进阶提升专项（六） 常见气体的实验室制取 课时练 2023-2024人教版化学九年级上册

进阶提升专项(六)　常见气体的实验室制取

类型1　实验室中气体制取装置的选取

1下列有关实验室制取、检验氧气和二氧化碳的说法正确的是 (B)

A.检验两种气体的方法相同

B.用排空气法收集时,可采用相同的验满方法

C.不能使用相同的收集方法

D.不能使用相同的发生装置

解析:本题考查氧气与二氧化碳的检验,熟练掌握实验室中制取气体的反应原理、发生装置和收集装置的选择依据等是正确解答本题的关键。A、氧气能支持燃烧,能使带火星的木条复燃,用带火星的木条检验氧气;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用澄清石灰水检验二氧化碳,检验两种气体的方法不同。B、用排空气法收集时,可采用相同的验满方法即将燃着的木条放到集气瓶口,若木条燃烧更旺则说明氧气已满;若木条熄灭则说明二氧化碳已满。C、氧气密度比空气略大,二氧化碳密度比空气大,都可采用向上排空气法收集。D、制取氧气可选用过氧化氢溶液和二氧化锰混合,制取二氧化碳采用大理石或石灰石与稀盐酸反应,都可采用固液常温型发生装置。

2[易错题]实验室制取某些气体的装置如图所示,下列说法正确的是 (B)

A.装置②可以较好控制反应速率

B.装置②和③组合可以用来制取氧气

C.装置②和④组合可以用来制取氧气

D.装置②和⑤组合可以用来制取二氧化碳

解析:装置②固体与液体接触后不能进行分离,不能控制反应速率,A错误;实验室制取氧气可采用在二氧化锰的催化作用下分解过氧化氢溶液的方法,属于固液常温型,可选用的发生装置是②,氧气的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,B正确;氧气的密度比空气的大,不能用向下排空气法收集,C错误;实验室制取二氧化碳可用石灰石和稀盐酸反应的方法,属于固液常温型,可选用的发生装置是②,二氧化碳能溶于水,不可用排水法收集,D错误。

类型2　氧气的制取

3在实验室里可采用多种方法制取氧气。

(1)写出用如图装置制氧气的化学方程式:　2KClO32KCl+3O2↑　。(写出一个即可) 

(2)收集氧气可以采用排水法,这是利用了氧气的性质:　不溶于水且不与水发生化学反应　。 

解析:(1)本题考查知识点为实验室制取氧气反应原理,反应条件为加热,由于装置中没有棉花团,因此可用氯酸钾制氧气。(2)本题考查知识点为采用排水法收集气体时该气体需要满足的条件。

4如图是初中化学常用的实验装置,请回答下列问题。

(1)装置A中的一种仪器名称　酒精灯(或试管或铁架台)　。 

(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,应选择的发生装置是　A　(填字母序号)。 

(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,连接好仪器装置,在装入药品前要检查装置的　气密性　;实验结束时要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,理由是　防止水倒流,炸裂试管　,收集满氧气的集气瓶应该　正　(填“正”或“倒”)放在桌面上。 

(4)装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置,装置C相对装置B的优点是　可以控制反应速率　。 

解析:(1)装置A中的仪器有铁架台、酒精灯、试管;(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,该反应属于固固加热反应,发生装置应选A;(3)连接好仪器,装入药品前,要检查装置的气密性,防止制取过程中,收集不到气体;实验结束时要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,理由是防止水倒流、炸裂试管;氧气的密度比空气大,故收集满氧气的集气瓶应该正放在桌面上;(4)相对于装置B,装置C可通过注射器控制药品的滴加速率,从而控制反应速率。

类型3　二氧化碳的制取

5(2023·重庆质检)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2的装置中,能用于控制反应的开始与停止的是              (B)

解析:本题考查制取二氧化碳的装置,根据实验装置的原理分析解答。A装置中稀盐酸和大理石不能分离,不能控制反应的发生和停止,A错误;B装置中捏动下面的软管,稀盐酸接触无纺布包中的大理石,反应发生,松手后稀盐酸与大理石分离,反应停止,故该装置能控制反应的发生和停止,B正确;C装置中大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳时,稀盐酸总是会浸没大理石,所以无法控制反应的停止,应将大理石置于破试管底部,C错误;D装置中分液漏斗可以控制滴入液体的量,从而控制反应速率,但稀盐酸总是会浸没大理石,所以无法控制反应的停止,D错误。

6正确选择实验仪器是实验成功的关键,下列仪器常用于实验室制气体,请根据装置回答下列问题。

(1)仪器a的名称:　长颈漏斗　。 

(2)为探究二氧化碳的性质,小丽制取并收集了一瓶二氧化碳气体,小丽应选择的药品是　大理石(或石灰石)与稀盐酸　(填名称),反应的化学方程式是　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　;从A~E装置中选择的发生和收集装置应该是　BC　(填字母序号)。 

(3)若要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂名称是　澄清石灰水　,CO2应从　c　(填“b”或“c”)端通入,实验现象为　澄清石灰水变浑浊　。 

解析:(1)B装置中仪器a的名称是长颈漏斗;(2)实验室制取二氧化碳的药品是大理石(或石灰石)与稀盐酸,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl===CaCl2+

H2O+CO2↑;实验室制取二氧化碳符合“固液常温型”的特点,选用的发生装置为B;因为二氧化碳密度比空气大,且能溶于水,采用向上排空气法收集,故从A~E装置中选择的发生和收集装置应该是BC;(3)检验二氧化碳的试剂是澄清石灰水。若要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂应该是澄清石灰水,CO2应从c端通入,实验现象是澄清石灰水变浑浊。

类型4　常见气体制取的综合考查

7(2022·临沂期中)下列关于实验室制取气体的说法正确的是 (C)

A.实验室可选用稀硫酸和块状大理石大量制取二氧化碳

B.用图2所示装置收集氧气时,气体从b端通入

C.图1作为气体发生装置时应将长颈漏斗伸入液面以下

D.用排水法收集氧气时,当观察到导管口有气泡冒出立即开始收集

解析:本题考查实验室制取气体装置的选择及注意事项,明确实验关键点及万能瓶的使用及注意事项才能正确答题。A、大理石与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,硫酸钙微溶于水,会包裹在大理石表面,阻止反应的进行,则不能用大理石和稀硫酸制取二氧化碳,应用稀盐酸,错误;B、由于氧气密度比空气略大,则用图2所示装置收集氧气时,气体应从长管通入,即从a端通入,错误;C、图1作为气体发生装置时,长颈漏斗下端应伸入液面以下,防止气体从长颈漏斗中逸出,正确;D、用排水法收集氧气时,应等到导管口产生连续且均匀的气泡时再开始收集,错误。

8(2022·黔西南州中考)实验室现有下列药品和仪器:

Ⅰ.药品:

a.浓HCl　　　b.稀HCl　　　c.MnO2

d.KMnO4 e.CaCO3 f.28% H2O2

g.KClO3

Ⅱ.仪器:

回答下列问题:

(1)仪器②的名称是　集气瓶　。 

(2)利用所提供药品,采取加热方法制取和收集纯度较高的氧气,反应的化学方程式为　2KClO32KCl+3O2↑　,选用的仪器是　①②③⑤⑧⑨　(填序号,下同)。如果选用药品　d　(填字母,下同)加热制取氧气,实验时应该在气体发生装置的导管口放一小团棉花防止药品进入收集容器。 

(3)制取和收集二氧化碳,选用的药品是　be　,仪器是　②④⑥⑦或①②⑤⑥⑦　。 

若用该装置制取氧气,针对所提供的药品,实验时需事先在气体发生装置中加入适量水液封进液导管口,其作用是防止气体逸出和　降低过氧化氢溶液的浓度,控制反应速率　。 

解析:本题主要考查常见气体制取装置的选择,明确装置的选择依据才能正确答题。(1)通过分析题中所指仪器的名称和作用可知,仪器②的名称是集气瓶;(2)加热制取氧气可以是氯酸钾和二氧化锰的混合物,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑,该反应的反应物是固体,反应条件是加热,排水法收集的氧气纯净,选用的仪器是①②③⑤⑧⑨;如果选用药品KMnO4,加热制取氧气,实验时应该在气体发生装置的导管口放一小团棉花防止药品进入收集容器;(3)实验室制取二氧化碳的反应物是大理石(或石灰石)和稀盐酸,选用的药品是be,仪器是②④⑥⑦或①②⑤⑥⑦。若用该装置制取氧气,针对所提供的药品,实验时需事先在气体发生装置中加入适量水液封进液导管口,其作用是防止气体逸出和降低过氧化氢溶液的浓度,控制反应速率。

9(2023·合肥蜀山区质检)定量实验是化学实验重要的方法之一,某校化学实验小组的同学在老师指导下,利用下面的实验装置制取并测量生成的二氧化碳的体积,请据图回答下列问题:

(1)仪器①的名称是　锥形瓶　。 

(2)实验室用A装置制取CO2气体与装置B相比,其优点是　可以控制反应的发生与停止　,该反应的化学方程式是　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　。 

(3)要测量生成CO2气体的体积,各装置的连接顺序为a→　b　→　c　→d(选填C装置中接口字母“b”或“c”)。C装置水上滴加一层植物油的目的是　防止二氧化碳溶于水且与水反应　。 

解析:本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究,解答本题需要明确发生装置依据反应物的状态和反应条件选择,收集装置依据气体的密度和溶解性选择。(1)根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析,仪器①为锥形瓶;(2)用A装置制取二氧化碳时,打开弹簧夹,反应开始,关闭弹簧夹,生成的二氧化碳不能排出,将溶液压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,因此装置A的优点是可以控制反应的发生或停止;实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石或大理石的主要成分为碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑;(3)用排水法测定气体的体积,即排出水的体积即为二氧化碳的体积,二氧化碳的密度比水小,所以连接顺序为a→b→c→d;二氧化碳能溶于水,在水面涂一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水且与水反应。

【加固训练】

结合下列实验装置图回答问题:

(1)仪器①的名称是　酒精灯　。 

(2)若实验室对你开放,请从图1中选择合适的装置,制取一瓶较纯净的氧气。你选择的收集装置是　D　(填序号),选择装置A作为发生装置,在现有状态下,你需选择的合适的药品进行反应,则发生的化学反应方程式为　2KClO32KCl+3O2↑　。用此反应原理制取氧气选择装置A作为发生装置,这是由　反应物的状态和反应条件　决定的。 

(3)用装置B制取氧气虽然操作简便,但无法控制反应速率。请从图2中选取　Ⅲ　(填序号)取代B中的单孔塞,以达到控制反应速率的目的。若将装置B中的单孔塞换成图2的装置Ⅱ能够在制CO2时,控制反应的发生和停止,但是需要补充一种仪器　弹簧夹　来配合操作。 

解析:(1)①为用于加热的酒精灯;(2)收集较为纯净的氧气,则不能通过向上排空气法收集,选择排水法收集,所以收集装置为D;A内没有棉花,所以选择氯酸钾和二氧化锰制备氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气,书写化学方程式注意配平、反应条件及气体符号;选择发生装置时需要根据反应物的状态和反应条件进行选择;(3)Ⅲ中注射器可以控制加入液体的量,达到控制反应速率的目的;利用Ⅱ控制反应的发生和停止,需要改变内部的压强,所以在连通管连接处需要增加弹簧夹,通过控制弹簧夹的开启与关闭,控制内部的压强,从而达到控制反应发生和停止。