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专题14 常见的气体的制取和净化(练习)-中考化学一轮复习讲练测(全国通用)(解析版)
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TOC \ "1-2" \p " " \h \z \u
\l "_Tc161679165" 【考点过关练】 PAGEREF _Tc161679165 \h 2
\l "_Tc161679166" 考点01装置的选择 PAGEREF _Tc161679166 \h 2
\l "_Tc161679167" 考点02 气体的收集与检验 PAGEREF _Tc161679167 \h 4
\l "_Tc161679168" 考点03 氧气的制取 PAGEREF _Tc161679168 \h 6
\l "_Tc161679169" 考点04 二氧化碳的制取 PAGEREF _Tc161679169 \h 9
\l "_Tc161679170" 考点05 氢气的制取 PAGEREF _Tc161679170 \h 12
\l "_Tc161679171" 考点06 气体的除杂 PAGEREF _Tc161679171 \h 16
\l "_Tc161679172" 考点07 气体的干燥 PAGEREF _Tc161679172 \h 19
\l "_Tc161679173" 考点08 气体制取的综合考查 PAGEREF _Tc161679173 \h 20
\l "_Tc161679174" 【真题实战练】 PAGEREF _Tc161679174 \h 26
\l "_Tc161679175" 【重难创新练】 PAGEREF _Tc161679175 \h 39
考点01装置的选择
1.在实验室制取和收集气体的四种装置中,下列用法不正确的是
A.可制取O2B.可制取CO2
C.可收集CO2D.可收集O2
【答案】C
【解析】A、装置属于固体加热型,试管口放有一团棉花,采用的加热高锰酸钾的方法,说法正确。
B、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取,属于固液常温型,图中装置可制取CO2,说法正确。
C、二氧化碳的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,说法错误。
D、氧气不易溶于水,可用排水法收集,说法正确。故选C。
2.如图所示为实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验操作,其中不正确的是
A.检查气密性B.粉末药品取用
C.收集氧气D.氧气验满
【答案】D
【解析】A.检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,操作正确,A项不符合题意;
B.向试管中装粉末状药品时,先将试管横放或倾斜,用药匙或纸槽把粉末状药品送入试管底部,再慢慢将试管竖立起来,使药品落至试管底部,操作正确,B项不符合题意;C.氧气的密度比空气大,因此收集氧气用向上排空气法,操作正确,
C项不符合题意;
D.氧气验满时应将带火星的小木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃,而不能伸入集气瓶内,操作错误,D项符合题意。故选D。
3.在“氧气的实验室制取与性质”实验中,下列装置或操作不正确的是
A.检查气密性B.制备氧气
C.收集氧气D.燃烧蜡烛
【答案】C
【解析】A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故操作正确;
B、加热高锰酸钾制氧气时,试管口略向下倾斜、用酒精灯的外焰部分对药品处进行加热,为防止加热时高锰酸钾颗粒进入导管,需要在试管口处放置一团棉花,故操作正确;
C、氧气的密度比空气大,可用向上排空气法来收集,为将集气瓶内的空气排净,导管应伸到集气瓶的底部,故操作错误;
D、在做蜡烛在氧气中燃烧实验时,可将点燃的蜡烛放在燃烧匙内,将蜡烛慢慢伸入盛有氧气的集气瓶内,观察现象,故操作正确。故选C。
4.在实验室制取和收集气体的四种装置中,下列用法不正确的是
A.可制取O2B.可制取CO2
C.可收集CO2D.可收集O2
【答案】C
【解析】A、装置属于固体加热型,试管口放有一团棉花,采用的加热高锰酸钾的方法,故选项说法正确。B、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取,属于固液常温型,图中装置可制取CO2,故选项说法正确。
C、二氧化碳的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,故选项说法错误。
D、氧气不易溶于水,可用排水法收集,故选项说法正确。故选C。
考点02 气体的收集与检验
1.实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)。用这种方法制取氢气,下列如图所示的实验操作正确的是
A.检查气密性B.加入锌粒
C.加入稀硫酸D.收集氢气
【答案】A
【解析】A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,图中所示操作正确。
B、向试管中装锌粒时,先将试管横放,用镊子把锌粒放在试管口,再慢慢将试管竖立起来,图中所示操作错误。
C、向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨试管口;图中瓶塞没有倒放,图中所示操作错误。
D、氢气的密度比空气的小,应用向下排空气法收集,图中所示操作错误。故选A。
2.实验室制取气体的常见装置如图,下列说法不正确的是
A.装置①中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管
B.装置②可用作实验室制取氧气或氢气或二氧化碳的发生装置
C.装置④或⑤可用作实验室制取氢气的收集装置
D.装置⑥用于收集二氧化碳时,用燃着的木条在导管b处验满
【答案】D
【解析】A、加热高锰酸钾制氧气时,在试管口塞一团棉花,可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,说法正确,不符合题意;
B、实验室用过氧化氢制氧气,用锌和稀硫酸制取氢气,用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,都不需要加热,故发生装置可选②,说法正确,不符合题意;
C、氢气密度比空气小且难溶于水,可以向下排空气法和排水法收集,故装置④或⑤可用作实验室制取氢气的收集装置,说法正确,不符合题意;
D、二氧化碳密度比空气大,装置⑥用于收集二氧化碳时要从b端进气,故用燃着的木条在导管a处验满,说法不正确,符合题意。故选D。
3.下图是制取CO2、除去HCl气体、并收集CO2的部分实验,其中不合理的是
A.装药品B.制取CO2
C.除去HClD.收集CO2
【答案】C
【解析】A、取用块状固体的方法是将试管横放,将块状固体放在试管口,慢慢将试管直立,使固体沿试管内壁慢慢的滑到试管底部,故正确,不符合题意;
B、实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与稀盐酸反应,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固液混合不加热型,该装置可以用于制取二氧化碳气体,故正确,不符合题意;
C、二氧化碳气体和氯化氢气体都可以与氢氧化钠反应,故不能用氢氧化钠除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,故错误,符合题意;
D、二氧化碳气体的密度比空气的密度大,可以用向上排空气法收集,故正确,不符合题意。故选C。
考点03 氧气的制取
1.(2023•淮南模拟)如图所示,将过氧化氢(H2O2)溶液滴入瓶中,下列现象描述正确的是
A.气球缩小,红墨水左移B.气球缩小,红墨水右移
C.气球不变,红墨水右移D.气球胀大,红墨水左移
【答案】A
【解析】当过氧化氢溶液与二氧化锰反应,生成足够多的氧气时,因氧气的密度大于空气的密度,充气气球内的空气在周围氧气的压力作用下,会沿导管排出气球,气球变小,导管中的红墨水会向左移。故选:A。
2.实验室用加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集时,装药品的试管破裂了,其可能原因是
①装药品前忘了检查气密性
②试管口没有略向下倾斜
③试管没有均匀预热
④收集完氧气,先熄灭酒精灯,后取出水中导管
⑤试管外壁潮湿
⑥夹试管的铁夹夹得太紧。
A.①③④B.②③④C.②④⑤D.②③④⑤⑥
【答案】D
【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤、注意事项进行分析判断即可。
【解析】①装药品前忘了检查气密性,可能导致收集不到氧气,不会造成试管破裂。
②试管口没有略向下倾斜,冷凝水会回流到热的试管底部,炸裂试管。
③试管没有均匀预热,会造成试管受热不均匀而破裂。
④收集完氧气,先熄灭酒精灯,后取出水中导管,水槽内的水可能倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂。
⑤试管外壁潮湿,加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂。
⑥夹试管的铁夹夹得太紧,会造成试管破裂。
故②③④⑤⑥中的原因会造成试管破裂。故选:D。
3.实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,有关操作如下,正确的一项是
A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜,防止冷凝水回流引起试管炸裂,此选项错误;
B. 因为酒精灯的外焰温度最高,所以用酒精灯的外焰加热,此选项错误;
C. 气泡连续、均匀放出时,此时是纯净的氧气,开始收集,此选项错误;
D. 收集前集气瓶应装满水,否则收集到的氧气中会混有空气,此选项正确。故选D。
4.(2023·甘肃金昌·中考真题)化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是______。
(2)你认为选用B作发生装置,优点是______;请指出装置C中存在的一处错误______。
(3)改进上述装置图中存在的错误,并以过氧化氢溶液为原料,在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先______,再装入药品,进行实验。
①所选装置的连接顺序为______(从左到右填写装置序号字母)。
②上述方法制氧气的化学方程式为______。
③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集难溶于水的气体时,气体从______(填“a”或“b”)端通入。
(4)甲烷(CH4)是最简单、难溶于水的有机物类气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是______(填序号)。
【答案】
(1)锥形瓶
(2)控制反应速率/控制药品滴加的量,节约药品 长颈漏斗下端未伸入液面以下
(3)检查装置的气密性 CGD/BGD 2H2O eq \\ac(\s\up7(通电),\(===,====))2H2↑+O2↑ b
(4)AF/AE
【解析】(1)标号①的仪器名称是锥形瓶;
(2)选用B作发生装置,优点是控制药品滴加的量,从而控制反应速率,同时节约药品;装置C中存在的一处错误长颈漏斗导管没有深入液面下,长颈漏斗导管应深入液面下形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗逸出;
(3)按照要求选择实验装置,连接仪器后,先检查装置的气密性,对于有气体生成或有气体参与反应的装置,都要检查装置气密性,再装入药品,进行实验。
①过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气,发生装置选B或C,浓硫酸具有吸水性,可用作气体干燥剂,混合气体从a导管通入,经过浓硫酸充分干燥,再从b导管逸出,氧气的密度比空气大,可选用向上排空气法收集氧气,收集装置选D,所选装置的连接顺序为CGD或BGD;
②过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气,该反应化学方程式:2H2O eq \\ac(\s\up7(通电),\(===,====))2H2↑+O2↑;
(4)甲烷(CH4)是最简单、难溶于水的有机物类气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得,反应条件需要加热,发生装置选择A,甲烷气体难溶于水,且密度比空气小,可选用排水法收集或向下排空气法收集,实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是AF或AE。
考点04 二氧化碳的制取
1.(2023·湖北武汉·模拟预测)某化学兴趣小组用下图所示的装置来制取干燥的二氧化碳,并测定石灰石中碳酸钙的质量分数。装置气密性良好,图中的锥形瓶内盛有质量为m的石灰石(杂质不参与反应)。下列说法正确的是
A.甲中注射器的作用只是控制反应的发生与停止
B.用丙装置收集二氧化碳时,在b管口用燃着的木条验满
C.甲、乙、丁相连,若装置丁中没有植物油则测得碳酸钙的质量分数偏大
D.称量甲装置反应前及完全反应冷却后的质量(忽略水蒸气的影响),可求出碳酸钙的质量分数
【答案】D
【解析】A、甲中的注射器可以通过推动活塞,控制加入液体的量,从而控制反应速率,故A说法错误;
B、由于二氧化碳密度比空气大,用丙装置收集二氧化碳时,二氧化碳先在瓶底聚集,所以从长口b进气,从a排出空气,由于二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,因此应从a处用燃着的木条验满,若木条熄灭,则说明已收集满二氧化碳气体,故B说法错误;
C、若不加入植物油,二氧化碳能溶于水,此时测定的液体偏小,因此推出二氧化碳体积变小,根据碳元素质量守恒,求得碳酸钙质量减小,因此测得碳酸钙质量分数偏小,故C说法错误;
D、根据称量甲装置反应前及完全反应冷却后的质量(忽略水蒸气的影响),可以求得二氧化碳质量,然后计算出碳酸钙质量,从而求出碳酸钙质量分数,故D说法正确;故选:D。
2.(2022·湖南岳阳·统考中考真题)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.用过氧化氢溶液制取 O2,可选用装置②④组合
B.用装置①制取 CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
C.用装置③收集 CO2,气体应从管口 c 通入
D.要做铁丝燃烧实验,用④收集 O2时建议留部分水
【答案】D
【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置应选①,氧气不易溶于水,收集装置可选④,不符合题意;
B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,硫酸钙微溶于水,会覆盖在水的表面,阻碍反应的进一步进行,故分液漏斗中应装稀盐酸,不能装稀硫酸,不符合题意;
C、用装置③收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从b端进入,不符合题意;
D、铁丝在氧气中燃烧,放出大量的热,故用④收集 O2时建议留部分水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,符合题意。故选D。
3.(2023·吉林松原·校联考一模)下列制取CO2的发生装置中,其中能“随时控制气体产生与停止的”是
①②③④⑤B.①②③⑤
C.①②③D.①③⑤
【答案】C
【解析】对于①装置,通过铜丝拉动穿孔的塑料小瓶,使固体药品和液体药品分离或接触,可以随时控制气体的产生和停止,故①正确;对于②装置,通过挤压或放松下端装液体药品的容器,使液体药品与固体药品接触或分离,能够随时控制气体的产生和停止,故②正确;对于③装置,打开止水夹,因为连通器原理,固体药品会和液体药品接触,反应开始;关闭止水夹,右端因为产生气体使得管内压强增大,液体药品被挤压到左侧,固、液药品分离,反应停止。所以该装置通过开、关止水夹能控制反应的开始和结束,故③正确;对于④装置,可以通过注射器控制反应速率,但不能随时实现固、液药品的分离,所以不能随时控制气体的产生和停止,故④错误;对于⑤装置,不能实现固、液药品的分离,所以不能随时控制气体的产生和停止,故⑤错误;综上①②③符合题意,故选C。
4.(2023·江苏连云港·校考一模)下列两组装置图都与我们学过的气体的制取和性质有关。
(1)根据如图(A~E)所给的装置,回答问题:
①实验室用高锰酸钾制取氧气,可选用的发生装置为 ,收集装置是 (填字母)。
②实验室制取二氧化碳,可选用的发生装置为 ,验满方法是 。
(2)在实验室中,集气瓶被称做“万能瓶”,用它可以组装成各种用途的装置,请仔细观察下列(F~K)各个装置的特点回答问题:
①实验室若用F装置收集氧气,则氧气应从 口进入(填导管口符号);
②若要收集一定体积的二氧化碳气体,应选用 装置;
③若要除去CO中的少量CO2,同时用该瓶收集较纯净的CO,应选用 装置。
【答案】
(1) A ;C/E ;B;将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明已收集满;
(2) b ; K ; H
【解析】(1)①高锰酸钾加热可制取氧气,则发生装置选A;氧气密度比空气大,且不易溶于水,收集装置选C或E。②实验室制取二氧化碳的反应为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应为固液常温反应,发生装置选B;二氧化碳不可燃也不助燃,则验满的方法为:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明已收集满。(2)①氧气密度比空气大,则用F装置收集时,气体应从b口进入。②若想收集一定体积的二氧化碳,可选择K装置,植物油可防止二氧化碳溶于水中,水被挤压入漏斗中,且挤出的水的体积即为二氧化碳的体积。③二氧化碳能与石灰水反应,且一氧化碳难溶于水,则选H装置。
考点05 氢气的制取
1.张亮在实验室用足量的锌粒与稀硫酸按图装置制取一定量的氢气,发现液面刚好不与锌粒接触而又无酸液可加,若从长颈漏斗中加入适量下列试剂,又不影响生成氢气的量,你认为最合适的是
A.氢氧化钠溶液B.碳酸钠溶液
C.硫酸钠溶液D.澄清石灰水
【答案】C
【解析】A、氢氧化钠和稀硫酸发生中和反应,故A错误;
B、碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,故B错误;
C、硫酸钠和稀硫酸不反应,故C正确;
D、氢氧化钙和硫酸发生中和反应,故D错误;故选C。
2.能用于实验室制取H2,并能随开随用、随关随停的装置是
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】A、反应一旦开始,就不能随意停止,故A错误;
B、能用于实验室制取H2,并能随开随用、随关随停,可以随时增加稀硫酸,具体操作是:关上止水夹,氢气将液体压出干燥管,反应停止。打开止水夹,液体淹没固体,反应发生,产生氢气,故B正确;
C、没有带孔塑料板,反应不能随时停止,故C错误;
D、没有带孔塑料板,漏斗伸入试管内太短,反应不能随时停止,故D错误;故选B。
3.已知两种活动性不同的金属在能导电的溶液中接触可以形成原电池,从而加快化学反应速率。在实验室里,我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气(装置如图所示)。
(1)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气的化学方程式为 。
(2)实验室也可用锌与盐酸反应来制取氢气,但制得的氢气中往往含有HCl气体,若将制得的气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶, (填“能”或“不能”)得到纯净的氢气。
(3)点燃氢气之前,先要进行的操作是 。
(4)锌与稀硫酸反应时,加入某些盐溶液可使制取H2的速率加快,如 溶液。
(5)图示装置 (填“能”或“不能”,药品可换)用来制取CO2气体。
【答案】
(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)不能
(3)检验氢气的纯度
(4)硫酸铜(答案合理即可)
(5)不能
【解析】(1)锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;故填: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)氢氧化钠溶液可以吸收氢气中混有的氯化氢气体,但是氢气通过溶液中又会带出水蒸气,不能得到纯净的氢气;故填:不能;
(3)可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸,为防止发生爆炸,点燃可燃性气体之前必须检验气体的纯度,故填:检验氢气的纯度;
(4)两种活动性不同的金属在能导电的溶液中接触可以形成原电池,从而加快化学反应速率,所以加入硫酸铜溶液,锌能置换出硫酸铜中的铜,铜与锌在稀硫酸中形成原电池,使制取H2的速率加快,故填:硫酸铜(答案合理即可);
(5)二氧化碳能溶于水,所以不能用排水法来收集二氧化碳,故填:不能。
4.大庆市某中学化学兴趣小组利用以下装置制备氢气,并验证氢气的性质,按要求回答以下问题:
(1)化学实验现有质量分数为98%的浓硫酸,需配制245g质量分数10%的稀硫酸,配置步骤如下:
①计算:所需质量分数98%的浓硫酸 g;②量取;③稀释
量取和稀释浓硫酸所用的玻璃仪器有 ,简要描述浓硫酸的稀释方法 。
(2)该兴趣小组制备氢气的原理为 (化学方程式)。
(3)装置B的作用 。
(4)下列有关实验操作或现象描述不正确的是 。
A.实验开始时,应先通入氢气,然后再点燃C处酒精灯
B.点燃C处酒精灯后,D处硫酸铜固体由白色逐渐变为蓝色
C.E处酒精灯的作用是点燃未反应的氢气
D.实验结束时,应先停止通入氢气,然后熄灭C处酒精灯
(5)实验结束后,发现部分氧化铜粉末未被还原,已知反应前氧化铜质量为a克,反应结束后混合固体质量为b克,则被氢气还原的氧化铜的质量为 。
【答案】
(1)25 量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒 稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌
(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(3)除去氢气中混有的水蒸气
(4)D
(5)5 (a g﹣b g)
【解析】(1)①溶液稀释前后溶质的质量不变,设需要98%的浓硫酸的质量为x,则
98%x=245g×10%
x=25 g
故填:25;
②量取时需要量筒和胶头滴管,溶解时需要烧杯与玻璃棒;故填:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒;
③稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散;一定不能把水注入浓硫酸中,这是因为浓硫酸的密度比水大,如果添加顺序颠倒,那么水会浮在水面上,又由于浓硫酸溶于水放出大量的热,能使水沸腾,容易造成酸液飞溅。
故填:稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌。
(2)在实验室中常用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气,同时生成硫酸锌;故填:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(3)要验证氢气的性质,就需要实现对氢气进行干燥,所以装置B中的浓硫酸对氢气起到了干燥的作用;故填:除去氢气中混有的水蒸气。
(4)A.实验开始时,应先通入氢气,然后再点燃C处酒精灯,目的是排净装置内的氢气,以防加热时发生爆炸,故正确;B.点燃C处酒精灯后,氢气与氧化铜反应生成铜和水,所以D处硫酸铜固体由白色逐渐变为蓝色,故正确;C.E处酒精灯的作用是点燃未反应的氢气,故正确;D.实验结束时,应先熄灭酒精灯,然后继续通入氢气直到玻璃管冷却,以防高温生成的铜被重新氧化,故错误;故选D。
(5)设被还原的氧化铜的质量为x,则
CuO+H2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))Cu+H2O 固体质量减少
80 64 (80﹣64)=16
x (a g﹣b g)
eq \f(80,16)=eq \f(x,(a g﹣b g))
x=5 (a g﹣b g)
考点06 气体的除杂
1.CO混有少量的CO2,用右图装置收集一瓶较纯净的CO,说法错误的是
A. Ⅰ中溶液是氢氧化钠溶液
B. 气体通入后,Ⅰ中的液体会流向Ⅱ
C. 反应结束后,CO收集在Ⅱ中
D. 若Ⅰ中导气管始终保持液封,则不必尾气处理
【答案】C
【解析】A、一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应,二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,因此可以用将混合的气体通过足量的氢氧化钠溶液除去一氧化碳中的二氧化碳,该选项说法正确;
B、一氧化碳难溶于水,密度比水小,进入I后一氧化碳会聚集到瓶口,使瓶内压强增大,会将瓶中液体排到II中,故正确;
C、一氧化碳难溶于水,密度比水小,进入I后一氧化碳会聚集到瓶口,使瓶内压强增大,会将瓶中液体排到II中,一氧化碳被收集在I中,故错误;
D、一氧化碳难溶于水,密度比水小,进入I后一氧化碳会聚集到瓶口,使瓶内压强增大,会将瓶中液体排到II中,一氧化碳被收集在I中,不需要尾气处理,故正确。故选C。
2.某兴趣小组用如下装置(夹持仪器省略)制取纯净、干燥的氢气,还原C2O3(提供试剂有: AgNO3溶液、 NaOH溶液、浓硫酸)。下列说法正确的是
A. 装置①内的导管应为进气管长,出气管短
B. 实验结束,先关闭恒压漏斗活塞,再停止加热
C. 装置②、③、④中依次盛装NaOH溶液、AgNO3溶液、浓硫酸
D. 生成物H2O中氢元素的质量与参加反应的HCl中氢元素质量相等
【答案】B
【解析】A、为使氢气顺利排入②中,装置①内的导管应为进气管长,出气管短,故A说法正确;
B、实验结束,为防止C再被氧化,应该先停止加热,再关闭恒压漏斗活塞,故B说法不正确;
C、制取的氢气中混有HCl和水,应先用NaOH溶液除去HCl,再用AgNO3溶液检验HCl是否完全除去,最后用浓硫酸除水,所以装置②、③、④中依次盛装NaOH溶液、AgNO3溶液、浓硫酸,故C说法正确;
D、根据质量守恒定律,生成物H2O中氢元素的质量与参加反应的HCl中氢元素质量相等,故D说法正确。故选B。
3.天问一号巡视器成功着陆于火星乌托邦平原,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。运载天问一号探测器的长征五号遥四采用氢氧燃料提供动力。结合以下装置探究氢气、氧气的相关实验,回答下列问题。
(1)上图中仪器甲的名称为________。
(2)在实验室用高锰酸钾作原料制取氧气,发生装置应选择________(填标号),选用装置F采用排空气法收集,氧气应从________(填“h”或“i”)通入。
(3)采用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应原理为(用化学方程式表达)________________________________,
选择上述恰当的装置,组装一套制取、除杂、并收集一瓶氢气的装置,所选装置的接口连接顺序为a→(____)(____)→(____)(____)→h(填接口标号)。
【答案】
(1)酒精灯
(2)A i
(3)Zn+2HCl=== ZnCl2+H2↑ g→f→d→e
【解析】
(1)上图的仪器甲的名称为酒精灯。
(2)在实验室用高锰酸钾做原料制取氧气,属于固体加热型,发生装置应选择A,选用装置F采用排空气法收集,氧气密度比空气大,应从i通入。
(3)采用锌与稀盐酸反应制取氢气,锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl=== ZnCl2+H2↑,选择上述恰当的装置,组装一套制取、除杂、并收集一瓶氢气的装置,先用氢氧化钠溶液除去氯化氢气体,再通过浓硫酸干燥,氢气密度比空气小,用向下排空法收集,所选装置的接口连接顺序为a→(g)→(f)→(d)→(e)→h。
考点07 气体的干燥
1.下列气体中不能用浓硫酸干燥的是
A.O2B.CO2C.NH3D.SO2
【答案】C
【解析】A、氧气是中性气体,可用浓硫酸干燥,A不符合题意;
B、二氧化碳与浓硫酸不反应,可以使用浓硫酸做干燥剂,B不符合题意;
C.氨气溶解于水即成氨水,氨水是一种碱,能和硫酸反应,C符合题意;
D.二氧化硫是酸性气体,能用浓硫酸干燥,D不符合题意;故答案为:C
2.下列气体中,既能用浓硫酸干燥,又能用氢氧化钠固体干燥的是
A.氧气B.二氧化硫C.氨气D.二氧化碳
【答案】A
【解析】A、氧气既不与浓硫酸反应,也不与氢氧化钠反应,故既可以用浓H2SO4干燥,又可以用NaOH固体干燥,故选项符合题意;
B、二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意.
C、氨气能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,故选项不符合题意;
D、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意;故选A.
7.下列气体能用氢氧化钠作干燥剂的是
A.CO2B.HClC.SO2D.O2
【答案】D
【解析】A、二氧化碳气体能与氢氧化钠反应,因此不能用氢氧化钠干燥.
B、氯化氢气体能与氢氧化钠反应,因此不能用氢氧化钠干燥;
C、二氧化硫气体能与氢氧化钠反应,因此不能用氢氧化钠干燥;
D、氧气不会与氢氧化钠反应,可以用氢氧化钠干燥.故选:D.
11.下列气体既可以用固体氢氧化钠干燥,也可以用浓硫酸干燥的是
A.氯化氢B.氢气C.二氧化碳D.氨气
【答案】B
【解析】A、氯化氢能与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项错误;
B、氢气既不与浓硫酸反应,也不与氢氧化钠反应,故既可以用浓H2SO4干燥,又可以用NaOH固体干燥,故选项正确;
C、二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项错误;
D、NH3能与浓硫酸反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥,故选项错误;故选:B.
12.下列潮湿的气体既能用浓硫酸,也能用固体氢氧化钠干燥的是
A.CO2、HClB.H2、O2C.CO2、SO2D.CO、NH3
【答案】B
【解析】【A、CO2、HCl都能与氢氧化钠反应,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意;
B、H2、O2既不与浓硫酸反应,也不与氢氧化钠反应,故既可以用浓H2SO4干燥,又可以用NaOH固体干燥,故选项符合题意;C、CO2、SO2都能与氢氧化钠反应,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意;
D、NH3能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,故选项不符合题意;故选B.
考点08 气体制取的综合考查
1.化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)你认为选用B作发生装置,优点是 。
(3)在实验室中以过氧化氢溶液为原料制取并收集干燥的氧气。(浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体)
①所选装置的连接顺序为 (从左到右填写装置序号字母)。
②上述方法制氧气的化学方程式为 。
③若用同样的装置制备二氧化碳,其化学方程式为 ,把G装置中的浓硫酸排空,用来收集二氧化碳时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)甲烷(CH4)是最简单、难溶于水的有机物类气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生、收集装置是 (填序号)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)控制反应速率
(3)BGD或CGD;2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;a
(4)AF
【解析】(1)锥形瓶;
(2)注射器可以通过控制滴加液体药品的量从而达到控制反应速率的目的,故答案为:控制反应速率;
过氧化氢溶液制取氧气所选取药品的状态时液体和固体,故发生装置选B或者C,氧气密度比空气密度大,且不易溶于水,故收集装置可选D或F,但题目要求制取并收集干燥的氧气,故只能采取向上排空气法收集,且利用浓硫酸干燥气体,故答案为BGD或CGD;过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑,故填2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑;该设备制取二氧化碳可选用大理石与稀盐酸反应,发生的方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故填CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;若用G装置(采取排空气法)收集气体时,密度比空气密度大的气体应当从长管进入,故答案应填a;
实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得甲烷,反应物状态为固体,反应条件为加热,故发生装置应选取A,甲烷(CH4)难溶于水的有机物类气体,故可用排水法收集,且实验室制取较纯净的甲烷则采取排水法更符合题意,故答案为:AF;
2.盐酸是重要的化工产品,用途广泛。
(1)工业上,氯化氢由氯气(Cl2)和氢气在点燃条件下化合得到,该反应的化学方程式为 ,将生成的产物溶于水得到盐酸。
(2)实验室用盐酸制取二氧化碳,装置如图所示,仪器a的名称是 ,该反应的化学方程式为 。
(3)兴趣小组进一步探究浓盐酸的性质,开展了如下实验:
①先同时打开A、C止水夹,观察到AB段玻璃管内紫色石蕊试纸 。
②再同时打开B、D止水夹,可观察到BD段玻璃管处出现白烟,该白烟是NH3与HCl化合生成的产物
(写化学式)。
③通过以上实验得出浓盐酸具有的物理性质是 。
(4)人体胃液中含有盐酸,胃酸过多会造成胃不舒服,需要服用胃药缓解,下列物质可作胃药成分的是
。(填标号)
A.氢氧化钠B.氢氧化镁
C.碳酸氢钠D.氯化镁
【答案】
(1)H2+Cl2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2HCl
(2)长颈漏斗 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
(3)①变红色 ②NH4Cl ③易挥发
(4)BC
【解析】(1)工业上,氯化氢由氯气(Cl2)和氢气在点燃条件下化合得到,该反应的化学方程式为H2+Cl2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2HCl。故答案为:H2+Cl2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2HCl。
(2)实验室用盐酸制取二氧化碳,装置如图所示,仪器a的名称是长颈漏斗,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。故答案为:长颈漏斗;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。(3)①先同时打开A、C止水夹,观察到AB段玻璃管内紫色石蕊试纸变红色,是因为浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢能和石蕊试液中的水结合生成碳酸,碳酸能使石蕊变红色。
故答案为:变红色。②再同时打开B、D止水夹,可观察到BD段玻璃管处出现白烟,该白烟是NH3与HCl化合生成的产物NH4Cl。故答案为:NH4Cl。③通过以上实验得出浓盐酸具有的物理性质是易挥发。
故答案为:易挥发。(4)A.氢氧化钠不行,是因为氢氧化钠具有强腐蚀性;B.氢氧化镁行,是因为氢氧化镁能和盐酸反应生成氯化镁和水;C.碳酸氢钠行,是因为碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
D.氯化镁不行,是因为氯化镁不能和盐酸反应。故答案为:BC。
3.如图是实验室制取氧气及氧气的化学性质部分实验装置,请回答下列问题。
(1)实验室过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气发生反应的化学方程式是 。为了气流平稳且氧气较纯,选择制取和收集氧气的装置组合可以是 (填字母);若用环保空塑料输液袋G装置收集氧气,验满的方法是 。
(2)排水法收集了三瓶氧气,如图是硫、木条、铁丝三种物质在氧气中的燃烧,回答问题:
①1号瓶底放水的作用是 。
②如图是进行3号瓶实验时的几种操作,更能提高实验成功率的方式是 (填编号);3号瓶中反应的化学方程式是 。
(3)某研究小组以过氧化氢溶液为原料,探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:在试管中加入20mL5%H2O2溶液,分别取等质量的重铬酸钾(K2C2O7)、CuO、Fe2O3三种物质放在锥形瓶中,采用如图实验装置进行实验,并记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①为了证明CuO是催化剂,除了上述实验,还需要设计实验证明 。
②根据实验结果,小明认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中,应选择重铬酸钾作为催化剂。你是否同意他的观点,并说明理由 。
【答案】
(1)2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ CD 将带火星木条放在n导管口处,带火星木条复燃,氧气集满
(2)①吸收生成的二氧化硫,防止污染空气 ②c 3Fe+2O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))Fe3O4
(3)①反应前后CuO的质量和化学性质不变
②不同意,据图可知,短时间内,重铬酸钾使装置内压强急剧增加,说明重铬酸钾作催化剂反应速率较快,气体不易收集
【解析】(1)过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,所以化学方程式是2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑。为了气流平稳发生装置中应用分液漏斗(分液漏斗可以控制液体滴加速度,从而控制反应速率,得到平稳气流),收集氧气较纯用排水法收集,所以为了气流平稳且氧气较纯,选择制取和收集氧气的装置组合可以是CD。氧气密度比空气大,若用环保空塑料输液袋G装置收集氧气,应从m导管通入氧气,验满的方法是将带火星木条放在n导管口处,带火星木条复燃,氧气集满。
(2)①硫与氧气反应生成的二氧化硫有毒,所以硫在氧气中燃烧实验应在瓶底放水吸收生成的二氧化硫,防止污染空气。②由于空气中氧气浓度和2号瓶中氧气浓度不同,所以空气中点燃木炭后,再将其伸入2号瓶中,在空气与氧气中燃烧的剧烈程度不同。故填:空气中氧气浓度和2号瓶中氧气浓度不同。
③据图可知,c操作可使火柴充分预热铁丝,更能提高实验成功率。铁丝与氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁,化学反应方程式是3Fe+2O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))Fe3O4。
(3)①由于催化剂在化学反应前后的质量和化学性质不变,所以为了证明CuO是催化剂,除了上述实验,还需要设计实验证明:反应前后CuO的质量和化学性质不变。②据图可知,短时间内,重铬酸钾使装置内压强急剧增加,说明重铬酸钾作催化剂反应速率较快,气体不易收集。所以不同意小明的观点。
4.实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、碳酸钠、稀硫酸和稀盐酸,以及下列仪器:
Ⅰ.气体的实验室制取
(1)利用上述仪器和药品可以制取二氧化碳,你选择的仪器是 (填序号),药品是 (填药品名称),验满的方法是 。
(2)若补充一种仪器 (填仪器名称),再利用上述仪器和药品还可以制取氧气,你选择的仪器是 (填序号),反应的化学方程式是 。
Ⅱ.二氧化碳的性质的测定
查阅资料:相同体积的水和石灰水,石灰水吸收的二氧化碳较多。
实验过程:在如图气密性良好的装置中充满了二氧化碳气体,往2支试管中分别缓缓注入5mL含有石蕊试液的水和5mL澄清石灰水。
(3)左边试管内可观察的现象是 。
(4)充分反应后U形管中的液面左边 (填“高于”、“低于”)右边。
【答案】
(1) abgh 石灰石和稀盐酸 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满
(2)试管 acdef 2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
(3)左边试管内液体变红色
(4)低于
【解析】(1)实验室制取二氧化碳的药品是石灰石和稀盐酸,反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以选择的仪器是abgh;二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,验满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满,故填:abgh;石灰石和稀盐酸;将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满;
(2)根据提供的药品,可利用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,应补充盛放药品的能用来加热的仪器——试管,反应物是固体,反应条件是加热,所以选择的仪器是acdef;氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑,故填:试管;acdef;2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑;
(3)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,则左边试管内液体变红色,故填:左边试管内液体变红色;
(4)二氧化碳与水反应生成碳酸,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,等体积的石灰水吸收二氧化碳比水多,因此右边气体减少的多,压强减小的多,则充分反应后,U形管中的液面左边低于右边,故填:低于。
1. (2023年甘肃省武威市中考)实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)。用这种方法制取氢气,以下实验操作正确的是
A.检查气密性 B.加入锌粒
C.加入稀硫酸 D.收集氢气
【答案】A
【解析】A、检查气密性的方法为先将导管的一端浸在水里,然后用手握住容器外壁,导管口产生气泡,装置气密性好。A正确;
B、锌粒为固体颗粒,向试管中加入锌粒,应把试管横放,把锌粒放到试管口,再将试管缓缓直立起来。B不正确;
C、向试管中加入稀硫酸,应将瓶塞倒放,试剂瓶标签向着手心,略斜的持试管,瓶口紧挨试管口。C不正确;
D、氢气密度比空气小,应用向下排空气法收集。D不正确。综上所述:选择A。
2. (2023年山西省中考)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,有关操作如下,正确的一项是
A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜,防止冷凝水回流引起试管炸裂,此选项错误;
B. 因为酒精灯的外焰温度最高,所以用酒精灯的外焰加热,此选项错误;
C. 气泡连续、均匀放出时,此时是纯净的氧气,开始收集,此选项错误;
D. 收集前集气瓶应装满水,否则收集到的氧气中会混有空气,此选项正确。故选D。
3. (2022江苏苏州中考)下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作正确的是
A. 组装仪器B. 检查气密性
C. 加热固体D. 氧气验满
【答案】 B
【解析】A、组装仪器时,应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口,切不可把试管放在桌上,再使劲塞进塞子,以免压破容器,图中操作错误,不符合题意;
B、检查气密性:将导管置于水中,用水紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装置气密性良好,符合题意;
C、给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,不符合题意;
D、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内,不符合题意。故选B;
4. (2023福建真题)在“氧气的实验室制取与性质”实验中,下列装置或操作不正确的是
A. 检查气密性 B. 制备氧气
C. 收集氧气 D. 蜡烛燃烧
【答案】C
【解析】A、检查装置的气密性先将导管放入水中然后用手握住试管外壁看导管口是否有气泡冒出,操作正确;
B、实验室用加热高锰酸钾制取氧气时,,在试管口加一团棉花,用酒精灯加热,试管口略向下倾斜,操作正确;
C、氧气密度大于空气,用排空气法收集氧气时,导管应插入到集气瓶底,操作错误;
D、蜡烛能够在氧气中燃烧,操作正确。故选C。
5. (2022江苏扬州)制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是
A. 检查装置气密性B. 加入石灰石
C. 收集CO2D. 验证CO2不支持燃烧
【答案】B
【解析】A、检查装置气密性:将导管置于水中,用手紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装置气密性良好,不符合题意;
B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时,应该先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口后,再把容器慢慢地竖起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部,以免打破容器。图中操作错误,符合题意;
C、二氧化碳的密度比空气大,用万用瓶收集二氧化碳,应“长进短出”,不符合题意;
D、将二氧化碳倾倒入烧杯中,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,不符合题意。故选B。
6.(2022四川乐山中考真题)实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2的实验中,下列装置图能达到对应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】A、制备CO2,用大理石和稀盐酸在常温下反应即可,选项错误。
B、除去CO2中混有的HCl气体,需要用饱和碳酸氢钠,用氢氧化钠溶液会将二氧化碳也反应了,选项错误。
C、干燥CO2,需用长导管进短导管出,这样才能充分与浓硫酸接触,除尽水,选项错误。
D、排空气法收集CO2,二氧化碳密度比空气大,需要长导管进,正确。
故选:D。
7.(2022年重庆市中考)根据如图,下列气体的实验室制法正确的是
选择甲装置制取CO2,X为稀硫酸
B.选择甲装置制取H2,Y为铜粒
C.选择乙装置既可收集H2也可收集CO2
D.选择乙装置干燥O2,气流方向为b进a出
【答案】C
【解析】
A. 实验室使用稀盐酸制取二氧化碳,不使用稀硫酸。因为硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水,会附着在固体药品表面阻碍反应进行。错误。
B. 铜活动性比氢弱,不能和酸反应放出氢气。所以Y不能为铜。错误。
C. 二氧化碳密度比空气大,从乙a端通入,空气从b排出。氢气密度比空气小,从乙b端通入,空气从a端排出。选择乙装置既可收集H2也可收集CO2,正确。
D. 乙作洗气装置,需要药品和气体充分接触,则气体通入药品中,所以氧气从a进入。错误。故选:C。
8.(2022湖南岳阳中考)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A. 用过氧化氢溶液制取 O2,可选用装置②④组合
B. 用装置①制取 CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
C. 用装置③收集 CO2,气体应从管口 c 通入
D. 要做铁丝燃烧实验,用④收集 O2时建议留部分水
【答案】D
【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置应选①,氧气不易溶于水,收集装置可选④,不符合题意;
B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,硫酸钙微溶于水,会覆盖在水的表面,阻碍反应的进一步进行,故分液漏斗中应装稀盐酸,不能装稀硫酸,不符合题意;
C、用装置③收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从b端进入,不符合题意;
D、铁丝在氧气中燃烧,放出大量的热,故用④收集 O2时建议留部分水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,符合题意。
故选D。
9. (2023·山东济宁·中考真题)某同学按图示装置进行试验(所需的夹持仪器已省略),能够达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A.碳酸钠与稀盐酸反应制取二氧化碳选用固液常温型发生装置,但是二氧化碳密度比空气大,所以用向上排空气法收集,错误;
B.过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气选用固液常温型发生装置,但是氧气密度比空气大,所以用向上排空气法收集,错误;
C.锌和稀硫酸反应制取氢气选用固液常温型发生装置,氢气密度比空气小,所以采用向下排空气法收集,正确;
D.高锰酸钾加热分解即可制取氧气,采用固固加热型发生装置,氧气密度比空气大,所以用向上排空气法收集,错误。故选:C。
10.(2022湖南邵阳中考)除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂和方法正确的是
A.O2(N2):通过灼热的铜网
B.CO2(CO):通入氧气后点燃
C.FeSO4溶液(CuSO4):加入过量的铁粉,过滤
D.NaCl溶液(Na2SO4):加入过量的BaCl2溶液,过滤
【答案】C
【解析】A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜,而氮气不与铜反应,反而会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误。
B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃,这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体,否则会引入新的气体杂质,故选项所采取的方法错误。
C、加入过量的铁粉能与硫酸铜液反应生成硫酸亚铁溶液和铜在,再过滤,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项所采取的方法正确。
D、Na2SO4能与过量的BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,能除去杂质但引入了新的杂质,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误。故选:C。
11.(2023年贵州省中考)具备基本的化学实验技能是学习好化学的保障,实验室用图中的装置进行气体的制取及性质实验。
(1)若用装置AD制取气体装置A中缺少的仪器是_______,A中发生反应的化学方程式为_______;用D收集气体的最佳时机是__________。
(2)若用装置B为制的发生装置(反应时倾斜使固液混合),B中发生反应的化学方程式为_______。将产生的氧气通入装置F,热水中的白磷燃烧,白磷燃烧前后的现象对比可以说明_________。
(3)若用装置BC制取气体,连接装置BC时,a端与b端相连接的理由是________。B中发生反应的化学方程式为_______。将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体,实验现象为_________。
【答案】
(1)酒精灯 2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑ 导管口有连续均匀气泡冒出时
(2) 2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ 燃烧需要可燃物与氧气充分接触
(3)二氧化碳密度大于空气 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)制取气体O2装置可以固固加热型装置或固液不加热型装置,装置A为固固加热型反应装置,故还缺少酒精灯;装置A为固固加热型装置、且试管口无棉花,故反应为氯酸钾在二氧化锰催化下,受热分解生成氯化钾和氧气,化学方程式为2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑;为了保证收集氧气的纯度,需要等到导管口有连续均匀气泡冒出时在再收集,避免装置中空气混入收集的氧气中;
(2)装置B为固液不加热型反应装置,故反应为过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解为水和气体氧气,化学方程式为2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑;氧气通入装置F前,白磷不燃烧,氧气通入后,白磷燃烧,前后变量是可燃物是否与氧气充分接触,故可以说明燃烧需要可燃物与氧气充分接触;
(3)二氧化碳密度大于空气,故应该使用向上排空气法收集,故连接装置BC时,a端与b端相连接;碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和气体二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水,澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊。
12.(2023·广东中考真题)回答下列问题。
(1)实验室制取O2及性质检验
i.上图中仪器a的名称是__________。
ii.用高锰酸钾制取O2,应选择上图中的发生装置_______(填字母)。化学方程式为__________。
iii.收集一瓶O2并进行性质检验。
(2)制作氧自救呼吸器
查阅资料,超氧化钾(KO2)为黄色固体,分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高,适合作生氧剂。
①原理分析:4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2、4KO2+2H2O =4X+3O2↑、则X的化学式为__________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器,如图所示,使用一段时间后,观察到生氧剂由______(填颜色变化 ),则基本失效。
【答案】
(1)锥形瓶 A 2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑ c 吸收二氧化硫,防止污染空气
(2) KOH 黄色变为白色
【解析】(1)i.上图中仪器a的名称是锥形瓶;
ii.用高锰酸钾制取O2,属于固体加热反应,发生装置可选A;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑;
iii.硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成具有刺激性气味的气体。
故选c;
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,故集气瓶中氢氧化钠溶液的作用是:吸收二氧化硫,防止污染空气;
(2)①根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含K、O、H的个数分别是4、10、4,生成物中含K、O、H的个数分别是0、6、0,故生成物中还应含4个K、4个H、4个O,故X的化学式为:KOH;
②超氧化钾(KO2)为黄色固体,分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体,故观察到生氧剂由黄色变为白色,则基本失效。
13.(2023年天津市中考)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)根据下列装置图回答:
①仪器a的名称:_____。
②实验室用高锰酸钾制取并收集氧气,应选用的装置为_____(填序号),反应的化学方程式为_____。
③实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用的装置为_____(填序号),将生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,观察到溶液由紫色变成_____色。
(2)下列选项中,由实验及现象推出相应结论正确的是_____(填序号)。
A.AB.BC.C
【答案】
(1)铁架台 BD(或BE) 2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑ AD 红
(2)AC
【解析】(1)①由图可知,仪器a的名称是铁架台;
②用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B,氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,收集装置可选D或E,故填:BD或BE;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑;
③实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选A,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选D,故填:AD;
将生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,故观察到溶液由紫色变成红色;
(2)A、将盐酸加入金属镁中,镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,故有气泡冒出,触摸试管外壁,感觉放热,说明该反应放出热量,故说明化学反应在生成新物质的同时,伴随着能量变化,符合题意;
B、二氧化碳能溶于水,也能使装置内气体减少,压强减小,软塑料瓶变瘪,故该实验不能说明二氧化碳能与水发生反应,不符合题意;
C、向呼出气体和空气中滴入澄清石灰水,甲瓶中出现白色浑浊,乙瓶中无明显现象,说明甲瓶中二氧化碳含量高,即人体呼出的气体中二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量,符合题意;
14.(2023年四川省广安市中考)下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置,结合图示,回答下列问题:
(1)图中仪器甲的名称是______。
(2)若实验室用高锰酸钾制氧气,应在装置A的试管口______。
(3)若实验室用装置B、D组合制取氧气,其反应的化学方程式为______。若用装置E收集氧气,验满时,应将带火星的木条置于装置E的______处。(选填“a”或“b”)
(4)装置B、C均可用作实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置,两者相比,装置C的优点是______。
【答案】
(1)水槽
(2)放一小团棉花
(3) 2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ b
(4)随时控制反应的发生与停止
【解析】(1)仪器甲的名称为水槽;
(2)若实验室用高锰酸钾制氧气,应在装置A的试管口放一小团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管,堵塞导管;
(3)若实验室用装置B、D组合制取氧气,B装置为固液常温型发生装置,即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的化学方程式为:2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑;
由于氧气密度比空气大,若用装置E收集氧气,氧气应该从长管a处通入,验满时,应将带火星的木条置于装置E的b处,若木条复燃,则说明已收集满;
(4)装置B、C均可用作实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置,装置C中,当打开弹簧夹时,长颈漏斗内的液体在进入U形管,使U形管内液面上升到多孔隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭弹簧夹时,产生的气体无法排出,在U形管上半部分聚积,使内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到多孔塑隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,故两者相比,装置C的优点是随时控制反应的发生与停止。
15.(2023江苏苏州真题)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。
(1)用MnO2作催化剂,KClO3加热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为______。
(2)装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______(选填字母)。
(3)搭建如图-2所示装置时,需要调整试管的倾斜角度,可松开______(选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝,待调整后再拧紧。
(4)实验结束时,下列两步操作中先进行的是______(填序号)。
a.移走并熄灭仪器X b.断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠(Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2。
②H2O2可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明(部分)见下表,其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
①A剂的成分是______。
②若突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是______。
(6)按配方一在水中反应6小时后,无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验:
①将反应后混合物过滤,得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。
②取少量滤液,向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。
③另取少量滤液,滴加KI溶液,再滴加______溶液。溶液变为蓝色,证明滤液中仍含有H2O2。
【答案】
(1)2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
(2)酒精灯;C
(3)K2
(4)b
(5)①. 过碳酸钠或Na2CO3·3H2O2 ②. 配方三
(6)①. 二氧化锰(MnO2) ②. Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ③. 淀粉
【解析】(1)用MnO2作催化剂,KClO3加热分解得到O2和KCl。。该反应的化学方程式为:2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑。
(2)装置中仪器X的名称为酒精灯,收集干燥氧气,不能用排水集气法,因为氧气的密度比空气的密度大,选择向上排空气法收集,故应选取的收集装置为C。
(3)K1是调整试管的高度,K2是调整试管的水平位置,K3是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭建如图-2所示装置时,需要调整试管的倾斜角度,可松开K2处的螺丝,待调整后再拧紧。
(4)实验结束时,先断开试管与洗气瓶之间的连接,再移走并熄灭仪器X,所以先进行的是断开试管与洗气瓶之间的连接,故选b。
(5)①因为过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气,供病人呼吸,催化剂只是改变化学反应速率,不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知,A剂的成分是过碳酸钠。②若突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,因为配方三过碳酸钠的质量多,生成氧气的质量多,所以应选择的最佳配方是配方三。
(6)①二氧化锰是黑色固体,难溶于水,所以滤渣的成分为二氧化锰。②因为过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,Na2CO3能与稀盐酸反应,H2O2不能与稀盐酸反应。所以取少量滤液,向其中滴加足量盐酸有大量气体产生,发生反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。③因为H2O2可以将KI转化为I2,淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液,滴加KI溶液,再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色,证明滤液中仍含有H2O2。
1.(新情境)某兴趣小组用如图所示装置测定本地石灰石中碳酸钙的质量分数,下列说法不正确的是
A.检查装置的气密性时,向上移动c管,观察b、c管中是否有稳定的液面差
B.读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度
C.a导管的作用是防止实验测定的结果偏小
D.b管中油的作用是防止实验测定的结果偏小
【答案】C
【解析】A、检查装置的气密性时,向上移动c管,观察b、c管中是否有稳定的液面差,有稳定的液面差,说明装置气密性良好,不符合题意;
B、读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度,防止产生误差,不符合题意;
C、a导管的作用是平衡气压,使液体顺利留下,符合题意;
D、b管中油的作用是防止二氧化碳溶于水,且与水反应,导致实验测定的结果偏小,不符合题意。故答案为:C。
2.下列四个装置都能制取二氧化碳,其中能随时控制反应的发生和停止的是
A.①②④B.①③④C.①②③D.②④
【答案】D
【解析】①装置能用来制取二氧化碳,但不能随时控制反应的发生和停止,错误;②装置可以通过上下移动干燥管,使大理石和稀盐酸接触或分离,来控制反应的发生和停止,正确;③导管末端在液面下,无法顺利排出气体,错误;④大理石与稀盐酸反应,产生二氧化碳,若需要反应停止,则需关闭弹簧夹,U型管右侧压强增大,则大理石和稀盐酸分离,反应停止发生;正确。
故答案为:D
3.下列各图所示装置的气密性检查中,装置一定漏气的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】C中上下移动的过程中,两端的液面不会平衡。根据根据检查装置气密性的原理分析即可,装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏。
液体体积小于(b﹣a)mL,故选C。
4.气体制备装置中不能“随开随制,随关随停”的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A、关闭止水夹装置中反应继续发生,产生的气体使干燥管中压力增大,在气压作用下液体药品被压回烧杯中,当液体药品与固体要分离时,反应停止,打开止水夹,在外界气压作用下液体药品又进入干燥管中与固体药品接触,反应重新开始,故可以达到实验效果;
B、关闭止水夹U型管中反应继续发生,产生的气体使U型管中右侧压力增大,在气压作用下液体药品被压往左侧,当液位低于多孔塑料板时液体药品与固体药品分离反应停止,打开止水夹,在外界气压作用下液体药品又回流到U型管右侧,当与固体药品接触时反应重新开始,故可以达到实验效果;
C、关闭止水夹试管中反应继续发生,产生的气体使试管中压力增大,液体药品在气压作用下被压回长颈漏斗中,但残留的液体药品无法与固体药品分离,反应仍然继续,无法停止,故无法达到实验效果;
D、关闭止水夹试管中反应继续发生,产生的气体使试管中压力增大,液体药品在气压作用下通过试管底部小孔被压回烧杯中,当液位低于多孔塑料板时固体药品与液体药品分离,反应停止,打开止水夹,在外接气压作用下液体药品回流至试管中,当与固体药品接触时反应重新开始,故可以达到实验效果;故选C。
5.下列装置常用于气体的实验室制取和收集。请回答下列问题。
(1)写出下列仪器的名称,a ;b ;
(2)A、B装置中,能起到随开随制,随关随停效果的是 (填字母);
(3)实验室常用大理石(或石灰石)来制取CO2,某同学提出用碳酸钠来替代大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,两个反应的反应原理相同。请写出用碳酸钠反应制取CO2的化学方程式 ; (4)①若用下图1装置收集二氧化碳,气体应从 (填“a”或“b”)端通入,验满方法是 。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中,能剧烈燃烧,同时观察到生成一种白色固体和一种黑色固体单质,请写出该反应的化学方程式 。
②若用上图2所示装置来测量生成的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。
③已知氨气的密度比空气小,极易溶于水,则收集氨气应选择的装置是 (选填装置编号D或E或F)
(5)老师用C装置制取、收集CO2,并将燃着的木条放在集气瓶口处,同时利用数据采集器和传感器测定并记录木条燃烧情况变化时对应的CO2体积分数,数据见下表。
当瓶内O2的体积分数为12%时,放在瓶口的木条 (填“不灭”“火焰变小”或“熄灭”)(不考虑空气中原有CO2以及实验产生的水蒸气对计算结果的影响);请写出计算过程。
(6)若装置C中反应剧烈,从实验安全角度考虑,不宜采用的措施有 (填序号)
A.用容积较小的锥形瓶
B.减慢滴加液体的速度
C.加热反应物
D.降低液体反应物的浓度
【答案】
(1)铁架台;长颈漏斗
(2)B
(3)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
(4)b;用燃着的木条靠近a端出口,若木条熄灭,说明CO2已集满;2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO+C;防止二氧化碳溶于水;无;E
(5)设集气瓶的体积为1,则瓶内氧气的体积为1×12%=0.12,由于氧气在空气中的体积分数为21%,因此瓶内空气的体积为0.12÷21%=0.57,则收集到CO2的体积为1-0.57=0.43,由表中数据可知,此时木条燃烧的火焰变小。故填:火焰变小
(6)AC
【解析】(1)由图可知,仪器a的名称是铁架台,仪器b的名称是长颈漏斗。故填:铁架台 长颈漏斗;(2)在B装置中,通过活塞的开关,达到随开随制,随关随停的效果。故填:B;(3)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学反应方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑;(4)①CO2的密度比空气大,用向上排空气法收集,CO2气体从图1装置的b端通入。要检验CO2是否充满集气瓶,可用燃着的木条靠近a端出口,若木条熄灭,说明CO2已集满。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中,剧烈燃烧,生成白色固体MgO和黑色固体单质C,化学反应方程式为:2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO+C。故填:b 用燃着的木条靠近a端出口,若木条熄灭,说明CO2已集满 2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO+C;②要测量二氧化碳的体积只能用排水法,用量筒测量水的体积从而测出二氧化碳的体积。二氧化碳能溶于水,所以要在水的上方放一层植物油,防止二氧化碳溶解。植物油上方原有的空气不会溶解在水中,对实验结果没有影响。故填:防止二氧化碳溶于水 无;③氨气的密度比空气小,且极易溶于水,因此收集氨气只能选用向下排空气法收集。故填:E;(5)解析过程中答案;(6)装置C中反应剧烈,从实验安全角度考虑,不宜用容积较小的锥形瓶,因为会使反应更剧烈,加热反应物,也会使反应更剧烈。故填:ac。
6.(新考法)因二氧化碳能溶于水,并能与水反应生成碳酸,所以二氧化碳一般不用排水法收集。二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢?
(1)某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入地探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(定性实验)实验后,装置Ⅱ水槽中的液体应该呈酸性,向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为 。但是取几次实验后的液体样品,滴加紫色石蕊试液,均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是 。
(定量实验)采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限,本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气(来自于空气),推算出空气的含量,再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白(精确到1%即可):
通过实验可知,若对CO2纯度要求较高,应该使用排水法收集二氧化碳。
(实验反思)利用装置I和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是 。
(交流讨论)证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高,还有什么方法? 。
(2)(拓展应用)利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤1:如图2所示装置的气密性良好,三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体,三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。
步骤2:三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中,关闭活塞。
步骤3:一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
(查阅资料)氢氧化钙微溶于水,氢氧化钠易溶于水,两者均可与二氧化碳发生反应。
导致曲线AB段气压增大的主要原因是: 。
(3)图中曲线1中 段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
(4)利用现有的装置,在不使用其他试剂的情况下,请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法 。
(5)曲线2与曲线3差异较大的原因是 。
【答案】
(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 红色;二氧化碳在水中溶解度较小(合理答案即给分);80%;锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶(合理答案即给分);向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡,观察变浑浊的程度(合理即可)
(2)注射器中液体加入烧瓶中时速度太快,而反应程度较小,导致压强突然增大。(合理即可)
(3)CD
(4)使烧瓶内物质冷却(或抽气等)(合理即可)
(5)饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收。(合理即可)
【解析】石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;定性试验:酸性溶液能使紫色的石蕊试液变红色;而取几次实验后的液体样品,滴加紫色石蕊试液,均无明显变色现象,这可能是由于二氧化碳在水中溶解度较小造成的;故填:红色;二氧化碳在水中溶解度较小;定量实验:设总体积是100mL,氧气含有4.2%,所以氧气是4.2mL,则空气体积是: 4.2mL21%=20mL ,所以空气的体积分数是20%,则二氧化碳是80%;故填:80%;实验反思:利用装置I和装置II收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是装置本身含有空气;故填:锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶(合理答案即可);交流讨论:证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高,可以选择如下方法向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡,观察变浑浊的程度;故填:向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡,观察变浑浊的程度(合理即可);拓展应用:(2)注射器中液体加入烧瓶中时速度太快,而反应程度较小,导致压强突然增大,所以曲线AB段气压增大;故填:注射器中液体加入烧瓶中时速度太快,而反应程度较小,导致压强突然增大;(3)振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解,所以图中曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的;故填:CD;(4)使烧瓶内物质冷却,温度降低压强也会减小或抽气也会造成压强减小;故填:使烧瓶内物质冷却(或抽气等);(5)曲线3表示了装置内的气压减小最大,所以是二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,生成了碳酸钠和水;曲线2与曲线3差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水,饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少,影响了二氧化碳的吸收;故填:饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收。
7.资料:
1.实验室常用甲酸(H2CO2)和浓硫酸混合加热制备一氧化碳,化学方程式为 H2CO2eq \\ac(\s\up6(浓硫酸),\(======,=======),\s\d6(△)) H2O+CO↑。2. 浓硫酸具有吸水性。
3. 氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、二氧化硫等氧化物。某兴趣小组用如下实验装置制取一氧化碳,再用一氧化碳还原氧化铜并检验反应的产物,请回答:
(1)装置B的作用是 。
(2)装置 E 中存在的不正确是 ,其中发生反应的化学方程式是 。
(3)该实验装置 (填“能”或“不能”)达到实验目的,请简述理由: 。(4)为避免一氧化碳污染空气,回收利用一氧化碳,方框中应连接装置 F 和 G,导管接口的顺序为a→ → →e。
(5)反应过程中,装置 C 的烧瓶内氧化铜粉末处于“沸腾”状态(一氧化碳气流冲击所致),这样有利于 。
【答案】
(1)吸收水蒸气
(2)左侧导管没有伸入液面以下;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)不能;D中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳,导致产物二氧化碳无法检验
(4)d;b
(5)增大反应物的接触面积,使反应充分进行
【解析】(1)装置 B 中的浓硫酸具有吸水性,其作用是:吸收水蒸气。(2)装置 E 中存在的不正确是:左侧导管没有伸入液面以下,其中二氧化碳与氢氧化钙发生反应的化学方程式是:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(3)该实验装置不能达到实验目的,理由是:D中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳,导致产物二氧化碳无法检验。(4)为避免一氧化碳污染空气,回收利用一氧化碳,方框中应连接装置 F 和 G,用排水法收集一氧化碳气体,导管接口的顺序为a→d→b→e。(5)反应过程中,装置 C 的烧瓶内氧化铜粉末处于“沸腾”状态,这样有利于:增大反应物的接触面积,使反应充分进行。
8.(新考法)
I.如上图,用MnO2作催化剂,加热KClO3分解制取O2
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)装置A中仪器X的名称 。若在装置B中装满水,收集O2时,应从装置B的 (选填“m”或“n”)口处通入O2。
(3)搭建如图C所示装置时,需要调整铁夹高度,可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝,待调整到所需高度后再拧紧。
Ⅱ.某化学兴趣小组开展了如图“课本实验改进与创新”实验活动:
(4)图1中,挤入浓氨水后,A处显红色,打开止水夹后,B处也逐渐呈现红色,从微观角度解释此现象的原因是 。
(5)铁丝在空气中不能燃烧,而图2中铁粉却能在空气中燃烧且火星四射,原因是 。
(6)图3为“空气中氧气含量的测定”实验的改进装置,图4是通过压强传感器测得图3容器内压强随时间变化的曲线。
①该实验中气球的作用是 。
②关闭弹簧夹K,闭合电路进行实验。图4中装置内压强由a减小到b的原因是: 。
【答案】
(1) 2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
(2)酒精灯 n
(3)K1
(4)分子总在不断地运动
(5)等量固体铁与空气中氧气的接触面积大小不一样,铁粉与氧气的接触面积增大
(6)形成密封装置,调节装置内外压强平衡,防止胶塞冲出 红磷燃烧消耗氧气,且完全反应后,温度逐渐降低,恢复至室温,装置内压强减小
【解析】(1)氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,化学方程式为:2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑;
(2)装置A中仪器X的名称为酒精灯;
若在装置B中装满水,氧气不易溶于水,氧气密度比水小,则收集O2时,应从装置B的短管n口处通入O2;
(3)搭建如图C所示装置时,K1可调整铁夹高度,K2可调整试管的倾斜度,K3可调整铁夹夹持试管的位置,则需要调整铁夹高度,可松开K1处的螺丝,待调整到所需高度后再拧紧;
(4)图1中,挤入浓氨水后,氨水显碱性,可以使酚酞试液变红色,故可观察到A处显红色,打开止水夹后,B处也逐渐呈现红色,是因为浓氨水具有挥发性,挥发出来的氨分子不断运动,与B处酚酞试液中的水反应生成氨水,氨水显碱性,使酚酞试液变红色,从微观角度解释此现象的原因是分子总在不断地运动;
(5)铁丝在空气中不能燃烧,而实验二中铁粉却能在空气中燃烧且火星四射,这是因为等量固体铁与空气中氧气的接触面积大小不一样,铁粉与氧气的接触面积增大;
(6)①气球可以形成密封装置,且红磷燃烧放出大量的热,装置内气体受热膨胀,气压增大,则该实验中气球的作用是调节装置内外压强平衡,防止胶塞冲出;
②关闭弹簧夹K,闭合电路,图3中ab段压强减小的原因是红磷燃烧消耗氧气,且完全反应后,温度逐渐降低,恢复至室温,装置内压强减小。
8.(新思路)(2023年江苏省扬州市中考)CO2可用于灭火。
(1)①实验室用块状石灰石和稀盐酸制备CO2,该反应的化学方程式为______。不使用块状石灰石和稀硫酸制备CO2,原因是______。(已知CaSO4微溶于水。)
②下列仪器中,制备并收集CO2时需选用的是______(填序号),仪器E的名称为______。
③下列干燥剂中,可用于干燥CO2的是______(填序号)。
A.碱石灰 B.浓硫酸 C.氢氧化钠固体
(2)如图—1所示,向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,再从进口A分别通入CO2、N2、He,改变通入的三种气体用量,测得火焰刚好熄灭时,通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如下表所示。
三种气体中灭火效果最好的是______(填化学式)。
(3)研究KHCO3与CO2联合使用时的灭火效果。
①KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量,反应的化学方程式为2KHCO3eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2CO3+H2O↑+CO2↑。以初中所学燃烧和灭火的原理分析,KHCO3可用于灭火的原因有______。
②向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,从进口A通入CO2,进口B加入KHCO3粉末。控制其他条件不变,测得火焰刚好熄灭时,KHCO3的用量与混合器中通入的CO2体积分数的关系如图—2所示。CO2体积分数在8%~10%内,随CO2体积分数的增加,使火焰熄灭所需的KHCO3用量不再减少,且燃烧器内残留的KHCO3增多,原因是______。
【答案】
(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
石灰石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石的表面,阻碍反应的进一步进行 ACEF 锥形瓶 B
(2)CO2
(3) 降低温度至可燃物的着火点以下,隔绝氧气 通入的二氧化碳足以隔绝氧气,使火熄灭,碳酸氢钾不再分解,且通入的二氧化碳与反应生成的碳酸钾、水反应生成碳酸氢钾,故碳酸氢钾增多
【解析】(1)①石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
不使用块状石灰石和稀硫酸制备CO2,原因是石灰石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石的表面阻碍反应的进一步进行;
②实验室用块状石灰石和稀盐酸制备二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选CEF,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选A,故填:ACEF;
由图可知,仪器E的名称是:锥形瓶;
③A、碱石灰具有吸水性,但是碱石灰能与二氧化碳反应,不能用碱石灰干燥二氧化碳,不符合题意;
B、浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可用浓硫酸干燥二氧化碳,符合题意;
C、氢氧化钠固体具有吸水性,但是氢氧化钠能与二氧化碳反应,不能用氢氧化钠干燥二氧化碳,不符合题意。
故选B;
(2)由表中数据可知,火焰刚好熄灭时,所需二氧化碳的体积分数最小,说明三种气体中灭火效果最好的是CO2;
(3)①碳酸氢钾受热分解时吸收能量,且碳酸氢钾受热分解生成水,水蒸发吸热,故可降低温度至可燃物的着火点以下,达到灭火的目的,碳酸氢钾受热分解生成了二氧化碳,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,且密度比空气大,可覆盖在可燃物表面,隔绝氧气,达到灭火的目的,故填:降低温度至可燃物的着火点以下,隔绝氧气;
②CO2体积分数在8%~10%内,随CO2体积分数的增加,使火焰熄灭所需的KHCO3用量不再减少,是因为此时通入的二氧化碳足以隔绝氧气,使火熄灭,碳酸氢钾不再分解,燃烧器内残留的KHCO3增多,是因为通入的二氧化碳与反应生成碳酸钾、水反应生成碳酸氢钾。
选项
A
B
C
D
实验目的
制备CO2
除去CO2中混有的HCl气体
干燥CO2
排空气法收集CO2
装置图
制备气体
试剂a
试剂b
A
CO2
稀盐酸
碳酸钠
B
O2
双氧水
二氧化锰
C
H2
稀硫酸
锌粒
D
O2
稀硫酸
高锰酸钾
操作
现象
结论
硫燃烧时,_____(填字母),生成刺激性气味的气体
a.产生大量白烟
b.生成黑色固体
c.发出蓝紫色火焰
O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是_________________
选项
A
B
C
实验
现象
有气泡冒出,触摸试管外壁,感觉放热
旋紧瓶塞,振荡,软塑料瓶变瘪
甲瓶中出现白色浑浊乙瓶中无明显现象
结论
化学反应在生成新物质的同时,伴随着能量变化
二氧化碳能与水反应
人体呼出的气体中二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量
A剂
B剂
平均供氧量
(毫升/分钟)
供氧时间
(分钟)
配方一
1袋
1袋
≥320
≥15
配方二
2袋
1袋
≥500
≥25
配方三
3袋
2袋
≥1000
≥15
CO2的体积分数/%
34.4
36.3
39.2
43.1
44.3
48.8
51.5
木条的燃烧状况
不灭
不灭
火焰变小
火焰变小
熄灭
熄灭
熄灭
测得氧气含量
推算出CO2含量
结论
排空气法
6.6%
69%
排水法收集到的二氧化碳更纯净
排水法
4.2%
气体
CO2
N2
He
体积分数/%
17.65
27.15
23.84
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