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1、1专题 12 常见气体的制取与净化气体的制取与净化的实验探究题一般考查了制取气体的原理、实验装置（制取和 收集）的选择、实验方案的评价等内容。此题的解决方法为：（1） 、根据实验室制取氢气的方法写出反应的化学方程式，根据反应物的状 态及反应条件选择制取装置；根据氢气的密度和溶解性选择收集装置；药品（2） 、根据反应物的状态及反应条件选择制取装置；（3） 、 根据装置适用的情况，分析两种制取氧气的方法的优缺点。预测题：1下图是实验室常用的气体发生装置，请回答下列问题： （1）小明同 学在装置 B 中放入高锰酸钾加热，发现导管被粉末堵塞，同学小明指出造成这种后果主要是因为小明忘记了在试管中 。（2
2、）装置 A 和 C 都可以作为实验室制取氧气的发生装置，还可以制取了 气体，写出反应的化学方程式 。A 和 C 相比，具有哪些优点？ _ _（答出一条即可） 。（3）常温下 NO 是一种无色、难溶于水的气体，密度比空气略大，在空气中能与氧气反应生成 红棕色的 NO2气体。为了收集纯净的 NO 气体，利用图、 所示装置，用橡皮管将 （填导管口字母）与 c 相连组成收集装置。收集时，应先在 中装满 。（4）水电解也能得到氧气，为什么在实验室中不采用电解水的 方法来制 取氧气【答案】 （1）放一团棉花 2KMnO 4K2MnO4+MnO2+O2（2）CO2 CaCO 3+2HClCaCl 2+H2O
3、+CO2 可以控制反应速率 （3）b 加满水（4）电解水耗电，能耗大【解析】试题分析：（1）用高锰酸钾制氧气，该反应的符号表达式是 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 ；试管口放一小团棉花的原因是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 ；（2）AC 装置都是利用液体（可加入固体）在常温下制取气体的装置；所以还可以用来制取二氧化碳2气体；反应的化学方程式为：CaCO 3+2HClCaCl 2+H2O+CO2 根据题意，C 装置锌接触到酸后，反应便立即开始，不能人为控制其速率和生成氢气的量，故要控制其反应速率，A 装置可通过控制酸的加入量来实现；（3）NO 无色、难溶于水，可用排水法收集，密度比空气
4、略大，在空气中能与氧气反应，则不能用向上排空气法收集。用排水法收集则要在容器中加满水。（4）电解水耗电，能耗大，因此在实验室中不采用电解 水的方法来制取氧气；2实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。探究一 气体发生装置的选择（1）写出图中带标号仪器的名称：a ；b 。（2）实验室制取二氧化碳气体，发生和收集装置分别选用 和 （填字母） ，检验集满的方法是 。探究二 药品的选择小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别 药品 实验现象 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快对照实验，是探究 对产生二氧化碳速率
5、的影响；对照实验 ，是探究不同的酸对产生二氧化碳速率的影响；小明选择第组药品来制取二氧化碳，该组反应的化学方程式为 。探究三 生成二氧化碳量的测定实验室常通过下列两种途径测量生成二氧化碳的量3途径一（如图 1）：由图可知产生二氧化碳的质量为 g。途径二（如图 2）：通过排水法测得生成二氧化碳的体积。由上两种途径比较，你认为哪种途径实验结果更为准确，理由是 。【答案】探究一、 （1）a 试管 b 集气瓶 （2）B 和 D 燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭则满探究二、药品的状态（或接触面积） CaCO 3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2探究三、22g ，途径一更准确，途径二中部分二氧化碳溶于水
6、探究三：依据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变，则减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，即二氧化碳的质量=986-964=22g；由于二氧化碳溶于水，故途径一更准确。3如图所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢（H 2O2）溶液（MnO 2作催化剂）制取干燥的氧气，并用来侧定，10g 某铜粉样品（含杂质碳）中铜的质量分数回答下列问题：（1）仪器 a 的名称是 （2）装置 A 中发生反应的化学方程式是 装置 B 的作用是 （3）通过称量反应前后装置 的质量，进行计算便可求出样品 中铜的质量分数4（4）实验完毕小丽同学误将用剩的 H202溶液和装置 C 玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大最
7、的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气小刚和小明两位同学对此颇感兴趣进而展开了他们的探究之旅【提出问题】是哪种物质加快了 H202的分解速率？【大胆猜想】猜想：剩余固体中的氧化铜加快了 H202溶液的分解猜想：剩余固体中的 加快了 H2O2溶液的分解猜想：氧化铜能做 H202分解的催化剂【实验验证】实验方案 实验现象 分析及结论 实验一：将带火星的木条伸入盛有 5mL 5%H2O2溶液的试管带火星木条不复燃 H202溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃实验二：向盛有 5mL5%H202溶液的试管中加入 1g 氧化铜固体，将一根带 火星的木条伸入试管观察现象待反应结束后将试管里的
8、剩余物进行 、洗涤、干燥、称量对比反应前后氧化铜的质量 称得固体质量为 1g猜想成立反应前后 氧化铜的质量相等实验三：向盛有 5mL5%H202溶液的试管中加入 1g ，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象没有气泡产生，带火星木条不复燃 猜想 （填”成立“或“不成立” ） 【讨论交流】小刚同学认为，根据实验二得出的两个结论就能判断成立，你是否支持他的观点？并简述理由。答： 。 5【答案】 (1) 酒精灯;(2) 2H 2O2 2H2O+O2，干燥氧气； (3)C;(4) 碳；实验方案；实验二：过滤；实验三：碳；实验现象：带火星的木条复燃； 猜想二：不成立；【讨论交流】不能，没有证明反应前后物质
9、的化学性质没有改变【解析】 试题分析：（1）据图可以知道，a 是酒精灯；（2）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的 条件下能反应生成水和氧气；浓硫酸具有吸水性，能干燥氧气，故填：2H 2O2 2H2O+O2，干燥氧气；（3）铜能与氧气反应生成氧化铜，故通过称量反应前后 C 装置的质量，即可计算生成的氧化铜的质量，从而求出铜的质量，算出铜的质量分数， （4）大胆猜想：剩余的固体中可能含有氧化铜和碳，故可以猜测是碳加快了 H2O2溶液的分解，故填：碳；实验验证：氧化铜加快了 H202溶液的分解，则能使过氧化氢分解产生氧气，能使带火星的木条复燃，氧化铜是不溶于水的物质，要将氧化铜分离出来，则需要经过过滤；要
10、证明碳不能加快 H2O2溶液的分解，则需要增加碳和过氧化氢溶液混合的实验，观察不到带火星的木条复燃的现象；故填：实验方案 实验现象 分析及结论 实验一：将带火星的木条伸入盛有 5mL 5%H2O2溶液的试管带火星木条不复燃 H202溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃实验二：向盛有 5mL5%H202溶液的试管中加入 1g 氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管观察现象待反应结束后将试管里的剩余物进行 过滤、洗涤、干燥、称量对比反应前后氧化铜的质量 带火星的木条复燃称得固体质量为1g猜想成立反应前后氧化铜的质量相等实验三：向盛有 5mL5%H202溶液的试管中加入 1g碳，将一
11、根带火星的木条伸入试管，观察现象没有气泡产生，带火星木条不复燃 猜想不成立（填”成立“或“不成立” ） 讨论交流：催化剂在化学反应前后的化学性质不变，根据实验二不能得出氧化铜反应前后化学性质不变的结论，故根据得出的两个结论不能判断成立，考点：实验探究物质的组成成分以及含量；实验室制取氧气的反应原理；催 化剂的特点与催化作用；金属6的化学性质；书写化学方程式 4通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，请结合如图装置图，回答问题：（1）写出有标号的仪器名称： ； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式 （3）若用 C 装置收集氧气，收集完氧气后的正确操作步骤是 【答案】 (1
12、) 酒精灯 长 颈漏斗；(2) 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2(3) 先把导管移出水槽，熄灭酒精灯【解析】 试题分析：（1）由仪器的图和用途可知为酒精灯，为长颈漏斗；（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，所以化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2；（3）若用 C 装置收集氧气，收集完氧气后，先熄灭酒精灯，停止加热，再把导管移出水槽这样随着试管的温度越来越低，试管内的气体体积就越来越小，内部大气压变小，在外部大气压的作用下，水槽内的水就会被顺着导管压到试管内，可能使试管由于受热不均从而炸裂。 考点：氧气的制取装置；氧气的收集
13、方法；制取氧气的操作步骤和注意点；书写化学方程式5实验室里既可用高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰的混合物）在加热条件下使其分解制取氧气，也可用如图装置，通过分解过氧化氢（H 2O2）来制取氧气。请你根据已学化学知识和经验回答下列问题：7（1）写出过氧化氢分解的化学方程式： 。（2）写出如图装置中仪器 a 的名称： 。（3）与高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰的混合物）制取氧气相比，用过氧化氢制取氧气的优点是： 。（4）收集氧气的方法还可用 法，你选择此方法的理由是： 。（5）如图发生装置还可以用于制取的气体有 。【答案】 （l） 2H 2O22H2O+O2 （写 MnO2为催化剂亦可） ；（2）集气瓶；
14、（3）不加热（或节约能源、操作简单）不产生污染物（或绿色环保） （其它合理答案亦可）（4）向上排空气，氧气密度比空气大；（5）二氧化碳（CO 2） （其它合理答案亦可）【解析】试题分析：（1）过氧化氢制氧气的反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，反应条件是二氧化锰作催化剂，用观察法配平，氧气后面标上上升符号；（2）要熟记常见仪器的名称，用来收集气体的是集气瓶；（3）高锰酸钾制氧气需要加热，操作复杂，不安全，而过氧化氢制氧气不需加热，操作简单，安全；（4）收集方法的选择是根据：难溶于水或不易溶于水用排水法收集，密度比空气大用向上排空气法收集，密度比空气小用向下排空气法收集，由于氧气密度比空气大，用向上排空气法收
