简答题集训之制气实验（1）（解析版）

实验题集训之制气实验（1）

1.根据如图回答问题。

（1）反应原理

①加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾均可产生氧气，其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时，加入二氧化锰在反应中起的作用是___________。三种方法中，写出其中一个反应的化学方程式_______。

②石灰石和稀盐酸反应产生二氧化碳的化学方程式为___________。

（2）制取O2和CO2。连接如图的装置完成实验。

【答案】    (1). 催化作用    (2). （或；）    (3).     (4). H2O2溶液和二氧化锰    (5). 甲    (6). 收集O2    (7). 浓H2SO4    (8). 收集二氧化碳

【解析】（1）①分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时，二氧化锰是催化剂，故加入二氧化锰在反应中起的作用是：催化作用；

过氧化氢在二氧化锰的催化下受热分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；

高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；

氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解为氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：；

②石灰石的主要成分是碳酸钙，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：；

（2）该装置是固液不加热反应制取氧气，适用于过氧化氢与二氧化锰制取氧气，故反应物是：H2O2溶液和二氧化锰；所连接装置内所加的物质是水，故应连接甲装置，氧气的密度比水小，从a端进入，是排水法收集氧气，故填：H2O2溶液和二氧化锰；甲；收集氧气；

制取二氧化碳，反应物是：石灰石和稀盐酸，连接装置乙，长进短出，故是洗气，可在装置乙中加浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可用于干燥二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，故C的作用是收集二氧化碳，故填：浓硫酸；收集二氧化碳。

2.氧气是人类无法离开的物质。

（1）工业上常采用分离液态空气的方法获取O2。能说明空气中存在氧气的事例有_______(写一点即可)。

（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，可选择的装置组合是_________，该反应的化学方程式为___________。

（3）高锰酸钾制取O2时，常用_______（填仪器名称）提供热源；现制取3瓶氧气，集气瓶容积为250mL，需要高锰酸钾的质量至少为_________g（通常氧气的密度约为1.34g/L，结果精确到0.1g）。

（4）某些空气净化剂含超氧化钾，其净化原理为：。该方法一般不用于实验室制取氧气的原因是________（写一点即可）。

【答案】    (1). 动物可在空气中呼吸(或食物在空气中腐败等；合理即可)    (2). BC或BE    (3).     (4). 酒精灯    (5). 9. 9    (6). 气体不纯

【解析】（1）人和动物可在空气中呼吸、食物在空气中腐败都说明空气中有氧气，故填：动物可在空气中呼吸(或食物在空气中腐败等；合理即可)。

（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，化学方程式为，该反应不需要加热发生装置选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，收集装置选C或E，故选：BC或BE；。

（3）高锰酸钾制取O2时，常用酒精灯提供热源；现制取3瓶氧气，集气瓶容积为250mL，设需要高锰酸钾的质量至少为x，则

故填：9.9。

（4）某些空气净化剂含超氧化钾，其净化原理为：。该方法一般不用于实验室制取氧气的原因是氧气不纯会含有一些二氧化碳，故填：气体不纯。

3.根据下列实验装置回答问题。

（1）仪器a的名称是__________。

（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的化学方程式为__________。若用排水法收集氧气，停止加热时，应__________（填序号）。

①先熄灭酒精灯，再把导管移出水面

②先把导管移出水面，再熄灭酒精灯

（3）用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为__________（填序号），反应的化学方程式为__________。

【答案】    (1). 铁架台    (2).     (3). ②    (4). BD    (5).

【解析】（1）仪器a的名称是铁架台；

（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的原理是高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、氧气、二氧化锰，化学方程式为。若用排水法收集氧气，停止加热时，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易导致水到流入试管内，使试管炸裂，故选②；

（3）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选择固-液常温型发生装置B，收集二氧化碳，应选用的装置为D，因二氧化碳的密度比空气的大，能溶于水并和水反应，只能用向上排空气法收集，反应的化学方程式为。

4.下图是实验室中常见装置。回答下列问题。

（1）装置A中仪器m的名称是________。

（2）用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为_________，发生装置是_________（填字母序号）。

（3）用装置C收集CO2气体时，气体应从________（填“a”或“b”）端通入。

（4）下列气体中，只能用装置D而不能用装置C收集的是________（填数字序号）。

①H2    ②N2    ③O2

【答案】    (1). 酒精灯    (2).     (3). B    (4). a    (5). ②

【详解】（1）装置A中仪器m的名称是：酒精灯；

（2）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；

该反应属于固液不加热反应，发生装置应选B；

（3）二氧化碳的密度比空气大，用装置C收集CO2气体时，气体应从a端通入；

（4）①H2难溶于水，可以排水法收集，故可用装置D收集，氢气密度比空气小，用装置C收集，可从b端进入，不符合题意；  

②N2的密度与空气相差不大，不能用排空气法收集，故不能用装置C收集，氮气不易溶于水，可用排水法收集，即可用装置D收集，符合题意；   

③O2的密度比空气大，用装置C收集时，气体应从a端通入，氧气不易溶于水，可用排水法收集，即可用装置D收集，不符合题意。

故选②。

5.请从A或B两题中任选一个作答，若均作答，按A计分。

（1）①中反应的化学方程式为__________。

（2）②中观察到的现象是___________。

【答案】    (1). （）    (2). 木炭燃烧，发白光，放热（湿润紫色石蕊纸花变红）

【解析】

【详解】A、（1）高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；

（2）木炭在氧气中燃烧发出白光，放出热量。

B、（1）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与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：；

（2）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，故湿润紫色石蕊纸花变红。

6.如图是实验室常用的部分实验装置。请要求回答问题。

（1）写出标有编号的仪器名称①______________。

（2）写出A中发生反应的化学方程式_______，用E装置检验氧气收集满的方法是______。

（3）将装置B、E、F相连接用于制取纯净的二氧化碳气体并验证其化学性质，则E装置中装有的试剂是_____；F装置中可观察到试管中的现象______。写出烧杯中发生反应的化学方程式______。

（4）实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气。已知氨气极易溶于水且密度小于空气，所选的发生装置和收集装置是_______。

（5）某同学利用少量混有少量CO2的CO还原Fe2O3，并验证反应后的气体产物。现有如图所示实验装置（可重复使用）,按气体流向从左到右，装置的正确连接顺序是乙→_____→丁。

【答案】    (1). 长颈漏斗    (2).     (3). 将带火星的木条放到到a端口，若木条复燃，则证明氧气已收集满    (4). 饱和碳酸氢钠溶液    (5). 紫色石蕊试液变红    (6).     (7). AD    (8). 乙→甲→丙→甲→丁

【分析】

高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，盐酸和碳酸氢钠生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳。

【详解】（1）标有编号的仪器名称①是长颈漏斗。

（2）A试管口有一团棉花，是用高锰酸钾制取氧气的发生装置，反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故反应的化学方程式为，用E装置收集氧气时，氧气的密度比空气大，不和空气中成分反应，则氧气从b端进气a端出气，所以用E装置检验氧气收集满的方法是将带火星的木条放到到a端口，若木条复燃，则证明氧气已收集满。

（3）将装置B、E、F相连接，用于制取纯净的二氧化碳并验证其化学性质用于制取二氧化碳气体并验证其化学性质，E装置用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体，氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸和碳酸氢钠生成氯化钠、水和二氧化碳，则E装置中装有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，二氧化碳气体进去到F装置中和水反应生成碳酸，显酸性，能使紫色石蕊试液变红色，故F装置中可观察到试管中的现象是紫色石蕊溶液变红；烧杯中二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，故反应的化学方程式为。

（4）实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气，反应需要加热，为固体和固体加热制取装置，发生装置为A，氨气极易溶于水，密度小于空气，用向下排空气法收集，收集装置选用D，故制取氨气采用的发生和收集装置是AD。

（5）利用混有少量CO2的CO气体还原Fe2O3，并验证反应后的气体产物，操作顺序是首先应除去混合气体中的CO2，避免造成对反应后生成气体中CO2检验的影响，因此混合气体先通入盛有氢氧化钠溶液的乙装置；通过装置乙的混合气体再通过甲装置的澄清石灰水，检验二氧化碳是否被完全吸收，然后通入装置丙进行还原氧化铁的反应，最后再通过甲装置检验二氧化碳的生成进而确定一氧化碳的存在，因反应后的气体中还含有未完全反应的有毒气体CO，应用气囊收集，防止污染空气；故顺序是乙→甲→丙→甲→丁。

7.大多数化工生产都有催化剂的参与。

（1）化工生产使用催化剂的目的是______。

（2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。

①用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为_________。

②上图中收集氧气的方法是向______排空气法。为了检验氧气是否收集满，将_____放在集气瓶口。

③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象_______。

④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从下图中选择合适的仪器或装置，重组一套制取装置，需要用到的是________（填标号）。

（3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______（填标号）。

A 利用太阳光将水分解生产H2

B 将空气中的He分解生产H2

C 常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg

D 使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多

【答案】    (1). 改变反应的速率（或提高生产效率）    (2).     (3). 上    (4). 带火星的木条    (5). 黑色固体消失，溶液变蓝色    (6). ACFG    (7). A

【分析】

根据在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）；催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变；发生装置、收集装置的选择依据；进行分析作答。

【详解】（1）催化剂的特点是改变反应的速率，速率的改变也会提高生成效率，所以化工生产使用催化剂的目的是改变反应的速率或提高生产效率；

（2）①如图所示装置和药品是过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解制取氧气，反应的化学方程式为；

②图中收集氧气的方法是向上排空气法，因为氧气的密度比空气略大；为了检验氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口；

③反应结束后，氧化铜的质量和化学性质不变，向试管中加入过量稀硫酸，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是黑色固体消失，溶液变蓝色；

④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，发生装置应选择的仪器是锥形瓶、带导管的双孔塞和长颈漏斗，氧气不易溶于水，可用排水法收集，仪器标号是：ACFG；

（3）A、水能分解产生氢气，利用太阳光和催化剂将水分解生产H2， 符合题意；

B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，空气中的He不能分解生产H2，不符合题意；

C、金属的活动性是：Mg大于Cu，所以常温下Cu不能从硫酸镁溶液中置换出Mg，反应不能发生，不符合题意；

D、催化剂的特点是改变反应的速率，不能改变反应进行的程度，使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多不能实现，不符合题意。故选A。

8.实验室对含有MgCl2的粗盐进行提纯，步骤如图”：

（1）步骤①中，称量50g粗盐需补充的主要仪器是___________。

（2）步骤②中，玻璃棒的作用是________。

（3）步骤③中，滴加过量NaOH溶液除去MgCl2，反应的化学方程式是__________。

（4）步骤⑤中，为中和过量的NaOH，应滴加的“试剂a”是______（填字母）。

A稀盐酸

B稀硫酸

C稀硝酸

（5）步骤⑥的操作名称是_______，当__________时，停止加热。

【答案】    (1). 托盘天平    (2). 搅拌，加速粗盐的溶解    (3).     (4). A    (5). 蒸发    (6). 当蒸发皿中出现较多固体

【详解】（1）在步骤①的称量步骤中，称量50g粗盐，需要的仪器有药匙、托盘天平，故需补充的主要仪器是托盘天平。

（2）在步骤②溶解粗盐中，玻璃棒的作用是搅拌，加速粗盐的溶解。

（3）在步骤③中，滴加过量NaOH溶液除去MgCl2，氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为。

（4）A、滴加稀盐酸，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，既除去了氢氧化钠，又不会引进新的杂质，符合题意；

B、滴加稀硫酸，氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，虽然除去了氢氧化钠，但又引进新的杂质，不符合题意；

C、滴加稀硝酸，氢氧化钠与硝酸反应生成硝酸钠和水，虽然除去了氢氧化钠，但又引进新的杂质，不符合题意。故选A。

（5）步骤⑥是把过滤所得的氯化钠溶液进行蒸发，得到氯化钠晶体，故该操作是蒸发，在蒸发操作中，当出现较多固体时，停止加热，利用余热将剩余液体蒸干。

9.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中学生的化学实验技能应达到的要求。

（1）某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下

（2）该小组将制取的O2和CO2（各一瓶）混淆了，设计如下方案进行区分。

（3）制取气体的过程包括：a．选择制取装置；b．验证所得气体；c．明确反应原理。据此，该小组总结出实验室里制取气体的一般思路为______（填“甲”或“乙”或“丙”）。

甲 a→b→c   乙 b→a→c    丙 c→a→b

【答案】    (1). C    (2). 高锰酸钾(或KMnO4)    (3). B    (4).     (5). 复燃    (6). 氢氧化钙（或Ca(OH)2）    (7). 红    (8). 丙

【详解】（1）制取二氧化碳使用碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，属于固液混合不需加热型，发生装置可与过氧化氢制取氧气的装置相同，均可用B装置；制取氧气还可以加热氯酸钾或高锰酸钾，属于固体加热型，发生装置均可用A；二氧化碳、氧气密度均比空气大，但二氧化碳能溶于水、氧气不易溶于水，均可用C装置收集；故有：

（2）氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳溶于水并与水反应生成碳酸，碳酸可使紫色石蕊溶液变红；故有：

（3）实验室里制取气体的一般思路为明确反应原理、选择制取装置、验证所得气体；故填：丙。

10.根据下列装置回答问题：

（1）图1中仪器甲的名称是____________。实验室通过加热高锰酸钾固体制取氧气，反应的化学方程式为___________。若收集干燥的氧气，应选用装置____________（填序号）。

（2）如图2所示，将二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中，观察到的现象是____________。检验二氧化碳常用的试剂是_______________。

（3）图3所示装置可测定空气中氧气的含量。实验过程中需反复推拉铜丝两端注射器的活塞，目的是____________，铜丝表面变黑是生成了___________（填化学式）。

【答案】    (1). 集气瓶    (2).     (3). ②    (4). 蜡烛自下而上依次熄灭    (5). 澄清石灰水【或Ca（OH）2溶液】    (6). 使铜丝与氧气充分反应，使实验数据更准确    (7). CuO

【详解】（1）仪器甲的名称是集气瓶。高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。收集干燥的氧气用向上排空气法，故选: ②.

（2）二氧化碳的密度比空气的密度大，不燃烧也不支持燃烧，故可以看到蜡烛自下而上依次熄灭。检验二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊。

（3）该实验中为了使铜丝与氧气充分反应，使实验数据更准确，故要反复推拉铜丝两端注射器的活塞。铜丝与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，变为黑色，故填；CuO。