专项(五) 气体的制取及净化
1.[2018·扬州]下列气体中可用向下排气法收集的是 ( )
A.H2 B.N2
C.O2 D.SO2
2.[2019·攀枝花]关于下列装置使用的说法,不正确的是 ( )
图 G5-3
3.[2019·海南]用如图 G5-4 所示装置制取氢气并测量生成氢气的体积。下列有关说法正确的是 ( )
图 G5-4
A.仪器 a 的名称为长颈漏斗
B.烧瓶中的物质一定是锌与稀硫酸
C.该收集方法为向下排空气法
D.该装置还可用于制取氧气
4.[2018·湖州]如图 G5-5 所示的装置有很多用途,下列使用方法不正确的是 ( )
图 G5-5
A.排水法收集氧气时,由 a 口进气
B.排空气法收集氢气时,由 b 口进气
C.排水法收集氢气时,由 b 口进气
D.排空气法收集二氧化碳时,由 a 口进气
5.[2018·抚州模拟]既可以用浓硫酸干燥,又可用氢氧化钠固体干燥的气体是 ( )A.CO2 B.NH3
C.H2 D.
6.[2019·江西模拟]如图 G5-6 是实验室制取气体的装置,下列说法正确的是 ( )
图 G5-6
A.利用该装置制取气体,可控制反应的发生与停止
B.用该装置制取氧气的反应原理为 2H2O2 2H2O+O2↑
C.锥形瓶中加入锌粒,从长颈漏斗中加入稀硫酸,可制取氢气
D.用该装置制取二氧化碳时,验满的方法是
7.[2019·贵阳改编]通过一年的化学学习,同学们初步掌握了实验室制取气体的知识和技能,请完成下列实
验内容。
图 G5-7
制取气体
实验名称 化学方程式 选用药品 制取气体所选装置
实验室制取二氧化碳 石灰石和稀盐酸 BC
实验室制取氧气 AE
探究活动 (1)通常将产生的二氧化碳通入装置 F,目的是 。
(2)如果将产生的氧气通入装置 G,现象是 。
交流总结如果实验室需要制取另一种气体,你的思路是 (不写具体操
作)。
8.[2019·泰安]如图 G5-8 是实验室制取气体常用的装置。结合图示回答下列问题。图 G5-8
(1)写出 B 中仪器Ⅰ的名称 。
(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,应选用的发生装置为 (填序号)。
(3)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选用 B 发生装置,装置中使用分液漏斗的优点是 。
(4)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取一瓶干燥的氧气,仪器接口的连接顺序是 (填导管接口
的字母序号)。
(5)实验室制取 CO2 一般有六个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向漏斗中注入酸液;④
向仪器Ⅰ中放入小块的大理石;⑤用燃着的木条靠近集气瓶瓶口验满;⑥收集气体。则正确的操作顺序是
(填序号)。
9.“多功能瓶”是初中化学中的常用装置,它使用方便且操作简单,可用于完成多个实验。
(1)如图 G5-9,在实验室中,甲装置被称为“多功能瓶”,有多种用途,请观察其特点回答下列问题。
图 G5-9
①用装置甲收集密度大于空气密度的气体时,气体应从 (填“a”或“b”)口进入。
②简要阐述乙装置的用途: 。
(2)某课外小组的同学收集到了含 CO 和 CO2 的废气,经过讨论认为废气中的 CO 可以利用,于是设计如图 G5-10
所示装置除去废气中的 CO2,并收集一瓶 CO,准备进行后续探究。你认为最合理的装置是 (瓶中盛放
的均为氢氧化钠浓溶液)。 图 G5-10
10.[2019·江西样卷]实验桌上摆放有如图 G5-11 所示的装置,请回答下列问题。
图 G5-11
(1)编号①仪器的名称为 。
(2)不经改进的 B 装置不能用作气体发生装置,其原因是 ,若用 D 装置收集二
氧化碳,检验 CO2 是否收集满的方法是 。
(3)实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理用化学方程式表示为 ,用 E 装置收集
氧气时,应该在 时开始收集。
(4)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷[反应化学方程式为 2CH3COONa+Ca(OH)2
2CH4↑+Na2CO3+CaCO3],若要制取并收集一瓶较纯净的甲烷,下列说法中不正确的是 (填序号)。
A.应该选择 A、E 装置进行组合
B.加入药品前应该检查装置气密性,气密性良好才能加入药品
C.集气瓶瓶口有气泡冒出时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
D.实验后试管内附着的物质不易洗去,可加入适量的洗衣粉
11.[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。
(1)制取气体实验时,首先要对发生装置进行气密性检查,确保装置不漏气,装置 C 气密性检查的方法是
。
(2)收集某种气体的方法,主要取决于这种气体的性质,装置 E 所示的收集方法是 ,被收集的气
体密度 (填“>”“
(3)B(或 C) G E
(4)收集一氧化碳、检验二氧化碳
[解析](1)对只有一个出口的装置,常用微热法检查装置的气密性,具体的操作方法是先把导管的一端放入水
中,然后两手紧握试管的外壁,观察导管口是否有气泡冒出,如有气泡产生,说明装置的气密性良好。(2)E
是向上排空气法收集气体的装置,收集密度比空气大的气体应该用向上排空气法。(3)制取二氧化碳时,发生
装置可选择 B 或 C,由于二氧化碳能与氢氧化钠反应,不能用碱石灰干燥,应该用浓硫酸干燥,所以从发生
装置出来,气体应该进入 G,经干燥的气体只能用排空气法收集,二氧化碳的密度比空气大,应该用向上排
空气法收集,即干燥后的气体用 E 装置收集。(4)一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,进入图中虚线框
内的气体有反应生成的二氧化碳和未参加反应的一氧化碳,二氧化碳能与澄清石灰水反应,可用澄清石灰水
检验二氧化碳,一氧化碳难溶于水,也不与氢氧化钙反应,所以其作用是吸收二氧化碳、收集一氧化碳。
12.(1)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
(2)①长颈漏斗 ②a ③引流
(3)AC
[解析](2)②Cl2 的密度大于空气,收集 Cl2 时应该从 a 管口进入集气瓶中。③玻璃棒在过滤中起引流作用。(3)
制取 CO2 属于固液常温型,实验室制取 Cl2 属于固液加热型,发生装置不相同;O2、CO2 和 Cl2 密度均大于空气,都能用向上排空气法收集;制取 Cl2 的反应中 MnO2 是反应物;用 E 装置收集 O2 时,O2 应从 d 管导入,从 c 管
把水排出。
13.(1)长颈漏斗
(2)向 a 中注水,若 a 内水柱高度一段时间不变
(3)A 2H2O2 2H2O+O2↑
(4)量筒 c
(5)①B 难溶于水 甲烷密度比空气小
②点燃气体,在火焰上方罩一干冷小烧杯,烧杯内壁有水雾生成,则证明甲烷中含有氢元素
[解析](2)检查装置 A 气密性的方法是夹紧止水夹后,锥形瓶内形成密闭容器,向长颈漏斗中注水,若长颈漏
斗内水柱高度一段时间不变,则装置气密性良好。(3)用过氧化氢制取氧气,属于固液常温型,发生装置选择
A;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气。(4)用装置 F 收集氧气,应从导管 c 端通入,如果将
水排到量筒中,量筒中水的体积即为收集的氧气的体积。(5)①用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物制取甲
烷,属于固体加热型,发生装置选 B。用排水法收集甲烷,是因为甲烷难溶于水;用向下排空气法而不用向
上排空气法收集甲烷,是因为甲烷密度比空气小。②根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,可通过
甲烷燃烧有水生成,证明甲烷中含有氢元素,所以方法是检验其纯度后,点燃气体,在火焰上方罩一干冷小
烧杯,烧杯内壁有水雾生成,则证明甲烷中含有氢元素。
14.(1)①C E ②acbd ③玻璃棒 Ca2+
(2)产生白色沉淀,溶液红色褪去
AlCl3+3NH3·H2O 3NH4Cl+Al(OH)3↓
[解析](1)固体氯化铵与消石灰混合加热制取氨气,此反应属于固体加热型,为了防止产生的冷凝水倒流,发
生装置选择 C,氨气极易溶于水,密度比空气小,因此收集装置选择 E。连接顺序为 acbd,为了转移固体,
要用到玻璃棒,氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气,因此溶液中的阳离子为钙离子,即 Ca2+。(2)
向滴加酚酞的氨水中滴加氯化铝溶液,氯化铝和氨水发生复分解反应生成氯化铵和氢氧化铝沉淀,因此观察
到溶液红色消失,产生白色沉淀。
15.讨论交流 2H2O 2H2↑+O2↑
分析与结论发烫 反应速率适中,适用于实验室制取氢气 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
知识拓展(1)反应条件(或成本的高低等)
(2)氯化氢
16.(1)试管
(2)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑ B 向上排空气法(3)不变色 能 (4)SO2 与 CO2 都能与水反应
(5)吸收尾气,防止 SO2 污染空气
[解析](2)根据与实验室制二氧化碳的反应原理相似,即反应属于复分解反应,亚硫酸钠与稀硫酸反应生成硫
酸钠、水和二氧化硫,该反应是固体与液体在常温下进行的,发生装置应该选择 B,二氧化硫的密度比空气
大,能溶于水,所以用向上排空气法收集。(3)D 内是干燥的石蕊试纸,根据结论“干燥 SO2 的不能使石蕊试
纸变红”可知其现象为试纸不变色,E 内湿润的试纸变红色,所以二氧化硫可使湿润的石蕊试纸变红。(4)二
氧化碳和二氧化硫均可与水反应。(5)二氧化硫有毒,是大气污染物,所以 F 装置的作用是吸收二氧化硫,防
止污染空气。
17.(1)量筒
(2)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
a、i b、o、l、g
(3)c、f、j、n
(4)①Ⅱ Ⅲ
②先通一段时间 H2,排净装置中的空气(或氧气)
③CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑ 分别盛有碱石灰、铁粉的干燥管
[解析](1)由图知 e 为量筒。(2)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故化学方程式为
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;在制备 O2 的过程中需加热,则需酒精灯,又因生成气体,需单孔塞,故填 a、
i;收集氧气(用于做铁丝燃烧实验),需要收集并验证氧气性质,在验证铁丝燃烧时集气瓶内需留少量水,则
用排水法收集,需要水槽、集气瓶、玻璃片、玻璃弯管,故填 b、o、l、g。(3)用锌粒和稀盐酸制备 H2(可随
时使反应发生或终止),该反应不需要加热,则需 c、f、j,要可随时使反应发生或停止,则需要带止水夹的
导气管,还需要 n。(4)①用锌粒和稀盐酸制备的 H2 中含水、氯化氢杂质。氯化氢可用氢氧化钠除去,浓硫酸
有吸水性,在除杂的顺序中最后一步是干燥。②H2 与金属钙反应制取 CaH2 需加热,且装置中含有空气,由于
空气中有氧气,会与钙反应,则反应前需先通一段时间 H2,排净装置中的空气。③CaH2 与水反应生成氢氧化
钙和氢气,故化学方程式为 CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑;为防止空气中的 O2、CO2、水蒸气进入玻璃管,则
需在导管末端连接装有碱石灰的干燥管,除掉二氧化碳,再接入装有铁粉的干燥管,除去水分和氧气。