化学实验中气体的制备与实验装置的连结及分析.docx
《化学实验中气体的制备与实验装置的连结及分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学实验中气体的制备与实验装置的连结及分析.docx（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
化学实验中气体的制备与实验装置的连结及分析
化学实验中气体的制备与实验装置的正确连结及作用分析
【引入】：
请写出中学化学实验室制取下列三种气体时的化学反应方程式、反应发生装置类型（固固加热型、固液不加热型）可能有的杂质与气体提纯装置及试剂、收集方法临时存放：
O2
H2
CO2、
（一）装置的分类：
1、发生装置：
主要考虑反应物的状态和反应的条件（有时可能需按题意选择发生装置）。
2、收集装置：
主要考虑气体的物理性质（如水中的溶解性，及与空气相比密度的大小）。
3、净化装置：
吸收除去杂质气体，注意不能吸收所制取的气体。
（常见的有洗气瓶，一般不要求有明显的实验现象，但要求有好的吸收效果。
）
4、验证装置：
通过产生明显的可观察的现象来证实该气体的存在。
（要求必须有明显的实验现象，但一般不要求有好的吸收效果
5、尾气处理装置：
通过合理的方法除去可能造成污染的气体。
6、保护装置：
防止空气中的气体影响实验。
7、气体测量装置：
可用于气体积的测定。
（二）装置的次序：
1、除杂质气体时，一般先除去二氧化碳，再除水蒸气。
验证杂质气体时，一般先验证水蒸气的存在，再验证二氧化碳的存在。
2、除杂质水蒸气或干燥中性、酸性气体，常选浓硫酸。
验证水蒸气的存在，常选用白色的无水硫酸铜粉末。
3、除杂质二氧化碳，常用氢氧化钠溶液。
验证二氧化碳的存在，必须选用澄清的石灰水。
4、洗气瓶导管连接，一定要长导管进入液体，短导管导出经洗气后的气体。
【例1】镇江市二○○六15．下列关于CO2气体的制取、收集、临时存放的实验装置中，正确的是
①②③④⑤⑥
A．②④⑤B．②④⑥C．①⑤⑥D．②③⑤
【例2】实验室用图1所示装置制取纯净、干燥的氢气，并进行还原氧化铜的实验（发生装置生成的氢气可能含有氯化氢和水）。
图1
回答下列问题：
（1）装置B、C内所盛的液体分别是浓硫酸和氢氧化钠中的一种，则装置B内所盛液体应是，装置C的作用是。
（2）为检验氢气还原氧化铜有水生成，装置E中所盛试剂是，反应后装置E中观察到的实验现象是。
（3）为证实生成的气体中混有氯化氢气体，装置B应改盛溶液。
（4）氢气还原氧化铜的主要操作步骤有：
①加热氧化铜②检验氢气纯度③停止加热④通入氢气⑤停止通入氢气。
正确的操作顺序（序号）是。
（5）实验过程中，通入D装置的氢气如果不纯（混有空气）就可能发生事故。
【例3】扬州市200627．甲酸（HCOOH）通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸作用下易分解，反应方程式为：
HCOOH浓硫酸CO↑+H2O，某课外活动小组的同学欲用该反应来制取CO，并还原红棕色的氧化铁粉末。
现有下列仪器或装置供选择：
（1）用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO，应选（填序号）装置；如果要除去CO中混有少量甲酸气体，最好选择上图中（填序号）进行洗气。
（2）用上述方法制取的CO还原氧化铁，并检验气体产物，则各仪器的接口连接顺序为：
（填字母）。
（3）在对氧化铁粉末加热前，为安全起见，应进行的一项重要操作是。
（4）从开始加热到实验结束，氧化铁粉末的颜色变化为，反应方程式为。
（5）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法：
。
（6）在该制取CO的反应中，浓硫酸所起的是作用。
【例4】（07济南）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。
某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析探究（资料显示该塑料只含C、H两种元素），他们设计了如图所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中燃烧，观察实验现象，分析有关数据，推算元素含量。
ABCDE
（1）仪器A中所发生的反应化学方程式为。
（2）仪器B的作用是。
（3）仪器E中的现象是。
（4）若仪器C的玻璃管中放入的塑料试样质量为Wg，塑料试样充分燃烧后，若仪器D增重ag，则Wg该塑料试样中含氢元素的质量为g（计算结果可为分数形式）
（5）若装置中没有连接仪器B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果（填
“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一）。
（6）*若想通过仪器E增重测定产生的二氧化碳质量，你认为应将E中的药品换成：
此时F装置对实验的作用是：
。
【例5】江苏省宿迁市200638．下图所示为实验室常用的实验装置：
据此回答下列问题：
⑴写出带标号仪器的名称：
①②；
⑵常温下，用锌和稀硫酸反应制取氢气，应选用的发生装置是（填序号，下同），
收集装置是；
⑶实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2，该反应的化学方程式为；此外，CO2也可以用碳酸氢钠（NaHCO3）固体加热分解（产物为碳酸钠、二氧化碳和水）来制取，该反应的化学方程式为，若用此法来制取CO2，应选用的发生装置是，收集装置是；
⑷F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，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的结果（填“有”或“没有”）明显影响。
【例6】下图为常见的实验装置（各具用途），根据下列要求回答问题。
装置可重复使用。
提示：
H2+CuO
Cu+H2O
ABCDF
⑴将含水蒸气的氢气干燥后还原氧化铜，则该气体先要通过装置_____。
（填序号，下同）
⑵如果验证混合体中有H2和H2O，需连接的仪器顺序是_______________。
⑶如果验证混合气体中有H2、CO和H2O，则需连接的仪器顺序为__________。
⑷如果验证混合气体中有CO2、CO、H2，则需连接的仪器顺序是。
【例7】为验证某混合气体由H2、CO和HCl组成，请从图2中选用适当的实验装置设计一个实验，并回答下列问题：
（注意：
图中装置不得重复使用，有的装置可不选用。
）
图2
（1）所选用装置的正确连接顺序是（只要求写出图中装置的序号）。
（2）选用的第一个装置的作用是；选用的第二个装置的作用是。
（3）首尾装置中出现的现象分别为，。
【例8】一种气体可能含有N2、H2O（气）、CO2、H2和CO中的一种或几种，某同学设计了以下实验装置研究该气体的组成（A中试剂足量）：
该同学观察到的现象为：
A、E中澄清的石灰水变浑浊，B、F中无水硫酸铜变蓝，C中浓H2SO4无明显变化，D中氧化铜转化为一种红色物质。
于是他得到如下结论：
气体中①肯定不含CO2；②肯定含CO；③肯定含H2O（气）；④肯定含H2；⑤可能含N2。
你认为不正确的结论是（填序号）。
为使实验得到正确结论，须将上述实验中的仪器装置重新连接，你认为合理的排列顺序是（填代号）。
其中C中浓
的作用是，F中无水硫酸铜的作用是。
【例9】常州市二○○七26．某研究性学习小组设计的实验装置（如右图），既可用于制取气体，又可用于验证物质性质。
（1）写出仪器A和B的名称：
A：
；B：
。
（2）当打开K1、关闭K2时，利用Ⅰ、Ⅱ装置可直接进行的实验是（填序号）。
①大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳②锌与稀硫酸反应制取氢气
小颖认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于双氧水制取氧气，她的做法是；
（3）当打开K2、关闭K1时，利用Ⅰ、Ⅲ装置可验证二氧化碳与水反应，生成了碳酸，此时试管中盛放的物质是，可以观察到的现象是（C为干燥管，用于防止液体倒吸）。
【例10】某课外小组的同学们收集了含一氧化碳和二氧化碳的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按如下装置进行了实验。
（l）B装置中盛放足量浓氢氧化钠溶液，其作用是__________________。
（2）C装置中发生反应的化学方程式是_________________。
（3）A装置和D装置完全相同，其作用的不同之处是_____________。
（4）该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如下装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究。
其中最合理的装置是_________（填序号，瓶内为氢氧化钠溶液）。
镇江市二○○六27．燃烧是一种发光、发热的剧烈的化学反应。
认识燃烧，科学地利用和
控制燃烧，使燃烧为人类服务是十分重要的。
（1）物质燃烧一般需要同时满足三个条件，物质具有可燃性是燃烧的首要条件，下列物质中具有可燃性的是___________________（填物质的编号）：
①石灰石②氮气③铁丝④红磷⑤面粉⑥二氧化碳
发生燃烧的另外两个条件分别是_____________；______________________。
（2）下面是验证燃烧条件的实验装置图。
①简要叙述检验该装置气密性的方法：
_____________________________________。
②已知木炭是一种可燃物。
请验证：
木炭发生
燃烧的另外两个条件中，缺少任何一个条件都
不能燃烧（两个条件须分别验证），只有同时
具备这两个条件才能燃烧。
在完成气密性检查后填装药品，并已设法在整个装置中充满了氮气。
若要求实验过程
中不得拆、装仪器，请设计后续的实验步骤，并按要求填表。
在后续实验步骤中，有一步骤为“盖灭酒精灯，待仪器恢复到常温”，请把这一步骤用
“题示”两个字填入下表相应步骤的“操作”栏中，且不必填该步骤的“预计现象及得出的结论”栏。
步骤
操作
预计现象及得出的结论
①
②
③
④
（3）①有人建议在装置X处作下图Ⅰ所示的改动，以便可随时切断气流。
这样的做法
可能引起的不良后果是_________________________________________________。
②又有人建议在实验开始后，在Y管末端处增添一个燃着的酒精灯（下图Ⅱ），大家讨
论后觉得很有必要，请用化学方程式说明理由（不需要文字说明）：
________________________________________________________________________。
③装置B在“盖灭酒精灯，待仪器恢复到常温”这一步中的作用是________________。
连云港市2006年29．（11分）一包黑色粉末可能由氧化铜、木炭粉中的一种或两种组成。
为探究其组成，某化学兴趣小组的学生选择以下部分装置进行实验。
⑴小亮用装置A与E连接，关闭弹簧夹X，给排尽空气后的盛有黑色粉末的硬质玻璃管加热。
一段时间后，若黑色粉末变红色，澄清石灰水变浑浊，则可判断该黑色粉末的成分是①，写出产生上述现象时，玻璃管内物质发生反应的化学方程式②；
若黑色粉末不变色，澄清石灰水也不变浑浊，则无法确定黑色粉末的成分。
为进一步确定其成分，小明帮助小亮又进行如下实验：
他将干燥的氢气与A中的黑色粉末反应，并检验其产物。
你认为他应选择的仪器装置以及连接顺序依次为③（填字母代号），在给黑色固体加热前，应先通入氢气，目的是④。
若实验现象为⑤，
则黑色粉末的成分是氧化铜；若无上述实验现象则为木炭。
⑵除上述方法外，小强又设想出另一种简单易行的实验方法：
取少量粉末于试管中，再加入过量试剂（填试剂名称），实验中可能出现的现象与对应的结论如下表所示（表中未列完所有情况），请你完成下表：
实验现象
结论
①
有黑色不溶物，溶液呈蓝色
②
只含C
③
盐城市二○○六年27．（8分）请根据下列装置，回答问题：
⑴写出标号①②的仪器名称：
①，②。
⑵实验室制取H2，可选用装置（填写装置序号）能收集到较纯净的H2。
⑶判断CO2已收集满的方法是。
⑷用高锰酸钾制取O2，装置A还需做的一点改动是。
⑸对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O2后的固体残渣（假定已完全反应），通过以下四步实验操作可回收二氧化锰。
正确操作的先后顺序是（填写选项序号）。
a．烘干b．溶解c．过滤d．洗涤
⑹把⑸中滤液蒸发结晶可得到氯化钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是
。
⑺用装置F制取气体，在反应过程中，用弹簧夹夹住导气管上的橡皮管，过一会儿反应就会停止。
其原因是。
6．某同学想用含少量二氧化碳的一氧化碳气体，先制取纯净、干燥的一氧化碳，再还原氧化铁，并验证反应产物。
请根据下图所示实验装置回答下列问题（其中A处框图表示盛有CO2和CO混合气体的贮气瓶）。
（1）请用字母标号表示装置连接的正确顺序（每种装置只用一次）。
A→（）→B→（）→（）→E。
（2）C装置的作用是_______________________________________________。
（3）F装置中能观察到的现象是______________________________________；
写出F处所发生反应的化学方程式_______________________________。
（4）E装置点燃尾气的原因是________________________________________。
10．化学小组的同学为验证蜡烛（主要成分是石蜡）的燃烧产物，并测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比，设计的实验装置如下（注：
反应前全套装置中残留的空气及反应后A瓶内残留的燃烧产物均忽略不计，且各装置均能吸收完全）。
ABCDE
（1）实验步骤有：
①称量②再称量③点燃蜡烛，并通入氧气（控制氧气流量）④停止通氧气，使蜡烛熄灭⑤按图示连接仪器⑥将装置冷却至室温。
则实验步骤的顺序是（填数字序号）_______________。
（2）可供选择的试剂有：
稀硫酸、浓硫酸、盐酸、澄清石灰水、氢氧化钠浓溶液等。
则装置C、D中所盛放的试剂依次为____________；装置E的作用是________________________。
（3）为测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比，反应前、后必须称量装置（填装置序号）_______________的质量。
化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。
如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合，用温度计测定室温下混合前
后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如下表）。
编号
盐酸
NaOH溶液
△t/℃
1
3.65﹪
2.00﹪
3.5
2
3.65﹪
4.00﹪
x
3
7.30﹪
8.00﹪
14
（1）表中x=。
（2）某同学在没使用温度计的情况下，通过右图所示装置完成了实验。
则该同学根据
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。
上海市复旦附中康桥学校2010年27．草酸（H2C2O4）是一种二元酸，在一定条件下受热会发生分解，某实验小组对草酸分解产物的可能组合进行了多种假设：
①H2、CO；②H2、CO2；③H2O、CO；④H2O、CO2；⑤H2O、CO、CO2。
（1）在这些假设中，可以运用初中化学所学的相关知识并通过一定的逻辑推理直接排除的是___________________（填编号），其它的则需要通过实验进行验证。
（2）如下图，实验室提供下列盛有药品的仪器，验证草酸分解的可能产物。
A
B
C
D
①证明其中含有水蒸气，出现的实验现象是。
②证明其中含有二氧化碳，反应的化学方程式是。
③用上述仪器（可以重复使用）组装一套装置，通过一次实验验证草酸分解的可能产物，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是（用A、B、C、D表示）。
④从环境保护角度出发，该实验中最后导出的尾气的处理方法是____________。
2009年中考科学（化学）实验设计与分析、仪器连接实验题
一、教学目标：
（二课时）
1、能较熟练地进行实验设计与分析
2、能根据要求合理设计实验方案并进行仪器的合理连接
二、教学过程：
知识要点：
在仪器连接题的解答时，要注意以下几点事项：
（1）仔细审题后辨认清楚是除杂质还是验证题。
（2）若除杂质题，一般先除去二氧化碳，再除水蒸气。
若为验证题，一般先验证水蒸气的存在，再验证二氧化碳的存在。
（3）除杂质水蒸气或干燥中性、酸性气体，常选浓硫酸。
验证水蒸气的存在，常选用白色的无水硫酸铜。
（4）除杂质二氧化碳，常先用氢氧化钠溶液。
验证二氧化碳的存在，必须选用澄清的石灰水。
（5）导管连接时，一定要长导管进入液体，短导管排出。
【例1】实验室用图1所示装置制取纯净、干燥的氢气，并进行还原氧化铜的实验（发生装置生成的氢气可能含有氯化氢和水）。
图1
回答下列问题：
（1）装置B、C内所盛的液体分别是浓硫酸和氢氧化钠中的一种，则装置B内所盛液体应是，装置C的作用是。
（2）为检验氢气还原氧化铜有水生成，装置E中所盛试剂是，反应后装置E中观察到的实验现象是。
（3）为证实生成的气体中混有氯化氢气体，装置B应改盛溶液。
（4）氢气还原氧化铜的主要操作步骤有：
①加热氧化铜②检验氢气纯度③停止加热④通入氢气⑤停止通入氢气。
正确的操作顺序（序号）是。
（5）实验过程中，通入D装置的氢气如果不纯（混有空气）就可能发生事故。
【例3】某同学用纯净、干燥的一氧化碳做还原氧化铜的实验，因一氧化碳中混有少量二氧化碳，还要防止反应后多余的一氧化碳污染空气，他准备了甲、乙、丙、丁四个装置（丙装置中的浓硫酸可吸收水蒸气），试回答下列问题：
甲乙丙丁
（1）装置丙中氢氧化钠溶液的作用是。
（2）实验进行时，各装置口的连接顺序为：
A接，接，G接。
（3）C处放出的气体为，应处理。
（4）装置丁中反应管内的现象是。
（5）装置乙中的现象是。
【例4】一种气体可能含有N2、H2O（气）、CO2、H2和CO中的一种或几种，某同学设计了以下实验装置研究该气体的组成（A中试剂足量）：
该同学观察到的现象为：
A、E中澄清的石灰水变浑浊，B、F中无水硫酸铜变蓝，C中浓H2SO4无明显变化，D中氧化铜转化为一种红色物质。
于是他得到如下结论：
气体中①肯定不含CO2；②肯定含CO；③肯定含H2O（气）；④肯定含H2；⑤可能含N2。
你认为不正确的结论是（填序号）。
为使实验得到正确结论，须将上述实验中的仪器装置重新连接，你认为合理的排列顺序是（填代号）。
其中C中浓
的作用是，F中无水硫酸铜的作用是。
【例5】实验室提供下列盛有药品的仪器，让两个实验小组各自证明某一混合气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气。
用A、B、C、D填空
（1）甲组分别证明混合气体中含有某一种气体：
①证明其中含有CO2，选用；
②证明其中含有水蒸气，选用；
ABCD
【例6】选择必要的仪器（每种只用一次）证明其中含有CO，按气体通过的先后顺序依次是。
（2）乙组用上述仪器（每种只用一次）组装一套装置，通过一次实验证明混合气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气，则应该将中的药品换成Ba（OH）2溶液，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是。
【例7】请充分发挥你的聪明才智，按示例为下图所示装置设计至少3种用途，并说明使用方法
示例：
用途：
干燥气体
使用方法：
在瓶内盛放浓硫酸，气体由a端通入，可干燥H2、O2等
（1）用途，使用方法。
（2）用途，使用方法。
（3）用途，使用方法。
【例8】将符合下图装置设计意图的序号填入括号中。
设计意图：
①说明CO具有还原性②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源③说明CO氧化后的产物是CO2④有效地防止了有剧毒的CO对空气的污染。
其中符合的是（ ）
A．只有① B．①②③ C．③和④ D．以上都符合
【例9】水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气其主要成分是CO、H2，此外还含有水蒸气和CO2。
请用下列装置图设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。
（1）连接上述装置的正确顺序是（填写各接口的字母）
混合气→____________接____________接____________接____________接____________
（2）确认混合气中含有H2的实验现象是________________
【例10】只有氯化钡溶液和简单的仪器装置，鉴别稀硫酸和碳酸钠溶液（任意编号为甲、乙溶液）。
操作如下：
（1）分别取少量甲、乙溶液于两支试管中，各滴加氯化钡溶液，两支试管中都产生白色沉淀。
下面还要进行怎样的操作，才能把它们鉴别出来。
请将鉴别的步骤、现象及最终结论，填写在相应的横线上。
（2）__________________
（3）__________________
【例11】大理石粉末样品中可能混有少量锌粉。
某学生为进行有关物质的还原性实验，设计如图2。
图2装置中，乙内放有黑色粉末a，丙内放有黑色粉末b（a和b是两种不同的纯净物）。
实验进行后，发现丁装置的无水硫酸铜由白色变为蓝色。
由此回答（见图3）：
（1）（A）是气体干燥器，（B）中的NaHCO3溶液是用来吸收甲中逸出的氯化氢酸雾。
把（A）、（B）这两个装置正确地选入图2的1、2中，（A）、（B）两个装置上的四个接口（A1、A2、B1、B2）的正确连接顺序是：
甲→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→乙。
（2）样品中是否含有锌粉？
简述理由。
（3）写出乙装置内发生反应的化学方程式______，丙中黑色粉末b的化学式是______。
（4）为了检验从装置丁出来的其中一种气体的性质，位置3上应选用______装置（从（C）、（D）、（E）中选出，用代号填入），这种被检验性质的气体化学式是_________________。
【例12】过碳酸钠（Na2C04）是一种常见的漂白杀菌剂，工业用的过碳酸钠往往含有少量的碳酸钠。
为了测定过碳酸钠的纯度，某同学在资料中获悉：
2Na2CO4+4HCl＝4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。
他们进行了下列研究，请完成有关问题：
（1）取2．8g样品与足量的稀盐酸反应，只要测定反应过程中产生的体积，就可推算出过碳酸钠的纯度。
（2）请选取需要的装置，并写出这些装置的正确连接顺序________（填字母）
2009年中考科学（化学）实验设计与分析、仪器连接实验题
一、物质和元素的推断
1．如下图，某气体X可能由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成，将X气体燃烧后，生成的气体通过A、B两个洗气瓶，试回答：
（1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则X气体是
（2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则X气体是
（3）若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能是
2．某学生为了证明甲烷中含有碳、氢元素，设计并完成了如下实验方案。
请你帮他完成下面的实验报告。
（长沙市2002年中考题）
实验目的：
证明甲烷中含有碳、氢元素
实验用品：
火柴、盛有甲烷的贮气瓶、一个光洁干燥的小烧杯、澄清的石灰水
实验步骤
实验现象
结论
（1）点燃甲烷
（2）将光洁干燥的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方
升级会员 