通入氫氣，將燃著的木條置于三通管口處，管口處有火焰，氫氣和氧氣在

點燃的條件下生成水，配平即可；把鐵片放在火焰上一段時間，鐵片呈紅熱狀；打開Ki,

通入氧氣，鐵片迅速熔斷被切割，由此得出的結論是：氧氣濃度越高，燃燒越劇烈，火焰

溫度越高；故答案為：催化作用；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t;①木條復燃；②

點燃

2H2+O2-2H2O；氧氣濃度越高，燃燒越劇烈，火焰溫度越高；

（1）在實驗室可用同一氣體發(fā)生裝置制取02、H2、C02三種氣體，寫出用該裝置制取

Mn02

02的化學方程式2H2。2^—2H2O+O2t_

（2）在實驗室制取02、H2、C0）三種氣體的反應的共同點是CD（填序號）.

A.需要加熱B.需用催化劑C.沒有氣體參加反應D.生成的氣體只有一種

（3）實驗室新進36%的濃鹽酸,要把5g該濃鹽酸稀釋為5%的稀鹽酸,需要水31克.配

制該溶液時用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒和量筒、膠頭滴管

（4）化學上可通過多種反應得到NH3（NH3極易溶于水，密度比空氣?。纾?/p>

△

a.2NH4cl（固）+Ca（OH）2（固）—CaCh+2NH3t+2H2O

△

b.NH4HCO3（固）—NH3t+CO2t+H2O

c.CaO（固）+NH3*H2O=NH3t+Ca（OH）2

選用反應a在實驗室制取NH3時，應選用上圖中的A（填裝置序號）作為反應的發(fā)

生裝置；選用反應c在實驗室制取NH3時，應選用上圖中的」（填裝置序號）作為反

應的發(fā)生裝置，實驗室制取NH3不選擇反應b的原因是有兩種氣體生成不易分離，

收集NH3應選擇裝置.D（填裝置序號）

【解答】解：（1）用固液常溫型的裝置來制取三種氣體，因此制取氧氣的藥品是過氧化氫

MnO2

溶液和二氧化鎬的混合物，反應的方程式為：2H2。2^—2H2O+O2t:

（2）制取三種氣體可以都不用加熱，只有氧氣用催化劑，C沒有氣體參加反應和D生

成的氣體只有一種便于氣體的收集，故選擇CD；

（3）根據稀釋前后溶質的質量不變，故設需要加水的質量為X

5gx36%=（5g+X）X5%X=31g

配制過程量取中需要量筒和膠頭滴管，溶解需要燒杯和玻璃棒；

（4）選用反應a在實驗室制取NH3時，發(fā)生裝置的特點是固固加熱型，故選擇A；選用

反應c在實驗室制取NH3時，發(fā)生裝置的特點是固液常溫型，故選擇B：實驗室制取NH3

不選擇反應b的原因是產生兩種氣體不易分離；根據NH3極易溶于水，密度比空氣小,

故采用向下排空氣法（D）收集.

MnO2

故答案為：（1）2H2。2——2H2O+O2t（2）CD

（3）31量筒和膠頭滴管

（4）AB有兩種氣體生成不易分離D

10.實驗室常用下列裝置制取氣體，請你根據所學知識回答下列問題.

(1)寫出編號所指儀器的名稱：①長頸漏斗

(2)以上裝置圖中共有兩處明顯的錯誤，請你找出錯誤的地方填在下列橫線上：A裝

置的試管口沒有略向下傾斜；E裝置的導管沒有伸到集氣瓶的底部.

將上述錯誤裝置改進后，請繼續(xù)回答下列問題.

(3)小亮利用上述裝置制取氧氣后發(fā)現(xiàn):收集的氧氣占集氣瓶容積的60%(空氣占40%)

時，能使帶火星的木條復燃.那么，使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？

使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠呢？小亮對此展開探究：

第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，按要求收集氣體.將帶火星的

木條依次插入①?⑤號瓶中，記錄實驗現(xiàn)象.

小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二、三組實驗，三組實驗的數(shù)據和現(xiàn)象見下表.

第一組第二組第

組

集氣瓶@②③④⑤①②③④⑤①

編號

收集的1020304050313335373934

02占容

積的體

積分數(shù)

(%)

帶火星微亮亮很亮復燃復燃很亮很亮復燃復燃復燃很

木條的亮

狀況

請根據實驗回答下列問題:

①為了達到實驗目的小亮選用A和E裝置制取和收集氧氣并在A裝置的試管口加一團

△

棉花，請寫出利用該裝置制取氧氣的化學反應方程式2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2

②集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)=收集的氧氣占容積的體積分數(shù)+瓶中空氣占容積的體積分

數(shù)X21%.

③采取“半值法”探究能減少實驗次數(shù).例如：第一組實驗若按③、④的編號順序進行實

驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數(shù)應在30%?40%之間，從而省去

編號為①、②、⑤的實驗.同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為①④⑤.

④小亮通過計算知道了使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值，同時發(fā)現(xiàn)使用帶火星

的木條驗滿氧氣的方法并不可靠.

（4）你和小明還一起利用上述裝置進行實驗室制取二氧化碳的探究.

①選擇藥品.小明對三組藥品進行了研究，實驗記錄如下：

組別藥品實驗現(xiàn)象

①塊狀石灰石和稀鹽酸產生氣泡速率適中

②塊狀石灰石和稀硫酸產生氣泡速率緩慢并逐漸停

③碳酸鈉粉末和稀鹽酸產生氣泡速率很快

從制取和收集的角度分析，一般選擇第①組藥品，不選用第③組藥品的原因是反應速

率太快，不便于收集氣體；

②選擇裝置.通過對制取氣體裝置的分析，他選擇用B或者C的發(fā)生裝置.

③制取氣體.將藥品裝入所選裝置制取氣體，欲制取2.2克的二氧化碳氣體，則至少需要

含雜質20%的石灰石多少克？

【解答】解：（1）長頸漏斗方便加液體藥品，故答案為：長頸漏斗

（2）圖中共有兩處明顯的錯誤，分別是：A裝置的試管口沒有略向下傾斜；E裝置的導

管沒有伸到集氣瓶的底部；故答案為：A裝置的試管口沒有略向下傾斜；E裝置的導管沒

有伸到集氣瓶的底部；

（3）如果用高鎰酸鉀制氧氣就需要加熱，高鎰酸鉀受熱分解生成鋅酸鉀和二氧化鐳和氧

氣，要注意配平；氧氣約占空氣體積的21%,第二組實驗可以省去的實驗編號為：①④

△

⑤；故答案為：①2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2t;②21；③①④⑤

（4）從制取和收集的角度分析，一般選擇第①組藥品，不選用第③組藥品的原因是：反

應速率太快，不便于收集氣體；故答案為：①反應速率太快，不便于收集氣體：

③解：設需要含雜質20%的石灰石的質量為x

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2t

10044

(1-20%)x2.2g

100(l-20%)x

x=6.25g

44—2.2g

答：需要含雜質20%的石灰石的質量是6.25g.

故答案為:6.25g

三.常見氣體的檢驗與除雜方法

11.有一瓶氣體，它是由一氧化碳、甲烷和二氧化碳中的一種或幾種組成，將其分別進行如

下實驗:

a將氣體通過滴加了紫色石蕊試液的蒸儲水，無明顯現(xiàn)象.

b在導管口將氣體點燃，氣體安靜燃燒，火焰呈藍色.用一個干冷的燒杯罩在火焰上方,

燒杯內壁出現(xiàn)水珠；把燒杯迅速倒轉過來，注入澄清石灰水，石灰水變渾濁.

請回答下列問題：

（1）氣體中一定有甲烷，一定沒有二氧化碳.

（2）為了確定可能含有的氣體，甲、乙兩位同學設計了下列實驗方案（假定每步反應都

完全進行，每次都能準確測定裝置的質量變化）來測定燃燒后氣體中各成分的質量.

甲方案：將生成的氣體先通過堿石灰（氧化鈣、氫氧化鈉），再通過濃硫酸

乙方案：將生成的氣體先通過濃硫酸，再通過堿石灰

上述實驗方案中正確的乙；正確方案的實驗過程中記錄的實驗數(shù)據如下：

堿石灰總質量濃硫酸總質量

反應前356.8g156.6g

反應后359.0g158.4g

則該氣體的成分為：耳R烷.

【解答】解：（1）將氣體通過滴加了紫色石蕊試液的蒸儲水，無明顯現(xiàn)象說明沒有二氧化

碳，燒杯內壁出現(xiàn)水珠說明該物質燃燒生成了水，說明物質中含有氫元素，所以一定含

有甲烷，把燒杯迅速倒轉過來，注入澄清石灰水，石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成，說

明物質中含有碳元素，因為甲烷中既含有氫元素又含有碳元素，所以一定含有甲烷，可

能含有一氧化碳；

（2）濃硫酸具有吸水性，濃硫酸質量增加多少說明生成水的質量是多少，堿石灰能吸收

二氧化碳，根據堿石灰質量的增加量是生成二氧化碳的質量，由于堿石灰也能吸收水分，

所以必須先將氣體通過濃硫酸，再通過堿石灰；濃硫酸質量增加了：158.4g-156.6g=1.8g

所以生成水質量為1.8g；堿石灰質量增加了：359.0g-356.8g=2.2g即生成二氧化碳的質

量為2.2g；設甲烷燃燒生成1.8g水的同時，生成二氧化碳質量為X則：

點燃

CH4+2O2—CO2+2H2O

4436

X1.8g

44X

根據：—=——解得X=2.2g,因為甲烷燃燒生成的二氧化碳質量與該物質燃燒生成二

361.8g

氧化碳的質量相等，所以該物質只有甲烷組成.

故答案為：（1）甲烷；二氧化碳；（2）乙；甲烷.

12.【問題情景】化學老師給同學們說，不能用金屬與濃硫酸反應來制取氫氣，可是某實驗

小組的同學在一次實驗中將鋅粒加入到濃硫酸中發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡放出，他們對氣體的

成分進行了探究.

【提出猜想】從物質組成元素的角度來看，放出的氣體可能是S02、。2、H2.

【查閱資料】S02有刺激性氣味，易溶于水，能使品紅（一種有機色素呈紅色）溶液褪色，

能與NaOH反應生成Na2s03.

【方案設計】實驗小組的同學設計了如下一些方案.

（1）甲同學認為是S02,其檢驗方法是將氣體通入品紅溶液中，看能否使品紅褪色：

（2）乙同學認為是02,則檢驗方法是伸入帶火星的木條看是否能夠復燃；

（3）丙同學認為是H2,則可將氣體通過盛灼熱CuO的硬質玻璃管，若出現(xiàn)現(xiàn)象黑色

粉末變成紅色證明是H2.

【問題研究】經充分論證，確認所得氣體含有S02和H2.

（4）寫出Zn與濃H2s04反應生成S02的方程式Zn+2H2s。4（濃）=ZnS04+S02t

+2出0;

（5）產生H2的原因是（方程式結合文字說明）Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t,隨著硫酸的

消耗和水的生成，硫酸變稀，這時就會發(fā)生鋅與稀硫酸反應能生成氫氣；

（6）要用過量鋅與濃H2s04反應后的混合物制取ZnS04固體，需要進行的操作是過

濾、蒸發(fā)，其中要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯；

（7）有兩種方案可制得ZnSCM，甲Zn與濃H2s04反應；乙Zn和稀H2s。4反應.要制

得等量的ZnS04,乙方案更好,理由是節(jié)約藥品（或無污染、安全）.

【解答】解：（1）因為二氧化硫能使品紅溶液褪色，故檢驗二氧化硫的方法是：將氣體通

入品紅溶液中，看能否使品紅褪色；

（2）檢驗氧氣的方法是：伸入帶火星的木條看是否能夠復燃；

（3）氫氣具有還原性，能使氧化銅還原成銅，故看到的現(xiàn)象是；黑色粉末變成紅色：

（4）Zn與濃H2s04反應生成硫酸鋅、二氧化硫和水，反應的方程式為：Zn+2H2so4（濃）

=ZnSO4+SO2t+2H2O；

（5）因為鋅能與稀硫酸反應生成氫氣，從鋅和濃硫酸反應的方程式可以看出有水的生成，

且溶質逐漸被消耗，溶液會逐漸變稀，故答案為：Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t,隨著硫酸的

消耗和水的生成，硫酸變稀，這時就會發(fā)生鋅與稀硫酸反應能生成氫氣；

（6）過量的鋅經反應后混合物中含有難溶性的鋅和可溶性的硫酸鋅，故需要通過過濾操

作，而要得到硫酸鋅固體，則需要再經過蒸發(fā)操作，故需要的玻璃儀器有；漏斗、玻璃

棒、燒杯；

（7）根據鋅和濃硫酸及稀硫酸反應的方程式可以看出要得到等量的硫酸鋅需要濃硫酸是

稀硫酸的2倍，且濃硫酸反應后會產生二氧化硫污染空氣，濃硫酸具有強腐蝕性，使用

時比較危險等，故方案己