中考化学三大气体的性质制取收集和用途.docx

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中考化学三大气体的性质制取收集和用途

2012中考化学专题气体的性质和制取

三大气体的性质、制取、收集和用途

（氧气）

1、氧气的物理性质：

；；

2、氧气的化学性质：

（1）化学性质，具有氧化性，是常见的氧化剂。

（2）氧气与一些物质的反应：

参加反应物质

与氧气反应的现象

化学反应的表达式

碳

硫

磷

铁丝

 二、氧气的实验室制法

1、药品及反应的原理：

（1）高锰酸钾

（2）氯酸钾和二氧化锰（3）过氧化氢和二氧化锰

3、实验装置

装置C

4、收集方法：

因为可采用收集氧气；因为可采用收集氧气（本方法收集的气体较纯净）。

5、操作步骤：

查、装、定、点、收、离、熄

6、检验方法：

，说明该瓶内的气体是氧气。

7、验满方法：

（1）用向上排空气法收集时：

，说明该瓶内的氧气已满。

（2）用排水法收集时：

，说明该瓶内的氧气已满。

8、注意事项：

（1）试管口要略倾斜（固体药品加热时），防止

（2）停止反应时，应先撤，后移（防止

（3）收集满氧气的集气瓶要放，瓶口处要盖上玻璃片。

（4）用高锰酸钾制取氧气时，

9、氧气的工业制法——分离液态空气法（属于变化）

10、氧气的用途：

、

（二氧化碳）

1、物理性质：

；；

2、化学性质:

1）一般情况下

2）与水反应生成碳酸：

（生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红），（碳酸不稳定,易分解）

3）能使澄清的石灰水变浑浊：

本反应用于检验二氧化碳。

4）与灼热的碳反应：

（C是还原剂）

3、二氧化碳的实验室制法

1）药品及原理：

用和反应原理：

2）装置的选择与设计：

看书P111

设计依据：

A、发生装置：

根据、来选择

①固体+固体→气体（需要加热）

②固体+液体→气体（不需要加热）

③固体+液体→气体（需要加热

B、收集装置：

根据、来选择

排空气法：

①向上排空气法（密度比空气）②向下排空气法（密度比空气）

排水法（溶于水、水发生反应）

3）二氧化碳的发生装置：

固体+液体→气体（不需要加热）   

气体收集方法：

因为可采用收集二氧化碳

4）验证方法：

将制得的气体通入，则是二氧化碳。

验满方法：

。

证明已集满二氧化碳气体。

5）操作步骤：

①按实验要求装配好仪器②检查装置的气密性③加入块状大理石或石灰石④从长颈漏斗中加入稀盐酸并控制反应的速率⑤用澄清的石灰水检验生成的气体⑥收集气体并验满。

6）注意事项;

①不能用普通漏斗代替长颈漏斗，因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气体会从漏斗处逸出。

长颈漏斗下端管口必须在液面以下才能达到密封的效果。

②锥形瓶可以用大试管、广口瓶等玻璃仪器代替。

③不能用浓盐酸或稀硫酸代替稀盐酸。

因为浓盐酸具有较强的挥发性，使得收集到的二氧化碳气体中含有氯化氢而不纯。

而稀硫酸和碳酸钙反应，生成硫酸钙微溶于水并附着在碳酸钙表面，使得稀硫酸和碳酸钙不能充分反应。

4、二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：

5、用途：

1）灭火（因为灭火器原理：

）

 2）干冰用于和 3）作气体的

6、二氧化碳过多对环境的影响：

过多排放引起，导致。

（氢气）

1、物理性质：

；；

2、化学性质：

（１）可燃性（用途：

高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属）点燃前，要验纯（方法）

现象：

发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生

（２）还原性（用途：

冶炼金属）

（小结：

既有可燃性，又有还原性的物质　H2、C、CO）

３、氢气的实验室制法

1）药品：

和原理：

2）制氢气的发生装置：

固体+液体→气体（不需要加热）   

3）气体收集方法：

因为可采用收集氢气，因为可采用收集氢气（本方法收集的气体较纯净）。

４、氢能源三大优点：

无污染、放热量高、来源广

专题气体的制取和性质

一、命题思路导航

氧气、氢气和二氧化碳三种气体的实验室制法是气体制备的基础，尤其是氧气和二氧化碳的制取属于重点掌握内容，在中考中是必考的知识点。

常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取的考题中，题型主要是选择题和实验（探究）题。

考查的方式通常有：

1．常规基础题：

考查有关三大气体制取的基础知识。

内容有：

制取气体的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法及装置的连接。

2．迁移运用题：

将课本外的气体制取纳入考试范围，给足实验信息，考查学生正确处理信息的能力，及将三大气体的制取规律迁移到新问题情境中来，考查学生分析解决问题的能力。

3．分析评价题：

分析实验中出现异常现象的原因、操作过程中的漏洞；评价三种气体的制取方案，如药品的选择、制取方法是否可行、发生装置及收集装置的评价和选择等。

考查学生思维的灵活性及分析判断能力。

4．综合实验题：

集气体的制取、除杂、干燥及性质的实验于一体，考查学生的综合实验能力。

二、知识要点例析

考点1重要气体的性质与用途

1．有O2、H2、N2、稀有气体、CO、CO2、CH4七种物质，其中：

⑴最轻的气体是_________；⑵具有可燃性的气体是_________；

⑶可作还原剂的是_________；⑷与人体中的血红蛋白结合，具有毒性的是_________；

⑸能使带火星的木条复燃的是_________；⑹溶于水后使紫色石蕊试液变红的是________

⑺一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧的是_________；

⑻燃烧产物可使澄清石灰水变浑浊的是_________；

⑼最适宜作新型燃料的是_________；⑽最简单的有机化合物是_________；

可以从液化空气中分离出来的气体是_________；

不宜用排水法收集，可用来制汽水的气体是_________；

利用锌和稀硫酸反应制取的气体是_________；

空气中含量最多的气体，通常做为真空充气包装中的气体的是_________；

几乎不与任何物质发生化学反应，但也有很广泛的用途，如制造电光源等的是_________。

考点2重要气体的制取（原理、装置、收集与操作）

1．下列关于实验室制取氧气的说法中，一定正确的是（）

A．必须选择含氧元素的物质作原料

B．必须用排水法收集氧气

C．必须使用催化剂

D．必须使用酒精灯

2．实验室制取氧气大致可分为以下几个步骤：

①点燃酒精灯，加热试管；②检查装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，管口放一小团棉花，塞上带导管的单孔塞，固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水中取出。

正确的操作顺序是（）

A．②③①④⑥⑤B．③②①④⑥⑤C．②③①④⑤⑥D．③④①②⑤⑥

3．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（）

A．通电使水分解：

2H2O

2H2↑＋O2↑

B．过氧化氢催化分解：

2H2O2

2H2O＋O2↑

C．高锰酸钾加热分解：

2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

D．氯酸钾加热分解：

2KClO3

2KCl＋3O2↑

4．NO是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。

在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是（）

A．排水集气法B．向上排空气集气法

C．向下排空气集气法D．排水集气法或向上排空气集气法

5．下表是三种气体的密度（在0℃、101kPa条件下测定）和溶解度（20℃、101kPa条件下测定）。

实验室要收集SO2气体，可采取的方法是（）

气体

性质

H2

CO2

SO2

密度（g／L）

0.08987

1.975

2.716

溶解度（g）

0.0001603

0.1688

11.28

A．向上排空气法B．向下排空气法

C．排水集气法D．既可用向上排空气法，又可用排水集气法

6．实验室制取气体选择收集方法时，对气体的下列性质不必考虑的是（）

A．颜色B．密度C．溶解性D．是否与水反应

7．下图是实验室制取气体常用的气体发生装置和收集装置

（1）实验室制取氧气时可选用的气体发生装置是〔填字母〕，可以用装置E来收集，其原因是由于。

（2）实验室制取氢气时可选用的气体发生装置是〔填字母〕，收集氢气的装置应为〔填字母〕。

（3）实验室制取氧气的实验过程，大致可分为以下六步操作，正确的操作顺序是。

①点燃酒精灯，给试管加热；②熄灭酒精灯；③检查装置的气密性；④将氯酸钾和二氧化锰的混合物装入试管里，用带有导管的塞子塞紧，并将它固定在铁架台上；⑤用排水法收集氧气；⑥将导管从水槽里取出。

（4）实验室用无水醋酸钠和碱石灰两种固体加热来制取甲烷气体，甲烷的密度比空气小，极难溶于水，制取甲烷时可选用的发生装置是〔填字母〕，收集甲烷可选用的装置是

〔填字母〕。

8．我和几位同学根据下列各实验装置图，设计和讨论了以下问题：

（以下各空均填字母）

（1）万超同学说：

“用高锰酸钾制取氧气，选择上述装置中的A和或（填字母）进行组装。

”你认为A装置中还缺少。

写出该反应的化学方程式为。

（2）马力同学说：

“实验室制取硫化氢气体用的是块状硫化亚铁固体跟稀硫酸来反应的。

则制备硫化氢气体选用的发生装置为在通常情况下，硫化氢是一种比空气重，能溶于水的气体。

则收集硫化氢气体选用的装置为。

”

（3）文渊同学说：

“D装置还可以收集和储备氧气，若D装置中装满水，用排水法收集氧气，气体应从（填a或b）端通入。

”

（4）东升同学说：

“上次用C装置做氢气还原氧化铜实验，实验结束时发现红色的铜又变成黑色，我现在才明白其中的原因是。

”

（5）周琦同学说：

“选B作制取气体的发生装置，应满足的条件是。

”

（6）在实验中我们要遵守实验规则。

如使用A装置时应注意的事项有（只写一条）

。

9．请根据下列装置，回答问题：

（1）写出标号①②的仪器名称：

①，②。

（2）实验室制取H2，可选用装置B和D或E，选择的依据是

。

（3）判断CO2已收集满的方法是。

（4）用高锰酸钾制取O2，装置A还需做的一点改动是。

（5）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（6）把（5）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

。

（7）用装置F制取气体，与B装置相比的优点是。

10．化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果。

是与实验的重要作用分不开的。

结合下列实验装置图回答问题：

（1）写出指定仪器的名称：

①②

（2）下列四种途径都可以得到氧气：

写出实验室中通过甲、乙两种途径制得氧气的化学方程式：

甲乙

化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。

从实现原料和反应过程的绿色化考虑，你认为在中学化学实验室中，甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，

（填“甲”、“乙”或“丙”）途径更体现化学实验绿色化的追求。

（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是（填字母代号）。

用排水法收集氧气完毕后，停止加热时的操作顺序是先，然后

，以防止水倒吸回热的试管中，造成试管破裂。

（4）常温下用固体甲和液体乙的混合物来制取气体丙，应选用的发生装置是         ；

若收集丙时只能用C装置，则可推知气体丙的性质可能有              。

11．下图是实验室制取和收集气体的一些常见的实验装置图，请根据图示回答下列问题：

水

ABCDEF

（1）写出编号仪器的名称①②

（2）实验室制取并收集氧气应选用的装置是；请说明你所选择的装置的依据是。

（3）实验室制取并收集二氧化碳气体应选用的装置是；检验二氧化碳气体是否收集满的方法是；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，应选用的制取并收集的装置是。

（4）F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。

12．“比较归纳”是学习化学的重要方法。

吴敏同学在学习O2和CO2的实验室制发后，做了一份学习笔记，请你帮他补填表中空格：

（“发生装置”和“收集装置”栏选择图示装置的编号填写）

ABCDE

将所学知识通过“演绎推理”用于新情境是研究化学更高层次的方法。

实验室用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸反应制取硫化氢（H2S）气体，硫化氢气体的密度比空气的密度大，能溶于水形成氢硫酸。

综合考虑实验各因素，应选择作为其发生装置，收集装置为。

（选择上图所示装置的编号填空）

考点3重要气体的鉴别与推断

1．区分O2、H2、CO2三种气体的最简便的方法是（）

A．将气体通入澄清石灰水B．将气体通过红热的铜网

C．将气体通过灼热的氧化铜D．用燃着的木条伸入集气瓶中

2．某混合气体可能含有CO、H2、CO2和H2O（蒸气），进行如下实验推断其成份（假设各步均完全反应）。

根据实验步骤和现象，请你推断可能有的组合（写出其中的三种即可）。

（1）将混合气体通过生石灰和固体烧碱的混合物，混合气体的体积明显减少。

（2）再通过炽热的氧化铜，固体变成红色。

（3）再通过澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊。

（4）再通过白色的硫酸铜粉末，粉末变成蓝色。

可能有的组合：

；；。

1．固体氢氧化钠和氧化钙的混合物叫做碱石灰，常用作干燥剂。

下列气体不能用碱石灰干燥的是（）

A．COB．CO2C．H2D．O2

2．将空气依次通过足量的烧碱溶液、浓硫酸、灼热的铜网，最后得到的气体是（）

A．氮气B．氧气

C．二氧化碳和水蒸气D．氮气和稀有气体

3．如图所示装置具有洗涤、收集和储存气体等多种用途（视实验需要、瓶中可装入不同物质），请填写下表，并结合所学知识回答问题。

用途

水或气体入口（填a或b）

瓶中物质

①除去氢气中含有的少量氯化氢气体

a

②将水从导管通入以取用瓶中储存的氧气

氧气

③排水法收集有毒气体一氧化碳

水

三、典型习题演练

1．下列关于氢气、氧气、二氧化碳三种气体的说法中，正确的是（）

A．三种气体都难溶于水

B．实验室制取三种气体的化学反应，属于三种不同的基本反应类型

C．只有火柴不能鉴别这三种气体

D．三种气体均可用氢氧化钠固体干燥

2．右图是老师放置在实验桌上的三瓶无色气体，它们可能是H2、O2、CO2。

下列关于这三种气体的鉴别方法中，不正确的是（）

A．根据瓶③倒置，可判断瓶③存放的是H2

B．用带火星的木条放入①中，若复燃，则存放的是O2

C．用点燃的木条伸入②中，若火焰熄灭，则存放的是CO2

D．向②中加入少量蒸馏水，若变为红色，则存放的是CO2

3．观察右图中的有关操作和现象，判断下列叙述正确的是（）

A．集气瓶中的气体可能是CO2

B．集气瓶中的气体可能是空气

C．集气瓶中的气体一定是O2

D．集气瓶中的气体一定是N2

4．某气体X可能是H2、N2、CO、CH4中的一种或两种，该气体在氧气中充分燃烧后，将生成物依次通过浓硫酸和澄清石水，若浓硫酸的质量有所增加，澄清石灰水变浑浊，则X的组成不可能是（）

A．CH4B．H2和N2C．CO和N2D．CO和CH4

5．某气体混合物可能含有H2、CO、CO2和水蒸气中的若干种，现将该气体依次通过灼热的氧化铜、无水硫酸铜、澄清石灰水后，看到现象依次为变红、变蓝、无现象。

由此确定该气体的成分是（）

A．H2和水蒸气

B．H2、CO、CO2

C．一定含有H2，可能含有水蒸气

D．一定含有CO和CO2，可能含有H2和水蒸气

6．下列物质分离方法错误的是（　　　）

A．除去CO2中混有少量的CO，导出点燃

B．粗盐提纯的步骤：

溶解→过滤→蒸发

C．除去H2中混有的HCl：

将气体通过装有NaOH溶液的洗气瓶

D．除去铜粉中混有的CuO，用足量的稀硫酸浸泡后过滤、洗涤

7．某气体由H2、CO2、CO、CH4中的两种组成，为确定其成分进行了下面的实验：

①将气体通过澄清的石灰水，未出现浑浊现象；②将气体通过灼热的氧化铜，有红色固体生成；③将气体点燃后通入澄清的石灰水，有浑浊现象

那么对该气体成分作出的以下推断中，不合理的是（）

A．H2、CO2B．CO、CH4C．H2、CH4D．CO2、CH4

8．某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

9．右图所示装置，有洗气、贮气等多种功能。

下列关于该装置用途的说法中正确的是（B）

A．用排水法收集H2，瓶内装满水，气体从b管进

B．除去CO中的CO2，瓶内装NaOH溶液，气体从b管进

C．测量气体体积，瓶内装满水，气体从b管进，a管接量筒

D．用于病人输氧，瓶内装水，a管接供氧钢瓶

Ca（OH）2溶液

CuO，Δ

10．下列气体的检验方法中（括号内的气体是需要检验的杂质），合理的是（）

A．

Ca（OH）2溶液

AgNO3溶液

H2、CO2（CO）

B．

Ca（OH）2溶液

H2（CO2、HCl）

C．

浓硫酸

Ca（OH）2溶液

CuO，Δ

O2（CO）

D．

CO（H2O、CO2）

11．某固体可能由MgCl2、NaOH、BaCl2、Na2S有一无色混合气体A，可能是由CO、CO2、H2、N2、H2O（水蒸气）中的一种或几种组成。

为确定其组成，某学生按下列方案进行试验（假设每步反应均完全），

请回答下列问题：

⑴若灼热的氧化铜变红色，则气体A中可能含有；

⑵若澄清石灰水变浑浊，则气体A中可能含有；

⑶为确证A中是否含有CO2，则上述方案应如何改进？

；

⑷为确证A中是否含有H2O，则上述方案应如何改进？

。

12．某无色混合气体，可能含有H2、N2、CO、CO2、HCl中的几种。

现将该气体经下列处理（假设每步反应后作用均完全），试回答下列问题：

⑴经过澄清石灰水时，气体明显减少，说明混合气体中一定含有。

⑵无水硫酸铜变蓝，说明原混合气体中一定含有。

⑶综合上述实验现象，推测该混合气体的成分可能是（将所有情况写全，可另加横线）

第一种情况；第一种情况；

第一种情况；第一种情况。

13．水蒸气通过炽热的焦炭得到的水煤气，其主要成分是CO和H2，还含有少量CO2和水蒸气，请用下列装置设计一个实验，以证明水煤气中含有CO和H2。

⑴连接上述所有装置的正确顺序是（用甲、乙、丙、丁、戊填入横线上）：

水煤气→→→→→

⑵装置丁在连接时，气体必须由_________进入（用“A”或“B”填写）

⑶确认水煤气中含有H2的实验现象主要是___________________________。

⑷确认水煤气中含有CO的实验现象主要是__________________________。

⑸上述实验有何安全缺陷：

_______________________________________。

你认为应如何改进_______________________________________________。

14．在实验台上摆放着供你选择的如下药品和仪器（实验常备用品图中略）：

（1）请设计一种制备某气体的实验方案，填写实验报告中的以下几项：

实验名称

实验药品（填写序号）

实验仪器（填写序号）

实验原理

收集方法

反思与评价

（2）实际生产中，若要制备大量的该气体，应考虑哪些因素?

（至少写出两点）

（3）利用上述仪器和药品，你还能写出几种制备气体的反应原理?

（用化学方程式表示）。

15．某化学兴趣小组利用锌和浓盐酸以及下图所示装置来制取干燥、纯净的氢气，并验证气体中的杂质。

（1）实验中看到B中无水硫酸铜变蓝色，这说明产生的气体中含有杂质（填化学式），除此以外，还可能含有的杂质气体是（填名称）。

为了检验该杂质，可将E装置连接到上述装置中（填序号）之间，气体从（填a或b）进入装置E，E中所放试剂为，观察到的现象是。

（2）C装置的作用是；

（3）此实验收集氢气的下列方法中，你认为最合理的是。

（填选项编号）

①向上排空气法②用干瘪气球收集③排水法

16．某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或两种组成，为了解其组成情况，某同学设计了如下装置进行实验。

请根据下表中对可能出现的实验现象的描述，推测气体X的组成情况，并写出有关的化学方程式。

肯能出现的实验现象

气体X的组成

有关的化学方程式

A中液体

B中黑色粉末

C中液体

①

不浑浊

变成光亮的红色

不浑浊

A或C中液体变浑浊的化学反应方程式：

_________________________

H2还原CuO的化学方程式：

_________________________

CO还原CuO的化学方程式：

_________________________

②

不浑浊

变成光亮的红色

变浑浊

③

变浑浊

变成光亮的红色

不浑浊

④

变浑浊

变成光亮的红色

变浑浊

若b口导出的气体中还含有部分CO气体，应采取的措施是________________________。

17．现有CO、CO2、H2、水蒸气四种气体组成的混合气体。

若只验证混合气体中的CO和H2，现设计实验装置图如下。

请回答：

①使用装置A的目的。

②使用装置D的目的。

③若A、B装置顺序对调，将会导致。

④若A、E装置顺序对调，将会导致。

⑤若D、E装置顺序对调，将会导致。

⑥F装置的作用是。

（2）若要验证混合气体中这四种成分，在上述实验装置的基础上，还应补充哪些装置（从上述装置中选择并用字母表示，下同），请将完整的实验装置图的顺序排列出来。

18．同学们，下面所给的是实验室制取某些气体的仪器和试剂。

请认真审题，填写下表。

仪器：

试剂：

过氧化氢二氧化锰大理石稀盐酸

（1）填表

制取气体

化学方程式

制取装置（填序号）

收集装置（填序号）

氧气

二氧化碳

（2）检验氧气的方法是。

（3）验满二氧化碳的方法是。

（4）氨气（NH3）在通常情况下是—种无色有刺激性气味的气体，密度比空气的小，极易溶于水，水溶液称为氨水。

实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，反应的方程式为：

2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。

实验室制取氨气的发生装置可选用（填序号）装置，选择该装置的理由是：

。

收集氨气选用（填序号）