中考化学一轮复习：实验室制取气体的研究及实践（提高） 巩固练习（含解析）

中考总复习：实验室制取气体的研究及实践（提高）

责编：董亚娇

【巩固练习】

一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)

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．①②③    B．②③④    C．③④⑤    D．②③⑤

2.（辽阳月考）你认为下列反应中，最适合在核潜艇内发生的是（　　）

A.水氢气+氧气                    B.过氧化氢水+氧气

C.过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气       D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

3.常温下，氨气为无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易溶于水。氨气溶于水显弱碱性，实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取。则下列说法正确的是（   ）

A.可用向下排空气法收集氨气         B.氨水能使紫色石蕊试液变红色

C.多余的氨气可排放到大气中         D.实验室制氨气的发生装置与双氧水制氧气相同

4.下列几种气体可用如图所示装置干燥、收集的正确组合是 （    ）

①H2  ②O2  ③CO2  ④SO2    ⑤CH4  ⑥NH3

A．①②③                B．②③⑤  

C．③④⑥                D．①⑤⑥

5.利用如图所示装置，能完成实验室制取气体的是（    ）

 A．用①③制取氧气    B．用②③制取二氧化碳

 C．用②④制取氧气    D．用①⑤制取二氧化碳

6.（泰州模拟）如图是制取氨气的装置图，原料为熟石灰和氯化铵固体。下列说法

正确的是（　　）

A. 直接给试管加热，不必进行预热

B. 氨气的密度比空气大

C. 将一湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，若变红，证明已满

D. 铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，以防氮肥损失

二、填空题

7.实验室常用下图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。

（1）仪器①的名称为________。

（2）装置A、B均可用来制取CO2气体，比较两个装置，指出A装置的一个突出优点________。

（3）写出实验室制取CO2气体的化学方程式                                       。

（4）C装置充满水时，可作为O2的收集装置，则O2应从________端通入。若采用排空气法收集O2，则O2应从C装置的________端通入。

8.通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的一些规律，以下是老师提供的一些实验装置，请你结合下图回答问题：

（1）写出实验室制备二氧化碳的化学方程式                                    。

（2）已知氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体。将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中，观察到的现象是                                         。

（3）加热氯化铵与氢氧化钠的固体混合物制取氨气，应选择的发生装置和收集装置分别是        。

9.下图所示为实验室常用的实验装置，回答问题：

（1）写出带有标号仪器的名称：①________；②________。

（2）用锌和稀硫酸制取氢气，应选用的发生装置是________（填序号，下同），收集装置是________。

（3）实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2，该反应的化学方程式为                         。

也可用加热碳酸氢钠（NaHCO3）固体（产物为碳酸钠、二氧化碳、水）来制取CO2，该反应的化学方程式为                                   ，若用此法来制取CO2，应选用的发生装置为________，收集装置为________。

（4）下图所示装置可用来测量生成的CO2的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是________，植物油上方原有的空气对实验结果________（填“有”或“无”）明显影响。

10.某课题小组利用草酸分解制取CO气体。已知草酸受热分解的化学方程式为H2C2O4·2H2O==CO↑+CO2↑+3H2O，该小组的同学进行了如下图所示的实验。请回答：

（1）图中仪器①的名称是________。安装好装置后应先进行的操作是                           。

（2）B装置的作用是                           。

（3）CO收集满后，撤除装置时应                                      。

（4）为了验证草酸分解的产物，使用了下列药品：①澄清的石灰水；②灼热的氧化铜；③无水硫酸铜固体（注：该物质遇水由白色变为蓝色）；④氢氧化钠溶液。则草酸分解产物通过试剂的正确顺序应该是________（填字母）。

    A．①②③     B．③④②     C．③①②      D．③②①

11.如图所示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，上部与下部对接应选________（填“b”、“c”）

（3）从装置A～D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。

12.某学习小组围绕“气体实验室制法”进行了研讨，请你参与完成下面的问题：

（1）原理分析：实验室制取CO2的化学方程式为                                  。不用Na2CO3与盐酸反应制取CO2的原因是                                  。

（2）发生装置：图甲装置中仪器a的名称是________，实验室常用无水醋酸钠固体与碱石灰在加热的情况下制CH4，应选图________（填序号）发生装置。

（3）收集装置：实验室收集NH3应采用的方法是________。收集有毒气体SO2时，常用图丙收集装置，气体应从________（填字母）端通入。

（4）实验操作：用KMnO4制取O2的操作过程可概括为“组装仪器→________→________ 加热试管→收集气体→停止加热”。

（5）实验反思：在加热KClO3制O2的过程中，发现产生O2的速率很慢，经检查不是KClO3变质，也不是装置气密性不好，你认为最可能的原因是                                  。

13.归纳与演绎是重要的科学方法，也是常用的化学学习方法。

（1）请你根据实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理、制取与收集方法，归纳出实验室制取气体反应的共同点：________（填序号）。

    ①需要加热  ②使用催化剂  ③没有气体参加反应  ④原料为纯净物  ⑤只生成一种气体

（2）化学上可以通过多种反应得到NH3（极易溶于水，密度比空气的密度小），例如：

①2NH4Cl (固)+Ca(OH)2 (固) CaCl2+2NH3↑+2H2O

②NH4HCO3 (固) NH3↑+CO2↑+H2O

③CaO (固)+NH3·H2O (浓)==NH3↑+Ca(OH)2

    如选择反应①作为实验室制取NH3的反应原理，你需要用下图所示仪器中的________（填序号）来装配制取NH3的发生装置，你采用的收集方法是________。你选择的制取装置还可用来制取________，其反应的化学方程式是________。

三、实验探究题

14.某兴趣小组利用如图所示装置进行二氧化碳的制取和部分性质的实验，请回答下列问题：

（1）关闭E，打开C，从长颈漏斗A中加入液体与锥形瓶B中的固体接触，即有二氧化碳气体产生。观察到装置D中的蜡烛慢慢熄灭，说明二氧化碳具有                                        的性质。写出实验室制取二氧化碳的化学方程式：                                       。

（2）关闭C，打开E，则观察到装置G中的蜡烛燃烧得更旺，说明有氧气生成。

    查阅资料：二氧化碳能与过氧化钠（Na2O2）反应生成碳酸钠和氧气。

    实验探究：要检验反应后装置F中的固体物质是否含有碳酸钠，可取少量反应后装置F中的固体物质于试管中，滴入________，观察到有气泡产生，将蘸有澄清石灰水的玻璃片放在试管口，观察到                             ，写出该反应的化学方程式：                               。

    实验结论：反应后装置F中的固体物质含有碳酸根离子。二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式为                                       。

（3）虚线框内的装置还可用于实验室制备氧气，该反应的化学方程式为                          。

15.某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO2。请你参与下列的探究并回答问题。

    【提出问题】上述的酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2？

    【方案设计】大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO2，你认为原因是________。讨论后大家设计了如下图所示三个实验进行对比分析。

【实验与结论】

（1）请你填写下列实验报告中①、②处的内容。

    （2）根据探究结论，实验室制取二氧化碳的反应原理为                             （用化学方程式表示）。

【拓展与迁移】

（1）由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等。请你再写出一种需要考虑的因素：                             。

    （2）下图所示是一种灭火器的工作原理示意图，其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO2的理由是                             。

16.（合肥校级模拟）我校化学兴趣小组测定空气中氧气的含量，并改进教材方案。

【实验方案】选用实验容积为40mL的试管作反应容器，通过导管与容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。（白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计）

【实验过程】（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前湍从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明             。

（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，可观察现象             。写出化学反应方程式                         ，燃烧结束，等到试管冷却后再松形式弹簧夹，预测活塞移动到            

        mL处。

（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到活塞的移动现象为                 。

【交流与反思】实际实验中，活塞停止的刻度始终大于理论刻度值。在老师的指导下，同学们利用铁锈原理再次测量空气中氧气的体积分数。

【查阅资料】①脱氧剂的主要成分为铁粉、少许活性炭、少量氯化钠和水。

②铁锈的主要成分化学式为：Fe2O3。

【实验原理】铁生锈消耗             和水，生成固体铁锈；氧化钠可以加快铁锈的速率。

【实验过程】（1）取一个集气瓶，其实际容积是150mL；取一个量筒，内盛有100mL的水。

（2）室温时，先夹紧弹簧夹，将一定量的脱氧剂悬吊在橡皮塞反面，再将橡皮塞旋紧到集气瓶口，将导气管插入量筒水中。2个小时后打开弹簧夹，观察到量筒内的现象             。

（3）当量筒内水面高度不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在71mL刻度处。

【数据分析】由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是             %。理论上空气中氧气体积分数为21%，请你分析产生这一差异的可能原因是：             。

【答案与解析】

1.【答案】D

【解析】确定收集方法主要考虑气体在水中的溶解性、能否与水反应以及与空气密度的相对大小等因素。

2.【答案】C

【解析】A.水氢气+氧气，需要通电，消耗电能，不适宜在核潜艇里供给氧气，故选项错误。
B.过氧化氢水+氧气，在常温下分解生成水和氧气，但不能将二氧化碳转化为氧气，不适宜在核潜艇里供给氧气，故选项错误。
C.过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气，常温下即可发生反应，且可把空气中的二氧化碳转化为氧气，供给氧气的同时吸收了人呼出的二氧化碳，适宜在核潜艇里供给氧气，故选项正确。
D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，需要在加热的条件下才能放出氧气，而加热时也会消耗氧气，不适宜在核潜艇里供给氧气，故选项错误。
3.【答案】A

【解析】“常温下，氨气为无色有刺激性气味的气体，密度比空气小”说明氨气可用向下排空气法收集，故A正确；C错误，多余的氨气不可以排放到大气中，因为氨气有刺激性其味；氨气易溶于水，溶液显碱性，可以使紫色石蕊试液变蓝色，故B错误；实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取氨气，应选择固-固加热制气装置，不同于双氧水制氧气的装置（固-液制气装置），故D错误。

4.【答案】D

【解析】碱石灰的主要成分是氢氧化钠与氧化钙，能与二氧化碳、二氧化硫发生化学反应，直接可以排除A、B、C选项。

5.【答案】C

  【解析】实验室制取气体，要根据反应药品的状态及反应条件选择发生装置，根据气体的溶解性及密度等选择收集装置。若用固体高锰酸钾制取氧气，由于反应需要加热，所以发生装置需选用①，若用双氧水与二氧化锰混合制取氧气或用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳，发生装置需选用②，由于氧气和二氧化碳的密度都比空气的密度大，故都可以选装置④收集，氧气不易溶于水，还可以选择装置⑤收集。

6.【答案】D

【解析】A. 加热前未给试管进行预热，容易造成试管受热不均而炸裂，故错误。
B. 图中看出，氨气用向下排空气法收集，故氨气的密度比空气小，故错误；
C. 将一湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，证明已满，故错误；
D. 因为铵态氮肥与碱性物质反应生成氨气，降低肥效，故正确。

7．【答案】

（1）长颈漏斗    （2）随关随停，即开即产生气体

  （3）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O    （4）b  a

  【解析】（4）排水法收集：氧气从b进入，将水从a中压出，水排完便收集到一瓶氧气。排空气法收集：氧气的密度比空气的密度大，气体从a进入到底部，空气从b排出。

8.【答案】

(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O     (2)液体变红且集气瓶中的液面上升    （3）A  E

【解析】（1）实验室制二氧化碳所用的药品是石灰石和稀盐酸，生成氯化钙、水和二氧化碳。（2）氨气易溶于水，溶解后容器里的压强变小，外界大气压会将容器中的水压上去，同时氨气溶解于水后溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红，溶液内的无色溶液会变为红色。（3）因为氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，反应需要加热，所以选择A、E。

9．【答案】

（1）铁架台  集气瓶     （2）B  C（或E） 

（3）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O    2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O    A   D 

（4）防止CO2溶于水   无

【解析】（2）锌是块状固体，硫酸是稀溶液，制氢气选B装置。由于氢气的密度比空气小，而且难溶于水，所以收集装置可选C或E。（3）NaHCO3不稳定，加热易分解，可选用A装置。（4）此题用排水法测量CO2的体积，CO2进入集气瓶，将水压入量筒中，量筒中水的体积就是CO2的体积，由于CO2能溶于水，在水和CO2气体之间用植物油隔离，以免引入误差。

10．【答案】

（1）酒精灯  检查装置的气密性     （2）吸收CO2气体

    （3）先将C中导管移出水面，再移去酒精灯    （4）C

11.【答案】

（1）酒精灯  （2）c    （3）AD   BC 

（4）e   将瓶中右边的导管延长至接近瓶底

   【解析】（2）B装置要控制反应可以随时发生与停止，故应选c对接。（3）用KMnO4制取O2选用“固固加热型”发生装置，实验室制取CO2选用“固液常温型”发生装置及向上排空气法收集装置。（4）装置E是多功能装置，用它来收集H2时，气体应“短进长出”；装置F用排水法收集O2时，气体应“短进长出”。

12.【答案】

（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑  Na2CO3与盐酸反应速率过快，不便于收集

（2）锥形瓶  乙     （3）向下排空气法  c     （4）检查装置气密性  添加药品

（5）KClO3中没有加入催化剂

【解析】（1）Na2CO3与盐酸反应的速率很快，不便于收集CO2。（3）NH3的密度小于空气的密度，又易溶于水，所以收集NH3常用向下排空法；SO2的密度大于空气的密度，用向上排空气法收集，用图丙收集时，应从c端通入。（5）KClO3在有催化剂的作用下加热时才较快地放出氧气。

13.【答案】

（1）③⑤ 

（2） abfg     向下排空气法    O2

2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

【解析】（1）从实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理等方面思考：生成物中一般只有一种气体的才便于分离以获得纯净的气体。

（2）我们应该选择只生成一种气体的反应制取NH3，反应①装置的选择是“固-固加热型”。NH3的收集方法由它的性质（极易溶于水、密度比空气的密度小）决定。

14．【答案】

（1）不燃烧，不支持燃烧，且密度比空气的密度大      CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

   （2）稀盐酸（或稀硫酸）  澄清石灰水变浑浊

    Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

    实验结论：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

   （3）2H2O22H2O+O2↑

15．【答案】

【方案设计】浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳不纯

   【实验与结论】（1）①持续均匀产生气泡

 ②反应速率适中，气体便于收集，适合实验室制取二氧化碳

    （2）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

    【拓展与迁移】（1）制取的气体要纯净  （2）能够迅速产生大量二氧化碳

    【解析】实验室制取二氧化碳时，药品的选择很重要。固体药品不能选碳酸钠粉末，因为反应速率太快，不便于收集气体；液体药品不能选用浓盐酸，因为有挥发性，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体。用块状大理石最好，但不能用稀硫酸与之反应，而要用稀盐酸；因为碳酸钙与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，使反应很快停止，不能持续进行。

16.【答案】

（1）装置的气密性好；
（2）白磷燃烧，产生大量白烟，放热；4P+5O22P2O5；12；
（3）先向右移动，再向左移动；
【实验原理】氧气；
（2）液面下降水进入到集气瓶内；
（3）19.3%；集气瓶内还有氧气。

【解析】打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；

若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，可观察到：白磷燃烧，产生大量白烟，放热；白磷燃烧的化学方程式为：4P+5O22P2O5。这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×1/5=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；

（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到活塞的移动现象为先向右移动，再向左移动；
【查阅资料】
（1）铁生锈消耗氧气和水，生成固体铁锈；
（2）如图所示的装置内一会儿观察到量筒内的现象液面下降，水进入到集气瓶内，这是因为集气瓶内压强小于外界大气压；
（3）当量筒内水面高度不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在71mL刻度处。由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是×100%=19.3%；本实验的测量结果与理论值不一致，原因可能是脱氧剂中有部分铁粉在实验前已被氧化；脱氧剂中的内层的铁粉没有与氧气接触。集气瓶内还有氧气。