滚动小专题（二）气体的制备与净化纵观2022～2022年云南各市中考，关于气体的制备与净化内容的考查，大理、曲靖、昆明等市出现在第27题或28题，分值8分左右，每年必考，属于高频考点。题干给出实验室制取气体的部分装置，考查仪器的识别、制取气体（氧气、二氧化碳、氨气等）的装置选择、反应方程式的书写、气体的验满、气体性质的验证以及干燥气体的方法等。一、气体的制备1.选择实验室制取气体的方案应从以下几个方面考虑：（1）可行性，所选原料能够制得所需要的气体。（2）经济效益，原料一般要廉价易得。（3）反应条件适宜且易于控制。（4）反应速率适中，不能太快或太慢，便于收集与实验。（5）生成的气体尽量纯净。（6）操作简便易行，安全可靠，节能环保。2.气体发生装置的选择依据：根据反应物的状态及反应条件选取合适的发生装置。（1）反应物为固体（或固体混合物），反应需要加热，选择“固固加热型”发生装置（如图Ⅰ）。（2）反应物为固体和液体，反应不需要加热，选择“固液常温型”发生装置（如图Ⅱ）。3.气体收集装置的选择主要依据：根据气体的密度和溶解性选择合适的收集装置。（1）气体不易或难溶于水，且不与水反应，采用排水法收集（如图a）；用排水法收集的气体与用排空气法收集的气体相比，用排水法收集的气体比较纯净。（2）若气体不与空气各成分发生反应，密度比空气大，采用向上排空气法收集（如图b）；气体密度比空气小，采用向下排空气法收集（如图c）。（3）使用多功能瓶——洗气瓶（又称万能瓶）来收集气体（如图d）。①若用此装置收集密度比空气大的气体：气体导入集气瓶时“长进短出”；②若用此装置收集密度比空气小的气体：气体导入集气瓶时“短进长出”；③若用此装置用排水法收集气体，先将集气瓶装满水：气体导入集气瓶时“短进长出”。【温馨提示】（1）医院输氧时，气体“长进短出”，即长管接供氧钢瓶，短管接病人吸氧导气管，通过产生气泡的速率来判断输氧的速度。（2）利用洗气瓶检验、净化、干燥气体时均为“长进短出”。4.实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的比较气体氧气（O2）氢气（H2）二氧化碳（CO2）药品①氯酸钾和二氧化锰；②高锰酸钾；③双氧水和二氧化锰锌粒和稀硫酸大理石（或石灰石）与稀盐酸反应原理①2KClO32KCl＋3O2↑②2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑8\n③2H2O22H2O＋O2↑实验装置收集方法排水法或向上排空气法排水法或向下排空气法向上排空气法检验方法将带火星的木条伸入容器内，木条复燃点燃，罩干冷小烧杯，产生淡蓝色火焰；烧杯内壁有水珠通入澄清石灰水，石灰水变浑浊验满方法将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，证明已集满用燃着的木条伸到集气瓶口，木条立即熄灭，证明已集满实验操作步骤①检查气密性；②装入药品；③固定试管；④点燃酒精灯；⑤收集气体；⑥将导管移出水槽；⑦熄灭酒精灯①检查气密性；②装入药品；③固定试管；④验纯；⑤收集气体①检查气密性；②加入石灰石；③加入稀盐酸；④收集气体注意事项①试管口应略向下倾斜；②用加热高锰酸钾法时试管口应塞一团棉花；③排水法收集时，当气泡连续、均匀冒出时才可收集；④排水法收集后，先移出导管，再熄灭酒精灯①长颈漏斗末端应伸入液面以下；②用向下排空气法收集时，导管应接近集气瓶底部；③不能用浓盐酸来制取氢气①不能用稀硫酸代替稀盐酸；②长颈漏斗末端应伸入液面以下；③用向上排空气法收集时，导管应接近集气瓶底部二、气体的净化与干燥1.气体净化和干燥的装置2.气体的净化在实验室制备的各种气体中，常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质，须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质，而与被提纯物质不反应，也不产生新的杂质。多种气体杂质共存时，要注意试剂的选择和除杂顺序，一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置，不仅要注意药品的名称，还要注意“长进短出”的原则，球形干燥管要“大进小出”。常见气体杂质的吸收剂见下表：吸收剂吸收的气体杂质水易溶性气体，如HCl、NH3等碱石灰（NaOH+CaO）CO2、H2O（气体）、H2S等强碱溶液（NaOH）CO2、SO2、HCl、H2S等灼热的CuOH2、CO灼热的铜网O23.气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，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NH38\n【温馨提示】有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序：a.组装仪器:一般按从左到右，从下到上的顺序进行；b.制取气体时，先检查装置的气密性，后装药品；c.收集气体时，先净化后收集；d.检验气体时，先验水后验杂（气体杂质）；e.净化气体时，先除杂后干燥。类型1常见气体的制取 (2022·玉溪)化学实验是科学探究的重要手段，请根据下列装置图回答问题。(1)装置中标有序号的仪器名称：①________；②________。(2)实验室用装置B和C相连可以制取________气体，该反应的化学方程式为_________________________。(3)实验室欲用固体硫酸铵和固体氢氧化钙混合物加热制取氨气(NH3)。氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。则实验室制取并收集氨气应选用上述装置________相连。(4)实验室若要制取和收集干燥的H2、O2、CO2气体，则应在气体发生装置和收集装置中连接F装置，且在瓶内加入________，气体应从________(填“a”或“b”)端通入。思路点拨：制取氨气时用到固体和固体反应且需要加热，所以选择发生装置A。氨气极易溶于水，不能用排水法收集；其密度比空气小，所以用向下排空气法收集，选择收集装置D。实验室常用的液体干燥剂是浓硫酸，洗气时从长管进气，故从a端通入。类型2 气体的净化与干燥 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__________。(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：此法得到的氮气密度(标准状况下)经科学测定，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除去，因此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去而使所得氮气不纯，密度与实际密度有误差。8\n一、选择题1．实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是( )A．①②③B．②③④C．③④⑤D．②③⑤2．(2022·麒麟五中模拟)空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气中分离获得的是( )A．用作医疗急救的氧气B．用作焊接保护气的稀有气体C．用作食品防腐剂的氮气D．用作清洁燃料的氢气3．(2022·重庆)下列实验操作不正确的是( ) A．检查气密性 B．氢气验纯 C．检验氧气 D．二氧化碳验满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( )A．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．某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为( )6．(2022·泰安)下列有关实验室制取气体的说法不正确的是( )8\nA．装置①可作为CO2的发生装置B．装置②干燥O2时，气体由a管进b管出C．装置③可用作O2的收集装置D．装置④是收集CO2气体的验满方法7．(2022·曲靖二模)某无色气体可能含有H2、CO、CH4中的一种或几种，依次进行下列实验(假设每一步反应或吸收均完全)。①无色气体在氧气中充分燃烧；②燃烧后生成的气体通过盛浓硫酸的装置，装置的质量增加10.8g；③再将剩余气体通过盛NaOH溶液的装置，装置的质量增加13.2g。下列判断正确的是 ( )A．该气体一定含有H2、CO、CH4B．该气体可能只含H2和CH4C．该气体可能只含CO和CH4D．该气体可能只含CH4二、填空与简答8．(2022·安徽)通过近一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关方法。请根据下图回答问题：(1)仪器①的名称是________，利用A装置制取的气体有H2、O2和________。(2)B装置在化学实验中有广泛的用途。①用排水法收集氢气，可在B装置中装满水后，使氢气从________口进入(填“a”或“b”)；②若想得到干燥的氢气，可在B装置中加入________，气体应从________口进入(填“a”或“b”)。9．(2022·曲靖模拟)通过一年的化学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体及相关实验操作的有关知识。请结合图示回答问题：(1)写出图中仪器a、b的名称：a________，b________。(2)实验室用装置B制取CO2时，如用注射器替换长颈漏斗，优点是__________________________________。(3)实验室加热氯酸钾制取氧气的化学方程式是____________________________，应选择的发生装置是________，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管________(填“①”或“②”)通入。(4)氨气是一种有刺激性气味、易溶于水、密度比空气小的气体，实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物的方法制取氨气，则实验室制取并收集氨气应选择的装置组合是________。10．(2022·云南)化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题：(1)请写出标有序号的仪器名称①________;②________。(2)A、E装置可用于实验室收集并制取氧气，选择E装置收集氧气的理由是______________，实验结束后，应先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，其目的是__________________________________________。(3)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置是________，反应的化学方程式为8\n__________________________。实验中产生的二氧化碳气体常混有少量的氯化氢气体和水蒸气，某同学利用下图除杂装置，得到了纯净、干燥的二氧化碳气体，F中饱和NaHCO3溶液的作用是____________________________________，有同学认为只用NaOH固体便可以把杂质同时除去，你认为是否可行，说明理由_________________________________________________。11．(2022·曲靖)根据如图回答下列问题：(1)写出仪器②的名称________。(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，反应的化学方程式为________________________。(3)选择发生装置B和收集装置________(填序号)可用于实验室制取CO2，若将发生装置改为C，其优点是________________________________________________________________________。(4)实验室中常用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小，实验室欲制取氨气，可选择的发生装置是________(填序号)，若用装置G收集一瓶氨气，则氨气应从________(填“a”或“b”)端通入，多余的氨气应进行处理，防止污染环境。12．(2022·红河)下面是实验室制备气体的实验装置图。据图回答下列问题：(1)写出图中标号仪器的名称：a________；b________。(2)实验室常用高锰酸钾制取氧气，该反应的化学方程式为________________________；在装入药品前应先进行的操作是________________；要得到比较纯净的氧气，应选用的收集装置是________(填字母)。(3)实验室采用B装置制取二氧化碳气体，应选择的收集装置为________(填字母)；二氧化碳验满的方法是：将燃着的木条放在________，若木条熄灭，说明已满；若将B装置中的长颈漏斗用分液漏斗代替，其优点是___________________________________________。(4)能用D装置收集的气体应具有的主要性质是______________________________。13．(2022·黔东南)下列是实验室制备CO2并验证CO2性质的实验装置图，按要求回答下列问题：(1)写出标号仪器的名称：①______；②________。(2)在检查装置A的气密性操作时，当关闭活塞M和N，向仪器②中注水，观察到____________________________的现象，说明装置漏气。(3)关闭活塞N，打开活塞M，向仪器②中加入稀盐酸，装置B处观察到8\n的现象是：________，当观察到C处的石灰水变浑浊时，则C中发生的化学反应方程式是：___________。(4)关闭活塞M，打开活塞N。用A、D、E、F制取纯净干燥的CO2气体，装置D的作用是：___________________，装置E中盛装________溶液，用于除去CO2气体中的水分；当观察到_______________________，说明F中已集满二氧化碳气体。(5)若关闭活塞M，打开活塞N。实验室要制取干燥的氧气用A、D、E、F、G中，只需选用的装置是________(填编号)，化学反应方程式是：__________________________。参考答案归类例析8\n例1 (1)酒精灯 长颈漏斗 (2)O2(或CO2) 2H2O22H2O＋O2↑(或CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑) (3)A和D (4)浓硫酸 a 例2 (1)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 除去水蒸气 (2)木炭 木炭燃烧产生二氧化碳气体，导致氮气不纯 (3)稀有气体没有除去 氧气没有除尽专题精练1．D 2.D 3.D 4.B 5.B 6.D 7.D 8.(1)锥形瓶 CO2 (2)①a ②浓硫酸 b 9.(1)试管 集气瓶 (2)可控制反应速率，又可节约药品 (3)2KClO32KCl＋3O2↑ A ② (4)AE 10.(1)酒精灯 长颈漏斗 (2)氧气不易溶于水 防止水倒流，使试管炸裂 (3)B CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O 除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体 不可行，因为NaOH固体不仅会吸收氯化氢气体和水，同时还会把二氧化碳气体吸收 11.(1)集气瓶 (2)2H2O22H2O＋O2↑ (3)E或G 可以控制反应的发生和停止 (4)A b 12.(1)试管 集气瓶 (2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 检查装置的气密性 C (3)E 集气瓶口 可以控制产生气体的速率 (4)密度比空气小且不与空气中各成分反应 13.(1)锥形瓶 长颈漏斗 (2)长颈漏斗中有液体滴下 (3)溶液变红 Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3↓ (4)除去CO2中混有的HCl 浓硫酸 G装置中矮的蜡烛熄灭 (5)A、E、F 2H2O22H2O＋O2↑8
