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1、专题二 常见气体的制取、净化、收集,命题趋势 氧气、氢气和二氧化碳三种气体的实验室制法是气体制备的基础,尤其是氧气和二氧化碳的制取属于重点掌握内容,在中考中是必考的知识点。常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中。题型主要是选择题和实验(探究)题。考查的方式通常有以下几种: 1. 常规基础题:考查有关三大气体制取的基础知识。内容有:制取气体的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法及装置的连接等。 2.迁移运用题(或信息处理题):将课本外的气体制取纳入考试范围,给足实验信息,考查学生正确处理信息的能力,及将三大气体的制取规律迁移到新的
2、问题情境中来,考查学生分析解决新问题的能力。,命题趋势 3.分析评价题:分析实验中出现异常现象的原因、操作过程中的漏洞;评价气体的制取方案,如药品的选择、制取方案是否可行、发生装置及收集装置的评析和选择等。考查学生思维的灵活性及分析判断能力。 4.综合实验题:集气体的制取、除杂、干燥及性质的实验于一体,考查学生的综合实验能力。 从近五年的广东省考试内容来看,目前此类题逐渐偏向于实验的分析和评价方面。以前对制取O2和CO2的传统考法逐渐消失,更倾向于综合考查,2014年就将实验的基本技能,气体的制取、净化、收集,气体CO的还原性进行了综合考查。这是新的发展趋势,对学生的要求也提高了。在今后的中考
3、复习备考过程中,在紧抓学生基础的同时,也要注重对评价题型的训练。迁移题、综合分析题将成为中考的热点和趋势。,1.常见气体的检验方法,2.实验室制取O2、H2、CO2的比较,3.收集气体方法选择的依据:生成气体的性质(特别是物理性质) (1)排水集气法:适用于收集难溶于水或微溶于水且不与水反应的气体。 (2)排空气集气法: 向上排空气法:适用于收集不与空气反应且密度比空气大的气体。 向下排空气法:适用于收集不与空气反应且密度比空气小的气体。,4.气体的净化(除杂和干燥)装置 (1)考虑干燥与除杂顺序时,若采用溶液除杂,则先除杂后干燥。 (2)气体的净化 选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体
4、中的杂质,而与被提纯的物质不反应。常见气体杂质的吸收剂见下表:,(3)常见气体的干燥剂:,(4)下图装置:洗气瓶主要用于盛放液体吸收剂,连入装置时要注意气体必须“长进短出”以利于杂质的吸收。干燥管则主要用于盛放固体吸收剂,球形干燥管中气流方向应为“大进小出”,这样可以形成回旋气流,杂质吸收充分;U型干燥管结构对称,无进出口之分。,5.有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”、“后”顺序 (1)制取气体时,先净化后收集; (2)检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质); (3)净化气体时,先除杂后干燥。,十年母题集训 1.(2014广东,5,2分)氨气密度比空气小,极易溶于水,以下收集氨气的方法
5、正确的是( ),解析:由于氨气密度比空气小,所以可用向下排空气法收集;由于极易溶于水,所以不能用排水法收集。A.氨气不能用向上排空气法,故A错误;B.氨气能用向下排空气法,故B正确;C.氨气极易溶于水,不能用排水法,故C错误;D.氨气极易溶于水,不能用排水法,故D错误。 答案:B,2.(2010广东,22,12分)请根据所提供的试剂和仪器,按要求填空: I试剂:稀硫酸、稀盐酸、过氧化氢溶液、大理石、二氧化锰 仪器:(铁架台、石棉网等已省略),(1)写出图中标有、仪器的名称: , 。 (2)实验室制取氧气时,为了便于控制反应且获得平稳的气流,发生装置可选用图中的 (填字母),化学方程式为 。 用
6、该装置和提供的试剂还可以制取 气体,化学方程式为 。 收集方法是 ,检验该气体满瓶的方法是 。 (3)设计一套制取少量蒸馏水的简易装置,需选择图中的A、B和 (填字母)。,解析:(1)根据实验室常见仪器可知,图中标有、仪器的名称是:烧杯;长颈漏斗; (2)根据实验室制取氧气的反应原理,使用分液漏斗,用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,能够控制反应且获得平稳的气流,发生装置可选用图中的 C、F 或 A、F,化学方程式为:2H2O2 2H2O+O2;根据实验室制取二氧化碳的反应原理,可知此装置和提供的试剂还可以制取 CO2,化学方程式为:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2,因为二氧化碳的
7、密度比空气大,可以用向上排空气法收集,验满的方法是:将燃着的木条放在瓶口,火焰熄灭,证明满瓶;,(3)根据蒸馏装置所需要的仪器可知:制取少量蒸馏水的简易装置,需选择图中的A、B和 C、E、G,故选C、E、G。 答案:(1)烧杯;长颈漏斗 (2)C、F或A、F(1分,选F、H不给分) 2H2O2 2H2O+O2 CO2 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 向上排空气法 将燃着的木条放在瓶口,火焰熄灭,证明满瓶 (3)C、E、G,3.(2011广东,22,12分)下面是实验室制取和收集气体的装置,请按要求作答:,(1)仪器a的名称是 。 (2)用B装置制取气体并能随时停止反应,上部与下
8、部对接应选 (填“b”、“c”)。 (3)从装置AD中选择:加热KMnO4制取O2并用排水法收集,应选用图中的 (填字母);实验室制取并收集CO2应选用图中的 (填字母)。 (4)用装置E排空气收集H2,气体应从导管的 (填“d”、“e”)端进入;若制取的O2用F装置排水收集,请将图F补画完整。,(5)如图为制取H2并还原Fe3O4的微型实验装置,针筒与青霉素瓶组合部分相当于上图装置 (填字母);检查此装置气密性的具体操作是 ,若现象为 ,则气密性良好。,解析:(1)熟记常用仪器:仪器a的名称是酒精灯;(2)用B装置制取气体并能随时停止反应,上部与下部对接应选择有带孔塑料片的c试管;(3)从装
9、置AD中选择:加热KMnO4制取O2并用排水法收集,根据反应需要加热和气体的气密性和水溶性,应选用图中的A、D;同理,实验室制取并收集CO2应选用图中的B、C;,(4)用装置E排空气收集H2,根据氢气的密度比空气的小,气体应从导管的e端进入,以便排净空气;若制取的O2用F装置排水收集,则如图,以便排净瓶内水;,(5)如图为制取H2并还原Fe3O4的微型实验装置,针筒与青霉素瓶组合部分能控制反应速率,相当于上图装置装置B;检查此装置气密性的具体操作:用热水浸泡(或手握)青霉素瓶一会儿;若现象为针筒活塞略向左移动,则气密性良好 答案:(1)酒精灯 (2)c (3)AD;BC (4)e ;如上图所示
10、(5)B;用热水浸泡(或手握)青霉素瓶一会儿;针筒活塞略向左移动,4.(2012广东,22,11分)现有以下装置、仪器和药品根据要求回答问题:,(1)写出仪器的名称:E 、F 。 (2)图A的实验室制氧气装置有两处错误,请改正错误 。 (3)装置A中反应的化学方程式为 ;把H与B组合,操作弹簧夹可以使反应停止或发生,还可以从“C至H”中选择仪器 (填序号)组装一个可随时使反应发生或停止的装置;若用H2O2和O2,且能获得平稳的气流,应选E(或F)和 组合,(4)若用图I所示医用塑料袋排空气法收集H2,则H2导入端为 (填“a”或“b”) (5)用图J所示矿泉水瓶可以证明CO2与NaOH溶液确实
11、发生了反应,其现象是 ,应作的对比试验是 。,解析:(1)试管和锥形瓶是实验室常用的仪器;(2)制取装置包括加热和不需加热两种,如果用双氧水制氧气就不需要加热,如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热,用加热装置时,注意事项有:铁夹夹在试管的中上部;试管口应该略向下倾斜;试管口应该放一团棉花等;(3)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气,要注意配平;把H与B组合,操作弹簧夹可以使反应停止或发生,还可以从“C至H”中选择仪器C、E、H,组装一个可随时使反应发生或停止的装置;若用H2O2和O2,且能获得平稳的气流,应选E(或F)和D组合;,(4)若用图I所示医用塑料袋排空气法收集H2,则H2导
12、入端为b,因为氢气的密度比空气的密度小; (5)塑料瓶变瘪,可以证明CO2与NaOH溶液确实发生了反应;因为二氧化碳能溶于水,因此要做二氧化碳与水反应的对比实验。,答案:(1)试管;锥形瓶 (2)试管口应该略向下倾斜;试管口应该放一团棉花 (3)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2;C、E、H;D (4)b (5)塑料瓶变瘪;收集一塑料瓶二氧化碳,加水振荡,观察发生的变化,5(2013广东,22,10分)下面的实验仪器省去了固定装置,请根据要求回答问题:,(1)甲图中仪器的名称为 。 (2)乙图中的微型装置H可用于实验室制备CO2,此微型装置在操作上的优点是 ;在甲图中可选择 (填序号)
13、装配与装置H功能相同的装置。 (3)装配KClO3制备O2的发生装置,甲图中除固定装置外还差的仪器是 (写名称);该反应的化学方程式为 ; (4)用铁片和稀硫酸在微型装置H中制取氢气,其化学方程式为 ; I是医用输液观察滴夜快慢的滴壶,若用它作微型洗气装置,则气体应从 (填“a”或“b”)进入,其中所装洗气的液体不能装满的原因是 。,解析:(1)长颈漏斗方便加液体药品; (2)微型装置中用的是注射器,在操作上的优点是:可控制反应速率;在甲图中可选择试管、分液漏斗、带弹簧夹的导管和双孔橡皮塞装配与装置H功能相同的装置; (3)制取装置包括加热和不需加热两种,如果用氯酸钾制氧气就需要加热,因此还缺
14、少酒精灯;氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气,配平即可;,(4)如果用铁和稀硫酸在常温下反应制氢气的,就不需要加热;I是医用输液观察滴夜快慢的滴壶,若用它作微型洗气装置,则气体应从b进入,其中所装洗气的液体不能装满的原因是液体不会被压往a处流出。 答案:(1)长颈漏斗 (2)可控制反应速率;ADEF (或BDGE) (3)酒精灯;2KClO3 2KCl+3O2 (4)Fe+H2SO4FeSO4+H2; b;液体不会被压往a处流出,母题变式训练 6.下面有关气体的制取、干燥、收集和检验方法,正确的是( ),A实验室可用A装置制取和收集氧气 B实验室可用B装置制取和检测二氧化碳
15、 C实验室可用C装置制取和收集氢气 D实验室可用D装置用来干燥氨气,解析:A.如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热,氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集,故选项正确;B.实验室可用B装置制取二氧化碳,但是检验二氧化碳应该用澄清的石灰水,故选项错误;C.实验室可用C装置制取氢气,但是收集氢气应该用向下排空气法收集,故选项错误;D.氨气不能用浓硫酸干燥,故选项错误。 答案:A,7.实验室制取气体是化学学习的基本实验技能之一,请根据如图回答相关问题,(1)写出仪器a的名称 。 (2)甲同学用A装置制取氧气,该反应的化学方程式 停止加热时应先将导管移出水面,其理由是 。 (3)检验集气瓶中的气体是氧气的方法为 。 (4)乙同学用B装置制取二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,收集到的二氧化碳中可能含有的杂质有 ,要除去这些杂质用到的试剂先后有 。,解析:(1)仪器a是试管; (2)A装置中的药品是氯酸钾和二氧化锰,氯酸钾在加热、二氧化锰的催化作用下生成