科学竞赛辅导气体的制取净化干燥.docx

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科学竞赛辅导气体的制取净化干燥

化学竞赛辅导----气体的制取、净化、干燥

一、实验室制取气体的发生装置

二、试题精选

1．氢硫酸（H2S）是一种有毒的气体，其密度比空气大，且能溶于水形成氢硫酸。

实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸混合，在常温下通过发生

复分解反应制得硫化氢气体。

（1）实验室制取硫化氢的化学方程式是_______________________；

（2）制取硫化氢气体的发生装置可选用___（从上边的A、B、C、D选）

（3）若用E装置收集硫化氢气体，进口为_____，原因是_________。

2．①实验室用无水醋酸钠和碱石灰（固体）加热制取甲烷，可选用发生装置是

_______；在做甲烷燃烧的实验时，点燃前必须要______________；

②若制取二氧化碳，可采用的装置的是________；将CO2通入澄清石灰水中，

较长时间未观察到石灰水变浑浊，其原因是______________

③若用双氧水（H2O2，液体）与MnO2在常温下制取氧气，可选用的发生装置是_________。

3．

（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图所示中的部分仪器，装配成一个简易的，能随开随用，随关随停的CO2气体发生装置，应用的仪器是________________（填入仪器的编号）；

（2）若用上述装置制取CO2气体而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是_______________________。

三、气体的干燥与净化

（一）气体的干燥

1．常用装置：

固体干燥剂常装在_________里，液体通常装在________中。

干燥装置“大进小出”

A

B

洗气瓶C

洗气装置“长进短出”

C

干燥管

2．干燥剂的选择：

（碱石灰主要是CaO和NaOH的混合物）

干燥剂

可干燥的气体

干燥装置（A、B、C）

碱性

酸性

中性

（二）、气体的净化1．原则：

不能引入新的气体杂质；不能减少被净化的气体的量。

2．装置：

干燥管；洗气瓶；高温玻璃管。

吸收剂

吸收气体杂质

吸收剂

吸收气体杂质

灼热铜丝

水

灼热氧化铜

碱石灰

氢氧化钠溶液

浓硫酸

①酸性气体可用________、_________、_____________或______除去；

②碱性气体可用酸除去。

③易溶于水的气体可用水除去，如________、_______；

④能与杂质反应生成沉淀或与杂质反应生成可溶性物质的试剂，也可作为吸收剂

（三）、试题精选

1．如图所示装置有多种用途。

请回答下列问题：

（1）洗气：

（长进短出）

①除去CO2中的水蒸气，装置内应盛的物质是______；

②除去H2、O2混合气体中的水蒸气，装置内应盛的物质是____

气体应从装置的_____端通入（填A或B，下同）；

③除去H2中的混的HCl气体，装置内应盛的物质是______

（2）检验：

①证明CO中混有CO2，装置内应盛有_________，反应中可观察到的现象是__________________；

②证明O2中混有HCl气体，装置内应盛有_________；反应中可观察到的现象是__________________；

（3）贮气：

①若用排空气法收集H2时，气体应从装置的_____端通入；

②若用排水法收集O2，瓶内先装满水，气体从_____端通入；

③若要用水将装置中的O2排出来进行实验时，水应从____端通入；

④若用排水法收集CO，瓶内先装满水，CO气体从_____端通入；

（4）集气：

①密度比空气小的，当瓶口朝上时，______进______出；

②密度比空气小的，当瓶口朝下时，______进______出；

③密度比空气大的，当瓶口朝上时，______进______出；

④密度比空气大的，当瓶口朝下时，______进______出；

（5）量气装置，测量气体的体积：

瓶内先装满水，气体从_______端进入，还需要用到的一种仪器是___________，该方法适用于测量_______气体的体积。

（6）用做安全瓶：

将它装在气体发生器之后，以防止液体倒吸，流入气体发生装置而损坏仪器，此瓶中无液体，气体从_________端通入。

工业使用的未经净化的水煤气中含有CO、H2、CO2和水蒸气。

请你利用以上实验装置装配一套证明水煤气的主要成分是CO和H2的实验装置。

①若气流由左至右，则实验装置连接顺序依次是（用字母表示）：

____________________

2．下列装置供实验选择：

②各装置的作用依次是________________________、_______________________

____________________________________、______________________________

____________________________________、_______________________________；

3．如图所示是实验室制备气体、进行性质实验的装置，根据所述现象回答问题

（1）实验开始前，

应先检查整套

装置的______

（2）若实验中，B、C装置中物质均无变化，E装置中出现白色浑浊，则A装置中所放的试剂名称是_______________；D装置中的石蕊试液由紫色变为______；

证明CO2气体与_________发生化学反应生成_______________；

（3）若实验中，C装置中的物质变为蓝色，D、E装置中无变化，则A装置所放的试剂名称是__________________；B装置中的物质由_______色变成______色；

反应的化学方程式为___________________；浓硫酸的作用为____________。

4．浓氨水可与新制生石灰作用生成氨气，干燥的氨气在高温下能被CuO氧化成N2，同时生成金属铜。

实验室欲用图中的仪器装置和药品来制取纯净的氨气。

（1）这些装置按气流方向自左向右的连接顺序是（填ABC----）_____________

（2）E中发生反应的化学方程式是____________________________________

（3）装置④应当选用的干燥剂是（写名称）____________________

（4）装置①中发生反应的化学方程式是____________________________________，观察到的现象_______________________________________；

（5）装置②中浓硫酸的作用是__________________________________。

5．为验证某混合气体由H2、CO和HCl组成，请从图中选出的实验装置设计一个实验，并回答问题（图中装置不得重复使用，有的装置可不用）

（1）所选用的装置正确的连接顺序是（写序号）__________________；

（2）选用的第一个装置的作用是______________________________；

（3）选用的第二个装置的作用是______________________________；

（4）选用的第三个装置的作用是______________________________；

化学竞赛辅导----组合实验装置的设计

（一）

1．组装顺序：

气体的发生装置---除杂---干燥—主体实验—尾气处理

2．仪器接口的顺序：

一般是：

洗气装置“________”；干燥装置“_______”

3．尾气处理的方法：

①用溶液吸收：

如CO2或有毒SO2的用_____________溶液吸收

②点燃处理：

如CO、CH4等可燃性气体接一个尖嘴导管，将其__________。

③回收：

在导管末端接上一气球收集，如回收______________。

1．对CO2、CO混合气体进行间歇性分离及干燥的实验装置设计如右图。

其中，仪器丙分别为分液漏斗，其颈上有活塞B，通过开启，部分开启或关闭B可以控制漏斗内的液体滴入甲瓶的速率。

进入甲瓶的导气管上有活塞A，其功能与B相似。

回答有关问题：

1．

（1）试剂选择：

为了达到实验目的，甲、乙、丙中均需分别加入适当的液体。

（可供选择的有：

水、NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液、饱和石灰水、浓H2SO4、稀H2SO4、稀HNO3、浓盐酸）。

其中，甲应选_____________；乙应选____________；丙应选_____________

（2）操作过程：

当与甲装置连接的两个活塞分别处于_________________状态时，导入混合气可先分离得到干燥的_____________气体；然后当两个活塞分别变为__________________时，可分离得到干燥的__________气体，此时甲瓶内出现的现象是__________________________________。

（3）装置评价：

如需全部收集从混合气体分离所得的CO2、和CO，此套装置最主要的缺点是_________________________，主要原因是_________________

____________________________________________________________。

2．

（1）浓硫酸与木炭粉共热，生成CO2、SO2和H2O，写出反应的方程式；

__________________________________

（2）已知SO2能使红色的品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊；而CO2不能使品红溶液褪色；SO2能被酸性KMnO4溶液吸收，而CO2不能被酸性KMnO4溶液吸收。

若用上图的各种装置，设计一套实验来验证浓硫酸与木炭粉反应所得到的

各种产物。

这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方法）是__、_、__、_

（3）实验时，可观察到①中的A瓶的溶液褪色，C瓶溶液不褪色。

则A瓶的作用是：

_____________________________；B瓶的作用是_____________________；C瓶的作用是____________________________。

（4）装置中②中所加的固体药品是_____________；可验证的产物是__________；

（5）装置③中所盛的溶液是___________________；可验证的产物是__________。

3．

（3）实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊，C瓶的石灰水不变浑浊，则A瓶的作用是______________________；B瓶溶液的作用是___________；

C瓶溶液的作用是_______________________________。

（4）装置③的作用是______________________；装置①中所盛的是___________溶液，作用是____________________________。

（5）装置④中所盛的药品是___________，它可以验证的产物是____________。

（6）对尾气所做的处理是_______________

（7）若乙醇燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量是27.6克，其中H2O占10.8克，则参加反应的乙醇为________克，产物中CO的质量为_____________。

（8）海底有大量的甲烷水合物，等质量的甲烷和乙醇，完全燃烧温室气体CO2较多的是_________________。

4．石油资源紧张曾是制约中国发展轿车工业，尤其是制约轿车进入家庭的重要因素，据2001年5月28日的《扬子晚报》报道，中国宣布将推广“车用乙醇汽油”，乙醇（化学式为C2H5OH）完全燃烧生成CO2和H2O。

（1）写出乙醇完全燃烧的化学方程式________________________________

（2）乙醇燃烧时，如果氧气不足，可能还有CO生成。

用下图装置验证乙醇燃烧产物中有CO、CO2、H2O，应将乙醇燃烧产物从左到右依次通过（按气流从左到右顺序填装置编号）_____________________。

5．过氧化钠（Na2O2）是一种化学性质活泼的淡黄色颗粒状固体，在通常状况下能跟许多物质发生化学反应。

例如：

2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑；2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，为了验证CO2跟Na2O2反应时产生的气体是氧气，设计了如下实验装置。

试回答：

（1）设计A、B装置的目的是净化导入的CO2。

其中，①A装置的具体功能是_____

_____________________，其瓶内的液体可能是____________；所发生的化学方程式是_________________________；②B装置的具体功能是_______________，其瓶内液体应是___________；

（2）C装置的具体功能是__________________________，其瓶内液体应是________；

所发生的化学方程式是____________________________；

（3）为了确定CO2跟Na2O2反应产生的气体是氧气，最后还要采用的验证实验操作是_____________________________________________；

（4）如测定盛有Na2O2的反应容器经过反应其总质量增加ag，则产生的氧气的质量为____________g；在标准状况下，氧气的密度是1.43g/L，若氧气在水（液体）中溶解度可以忽略不计，此实验中能收到的氧气的体积是____________升。

6．现有足量的稀硫酸、1.3克锌片、无水硫酸铜、氧化铜和水，请从下图所示的装置中选择适当装置，设计一个简单实验，粗略地测定锌的相对原子质量。

（设环境为标准状况下氢气的密度为0.08928g/L）

（1）写出图中有标号的仪器的名称①_________②_______③_________④_______

（2）应选用的装置是_______；

（3）所选用装置各接口的连接顺序是_________（填写字母）

（4）操作中，怎样加放试剂才能保证不漏出氢气____________________________

____________________________________________________________________；

（5）如果实验中测得量筒中水的体积为450mL，根据题意写出计算锌的相对原子质量的表达式_____________。

7．甲、乙两同学用如下图的实验装置测定铜和氧化铜混合物中铜元素的质量分数。

回答下列问题：

（1）仪器a、b的名称a________b___________

（2）A中可观察到的现象为_________________，反应的方程式为_______________

（3）C装置的作用是___________________________________；

（4）测定方法：

甲同学称量反应前后D装置中玻璃管及其固体物质的质量，乙同学称量反应前后E装置的质量验证同学甲的测定结果。

已知D装置中氧化铜和铜的质量为10克，经称量反应前后E装置的质量分别为100.2克和102.0克，则同学乙测定的原混合物中铜元素的质量分数为_____（假设各装置反应完全）

（5）F装置的作用是吸收空气中的水蒸气，按同学乙的方法，如不加F装置，会使实验结果___________（填：

“偏高”或“偏低”）

9．工业产品碳酸钠中，常混有氯化钠。

利用测定二氧化碳质量的方法测定该产品中碳酸钠的质量分数，其仪器如下图。

供选用的试剂有：

氢氧化钠溶液、饱和石灰水、蒸馏水、浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、碱石灰、无水氯化钙、无水硫酸铜。

回答问题：

（1）为了达到测量目的，在实验开始前，我们用打气球F向装置中打气，以赶走装置中的二氧化碳；又为了除去打气时带入的二氧化碳，在A中应加入的药品是______；B中加入待测试样，为了使试样转化为CO2，C中应加入的是___________；为了干燥CO2，D中应加入_________；为了吸收反应产生的CO2，E中应加入_______（过量）；为确保反应中产生的CO2在E中全部被吸收，在反应完成后，应立即用打气球赶出残留在装置中的CO2。

（2）根据测定碳酸钠质量分数的装置图和

（1）中所提供的信息，参照实验步骤完成下面的实验步骤：

①称量：

称量试样质量和装有干燥剂的球形干燥管的质量；

②在反应前应-_____________________________________；

③向有关仪器中加入相应试剂；

④_________________________________；

⑤_______________________________；

⑥______________________________

⑦_______________________________；

10．欲在室温和1.01×105Pa条件下测定镁的相对原子质量。

请利用下图给定的仪器（盛放镁条的隔板有小孔）组装成一套实验装置（每种仪器只允许用一次）：

（1）装置A中的分液漏斗中盛放的液体是______，作用是_____________________

（2）假设气流方向由左向右，则各仪器接口的先后顺序为__________（填小写字母）

（3）连接仪器后，要进行的操作有以下几步：

①待仪器B中的物质恢复至室温时，测量量筒C中水的体积（若假定将待测的体积换算成标准状况下为VmL）；

②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量（假定其质量为mg），并将其投入试管B中；③检查各装置的气密性；④旋开仪器A上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞。

以上几步操作的先后顺序是___________

（4）若未将试管B冷却至室温就测量量筒C中水的体积，这将会使所测镁的相对原子质量数据_________（填偏高、偏低或无影响）

（5）若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验，这将会使所测镁的相对原子质量数据_________（填偏高、偏低或无影响）。

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一、实验室制取气体的发生装置

二、试题精选

1．氢硫酸（H2S）是一种有毒的气体，其密度比空气大，且能溶于水形成氢硫酸。

实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸混合，在常温下通过发生

复分解反应制得硫化氢气体。

（1）实验室制取硫化氢的化学方程式是_______________________；

（2）制取硫化氢气体的发生装置可选用___（从上边的A、B、C、D选）

（3）若用E装置收集硫化氢气体，进口为_____，原因是_________。

2．①实验室用无水醋酸钠和碱石灰（固体）加热制取甲烷，可选用发生装置是

_______；在做甲烷燃烧的实验时，点燃前必须要______________；

②若制取二氧化碳，可采用的装置的是________；将CO2通入澄清石灰水中，

较长时间未观察到石灰水变浑浊，其原因是______________

③若用双氧水（H2O2，液体）与MnO2在常温下制取氧气，可选用的发生装置是_________。

3．

（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图所示中的部分仪器，装配成一个简易的，能随开随用，随关随停的CO2气体发生装置，应用的仪器是________________（填入仪器的编号）；

（2）若用上述装置制取CO2气体而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是_______________________。

三、气体的干燥与净化

（一）气体的干燥

1．常用装置：

固体干燥剂常装在_________里，液体通常装在________中。

干燥装置“大进小出”

A

B

洗气瓶C

洗气装置“长进短出”

C

干燥管

2．干燥剂的选择：

（碱石灰主要是CaO和NaOH的混合物）

干燥剂

可干燥的气体

干燥装置（A、B、C）

碱性

酸性

中性

（二）、气体的净化1．原则：

不能引入新的气体杂质；不能减少被净化的气体的量。

2．装置：

干燥管；洗气瓶；高温玻璃管。

吸收剂

吸收气体杂质

吸收剂

吸收气体杂质

灼热铜丝

水

灼热氧化铜

碱石灰

氢氧化钠溶液

浓硫酸

①酸性气体可用________、_________、_____________或______除去；

②碱性气体可用酸除去。

③易溶于水的气体可用水除去，如________、_______；

④能与杂质反应生成沉淀或与杂质反应生成可溶性物质的试剂，也可作为吸收剂

（三）、试题精选

1．如图所示装置有多种用途。

请回答下列问题：

（1）洗气：

（长进短出）

①除去CO2中的水蒸气，装置内应盛的物质是______；

②除去H2、O2混合气体中的水蒸气，装置内应盛的物质是____

气体应从装置的_____端通入（填A或B，下同）；

③除去H2中的混的HCl气体，装置内应盛的物质是______

（2）检验：

①证明CO中混有CO2，装置内应盛有_________，反应中可观察到的现象是__________________；

②证明O2中混有HCl气体，装置内应盛有_________；反应中可观察到的现象是__________________；

（3）贮气：

①若用排空气法收集H2时，气体应从装置的_____端通入；

②若用排水法收集O2，瓶内先装满水，气体从_____端通入；

③若要用水将装置中的O2排出来进行实验时，水应从____端通入；

④若用排水法收集CO，瓶内先装满水，CO气体从_____端通入；

（4）集气：

①密度比空气小的，当瓶口朝上时，______进______出；

②密度比空气小的，当瓶口朝下时，______进______出；

③密度比空气大的，当瓶口朝上时，______进______出；

④密度比空气大的，当瓶口朝下时，______进______出；

（5）量气装置，测量气体的体积：

瓶内先装满水，气体从_______端进入，还需要用到的一种仪器是___________，该方法适用于测量_______气体的体积。

（6）用做安全瓶：

将它装在气体发生器之后，以防止液体倒吸，流入气体发生装置而损坏仪器，此瓶中无液体，气体从_________端通入。

工业使用的未经净化的水煤气中含有CO、H2、CO2和水蒸气。

请你利用以上实验装置装配一套证明水煤气的主要成分是CO和H2的实验装置。

①若气流由左至右，则实验装置连接顺序依次是（用字母表示）：

____________________

2．下列装置供实验选择：

②各装置的作用依次是________________________、_______________________

____________________________________、______________________________

______