课时训练16常见气体的制取和净化.docx

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课时训练16常见气体的制取和净化

课时训练（十六）　

[第16课时　常见气体的制取和净化]

|夯实基础|

类型1　气体的制取

1.[2018·威海]以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,有关说法错误的是（　　）

图Z16-1

A.实验室用过氧化氢制取氧气,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②

B.实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③,气体从导管b进入

C.实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④,气体从导管a进入

D.实验室收集的氧气和二氧化碳,均可如图⑤临时存放

2.[2017·郴州]一氧化氮气体是一种无色、无味、有毒且难溶于水的气体,能与空气中的氧气迅速反应。

下列实验室收集一氧化氮气体的方法中,正确的是（　　）

A.向上排空气法B.向下排空气法

C.排水法D.以上方法都可以

3.[2018·黄冈]图Z16-2是实验室制取气体的发生装置和收集装置。

图Z16-2

回答下列问题。

（1）用装置B和E制取氧气,其反应的化学方程式是　。

（2）现需要制取并收集一瓶氢气,在装置A、B、C、D、E中,应选择的装置组合是　　　　　　。

（3）C、D、E、F都是实验室制取气体的收集装置,其中装置C和装置E不能用来收集二氧化碳,则不能用装置E的原因是　　　　　　　　　　。

4.[2018·青岛]实验室制取气体时需要的一些装置如图Z16-3所示,请回答下列问题。

图Z16-3

（1）写出标有序号的仪器名称:

①　　　　;②　　　　。

（2）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,装置中使用分液漏斗的优点是　　　　　　　　　　　　。

（3）若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为:

B→　　　　→　　　　。

（填序号） 

（4）检验二氧化碳是否收集满的操作方法是 　。

（5）某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。

若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

类型2　气体的净化

5.如图Z16-4所示为实验室常见气体的制备、净化和性质实验的部分仪器。

根据要求,回答下列问题。

图Z16-4

（1）实验室用稀盐酸和锌粒制取氢气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,这种方法制得的氢气中往往含有少量的　　　　和水蒸气,可将杂质气体通过装置　　　　（填序号,下同）除去;B装置与A装置相比具有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）实验中可采用　　　　装置收集氢气,原因是 　。

|能力提升|

1.下列有关实验室制取气体的说法错误的是（　　）

图Z16-5

A.装置①可作为制取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可用作制取O2的收集装置

D.装置④是收集CO2气体的验满方法

2.[2017·泸州]已知:

CO2和SO2既有相似性也有差异性。

请回答相关问题。

气体

CO2

SO2

制备

石灰石

与盐酸

Na2SO3

与70%硫酸

相似性

溶解性

能溶于水

易溶于水

与澄清石

灰水反应

二者都产生白色浑浊

差异性

与KMnO4

溶液　　

不反应

　气体被吸收,

溶液逐渐褪色

图Z16-6

（1）化石燃料的气体产物中有CO2和SO2等物质,其中SO2是形成　　　　（填一污染名称）的主要物质。

（2）制取CO2的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,可用于收集CO2的装置是　　　　（填序号）。

（3）写出Na2SO3与70%硫酸反应的化学方程式:

　　　　　　　　　　　　　　　　　,制备SO2发生装置用　　　　（填序号）。

（4）将收集满SO2的试管倒扣在水中观察到的现象是　　　　　　　　　　　。

（5）结合已知信息,请你设计实验证明化石燃料燃烧的气体产物中有CO2:

  （写出操作、试剂、现象、结论）。

3.[2017·镇江]请结合图Z16-7回答问题。

图Z16-7

（1）仪器名称:

①　　　　　　,②　　　　　　。

（2）用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,可选用装置　　　　（填序号）和D组合,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　,二氧化锰的作用是　　　　　　。

（3）实验室可用装置B或C制H2,C装置相对于B的优点有　　　　　　　　　　　　。

用装置E收集H2,气体应从　（填“a”或“b”）端通入。

（4）有同学将实验室制得的CO2通入澄清石灰水中,石灰水未变浑浊,于是按如图Z16-8所示进行探究。

图Z16-8

①实验室制CO2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。

②装置F、H中溶液变浑浊,G中溶液不变浑浊,则原石灰水未变浑浊的原因是 　。

③装置G的作用是　。

4.[2018·衢州]小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:

加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见下表。

收集方法

向上排空气法

排水法

氧气浓度/%

79.6

79.7

79.9

90.0

89.8

89.3

氧气平均

浓度/%

79.7

89.7

（1）小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到　　　　　　　　　　为氧气集满的标准。

（2）以上两种方法中,　　　　法收集到的氧气更纯净。

（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有　　　　。

A.氧气的密度略大于空气的密度

B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右

C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气

D.当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散

5.[2018·烟台]如图Z16-9为实验室常见的气体制备、收集和性质的实验装置。

据图回答:

图Z16-9

（1）写出B装置中标号仪器名称:

①　　　　。

（2）实验室用大理石与稀盐酸反应制取CO2应选择的发生装置是　　　　（填序号,下同）,收集装置是　　　　,反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨,应选择的发生装置是　　　　。

为探究氨的性质,小红利用图中F装置进行氨与氧化铜反应的实验,实验中观察到黑色氧化铜粉末变成红色。

提出问题得到的红色粉末是什么?

查阅资料Cu2O是红色,易与稀硫酸反应:

Cu2O+H2SO4

CuSO4+Cu+H2O。

猜想假设红色粉末是①Cu;②Cu2O;③　。

设计实验小明设计如下实验验证红色粉末中是否含有Cu2O。

实验步骤

实验现象

实验结论

　取红色粉末于试管中,加入足量稀硫酸

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　红色粉末中含有Cu2O

实验反思小明设计的实验无法证明红色粉末中是否含有Cu,原因是 　。

6.[2018·恩施]某化学兴趣小组用一定浓度的稀盐酸和含杂质5%（杂质不与盐酸反应）的石灰石制备CO2,他们选择的制取和收集装置如图Z16-10所示。

请按要求回答问题和探究。

图Z16-10

（1）装置A中仪器a的名称是　　　　　　。

若要制取并收集干燥的CO2,导管的连接顺序是　　　　　　　　　。

（2）若消耗的石灰石为100g,理论上可得到CO2　　　　g（精确到0.1）,但实际收集到的CO2质量与理论值不符,原因可能是　 　（填一种）。

（3）探究装置A中残留液的溶质成分。

提出问题

残留液中含有哪些溶质?

查阅资料

CaCl2溶液呈中性。

思考判断

残留液中一定含有的溶质是　　　　（填物质名称）,可能含有的溶质是HCl。

实验验证

同学们通过多种实验方法,均验证了残留液中的溶质有HCl,请完成下表。

实验操作

现象（数据或

化学方程式）

结论

方法一

　用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性,所选择的指示剂为　　　　　　　 

　现象:

　残留液中的溶质有

HCl

方法二

　用pH试纸测定溶液的pH

　pH　　（填“>”“<”或“=”）7 

方法三

　用化学药品检测,且发生了复分解反应,可能选用的药品为　　　　（填一种物质的化学式） 

　现象　　　　　　　　　　化学方程式:

参考答案

|夯实基础|

1.B　[解析]氧气、二氧化碳的密度都比空气的密度大,故用装置③收集,气体应从导管a进入。

2.C

3.

（1）2KClO3

2KCl+3O2↑（或2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑）

（2）AC（或AE）　（3）二氧化碳能溶于水且可与水反应

[解析]

（1）用装置B和E制取氧气,发生装置是固固加热型,故反应的化学方程式为2KClO3

2KCl+3O2↑或2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑。

（2）实验室制取氢气的装置是固液不加热型,所以发生装置应该选择装置A;氢气既不溶于水也不与水反应,密度比空气小,所以收集装置可以选择C或E。

（3）根据二氧化碳的物理性质和化学性质,二氧化碳能溶于水且可与水反应,所以不能用排水法收集。

4.

（1）酒精灯　锥形瓶

（2）反应物都是固体和液体,反应都不需要加热

可以控制反应的速率,节约药品

（3）F　E

（4）将一根燃着的木条放在集气瓶瓶口

（5）2H2O2

2H2O+O2↑

[解析]本题主要考查的是常见气体的制取和性质。

（1）图中标号①的仪器名称是酒精灯;标号②的仪器名称是锥形瓶。

（2）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是反应物都是固体和液体,反应都不需要加热;分液漏斗能控制滴加液体药品的速度,装置中使用分液漏斗的优点是可以控制反应的速率,节约药品。

（3）若要得到干燥的氧气,氧气可以用浓硫酸干燥,再用向上排空气法收集,所选择装置的连接顺序为B→F→E。

（4）检验二氧化碳是否收集满的方法是将一根燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,证明已满,否则不满。

（5）实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,说明B装置中产生的是氧气;由于B装置属于固液常温型装置,所以是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:

2H2O2

2H2O+O2↑。

5.

（1）Zn+2HCl

ZnCl2+H2↑　氯化氢　CD　可以控制反应的发生与停止

（2）G　氢气不易溶于水且不与水发生反应（或F　氢气的密度比空气的小且不与空气的成分发生反应）

|能力提升|

1.D　[解析]检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶内。

2.

（1）酸雨　

（2）CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑　②或③

（3）Na2SO3+H2SO4

Na2SO4+SO2↑+H2O　⑥

（4）试管中液面上升

（5）把化石燃料燃烧的气体产物先通入足量的KMnO4溶液中,再通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明燃烧产物中有二氧化碳

3.

（1）铁架台　长颈漏斗

（2）A　2KClO3

2KCl+3O2↑　催化

（3）可控制反应的发生和停止　a

（4）①CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑　

②二氧化碳中含有氯化氢气体

③检验氯化氢气体是否被除尽

[解析]

（1）铁架台是常用的夹持仪器,长颈漏斗方便加液体药品。

（2）如果用氯酸钾和二氧化锰制氧气就需要加热,故发生装置选A;氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气,其中二氧化锰的作用是催化。

（3）C装置的优点是:

可控制反应的发生和停止。

用装置E收集H2,气体应从短管进入,因为氢气的密度比空气小。

（4）①实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;②装置F、H中溶液变浑浊,G中溶液不变浑浊,则原石灰水未变浑浊的原因是二氧化碳中含有氯化氢气体;③装置G的作用是检验氯化氢气体是否被除尽。

4.

（1）集气瓶瓶口有大量气泡冒出

（2）排水　（3）ACD

[解析]

（1）用排水法收集氧气时,当观察到集气瓶口有大量气泡冒出时,证明气体已收集满。

（2）由表中的实验数据可知,用排水法收集氧气的纯度比用向上排空气法收集氧气的纯度高。

（3）氧气的密度略大于空气的密度,因此,收集到的氧气与集气瓶中的空气之间无明显的分界线,氧气无法将集气瓶中的空气排尽;高锰酸钾加热分解生成的氧气是纯净的,与收集氧气浓度不纯无关;能使带火星木条复燃的并不一定是纯净的氧气,当空气中氧气的体积分数达到一定值时,带火星的木条就能复燃;分子在不停地运动着,当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散,使氧气中混有空气。

5.

（1）分液漏斗

（2）B　E　CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑

（3）A

猜想假设Cu和Cu2O

设计实验红色固体部分溶解,溶液变成蓝色

实验反思Cu2O与稀硫酸反应后有铜生成,无法确定原固体中是否含有铜

[解析]本题考查气体的制备及物质成分的探究。

（1）由图知,仪器①为分液漏斗。

（2）大理石与盐酸在常温下接触反应生成二氧化碳气体,宜选择固液常温接触制气装置B作反应发生装置;二氧化碳能溶于水、密度大于空气,需用向上排空气法（装置E）收集;发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制氨,需选用加热固体制气装置A作反应发生装置。

猜想假设红色粉末可能是铜或氧化亚铜,则第三种猜想就是两种同时存在,即猜想③是Cu和Cu2O。

设计实验根据氧化亚铜和稀硫酸发生反应的化学方程式可知,若该红色粉末中含Cu2O,则反应生成物一定有溶于水形成蓝色溶液的CuSO4和不溶于水的红色固体Cu,因此可观察到的现象为红色固体部分溶解,溶液变成蓝色。

实验反思小明设计的实验无法证明红色粉末中是否含Cu,原因是Cu2O与稀硫酸反应后有铜生成。

6.

（1）长颈漏斗　b→d→c→e→f

（2）41.8　装置内残留有CO2（或混有空气或氯化氢气体）

（3）思考判断氯化钙

实验验证方法一:

紫色石蕊溶液　紫色石蕊溶液变红色　方法二:

<　方法三:

CuO[或Fe2O3、Cu（OH）2、Al（OH）3、CaCO3、Na2CO3等]　黑色固体溶解,溶液由无色变为蓝色（现象与所选药品相对应,合理即可）　CuO+2HCl

CuCl2+H2O（化学方程式与所选药品对应,合理即可）

[解析]

（1）装置A中仪器a的名称是长颈漏斗。

若要制取并收集干燥的CO2,首先要制取二氧化碳,再将二氧化碳通入浓硫酸中进行干燥,浓硫酸具有吸水性,除杂质时要长进短出;由于二氧化碳密度比空气大,所以收集时应从长管进,短管出,所以导管的连接顺序是b→d→c→e→f。

（2）设生成二氧化碳质量为x。

CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑

10044

100g×（1-5%）x

=

解得x=41.8g,但实际收集到的CO2质量与理论值不符,原因可能是生成的二氧化碳部分残留在锥形瓶中等。

（3）思考判断残留液中一定含有的溶质是反应生成的氯化钙,可能含有的溶质是HCl。

实验验证用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性,所选择的指示剂为石蕊溶液,石蕊溶液变红色,说明溶液显酸性,进一步说明溶液中的溶质含有HCl;测定溶液的酸碱度时,溶液pH<7,说明溶液显酸性,进一步说明溶液中的溶质含有HCl;加入氧化铜时,固体溶解,溶液由无色变蓝色,是因为氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,反应的化学方程式为CuO+2HCl

CuCl2+H2O。