2023年中考化学二轮复习精品讲义专题03 气体的制取与净化

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2023年中考化学二轮复习精品讲义

专题03 气体的制取与净化

考点清单：

考点一：常见气体的制取

1．实验室制取气体的一般思路和方法

（1）确定制取气体的反应原理，即选择合适的药品，通过化学反应来制取这种气体

（2）确定制取气体时应采用的实验装置，依据是反应物的状态和反应条件（如常温、加热、催化剂等）

（3）确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体                                               

2．实验室制取气体遵循的原则

（1）原料一般要廉价易得                               （2）反应条件适宜易于控制

（3）反应速率适中，不能太快或太慢，便于收集与验证     （4）生成的气体尽量纯净

（5）实验操作简便易行，安全、节能、环保           

3．氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取对比分析

考点二：气体的净化

1．气体净化选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质，不能与被提纯的气体反应，也不产生新的杂质。多种气体杂质共存时，要注意试剂的选择和除去杂质的顺序，一般最后水蒸气除去。

2．选择 “洗气瓶”等吸收装置时，注意要“长进短出”，干燥管要“大进小出”。

3．常见气体杂质的吸收剂

4．气体中混有水蒸气，在选择干燥剂时，原则是干燥剂只能吸收气体中的水蒸气，不能与被干燥气体发生反应。一般是酸性气体要选用酸性干燥剂，碱性气体选用碱性干燥剂，中性气体可以任意选用干燥剂。

5．常见气体的检验

易错易混：

气体的制取、检验、净化中的先后顺序

方法技巧：

“多功能瓶”（又称“万能瓶”）的使用方法

1．收集气体

（1）瓶中有空气，相当于排空气法收集气体。如果正放，若气体密度比空气密度大，则气体从长管进入；若气体密度比空气密度小，则气体从短管进入。如果倒放，若气体密度比空气密度大，则气体从短管进入；若气体密度比空气密度小，则气体从长管进入。

（2）瓶中装满水，用排水法收集气体，气体应短进长出。若要测出被收集气体体积，则长导管口可直接倒入量筒中，测得的水的体积即为收集到的气体的体积。

2．检验气体

可在瓶中装入某种溶液，气体由长导管导入，二者反应，产生明显现象，以证明导入气体的存在。

3．净化气体

瓶中装入某种溶液，由长导管导入某混合气体，使溶液与混合气体中的杂质反应，以除去杂质。

4．干燥气体

瓶中装有浓硫酸，气体由长导管导入，除去气体中混有的水蒸气（不能用于干燥氨气）。

典型例题1：（2022重庆）实验室制取CO₂、O₂ 和H₂是初中化学必备知识。下列说法不正确的是（    ）

A．CO₂和O₂的发生装置可以相同            B．CO₂和O₂的发生装置可以不同

C．CO₂和H₂的收集装置完全相同            D．O₂和H₂的发生和收集装置可以相同

【答案】C

【解析】A、实验室制二氧化碳是大理石（或石灰石）和稀盐酸反应，发生装置是固液常温型；制氧气可以用过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气，发生装置是固液常温型；所以两者的发生装置可以相同，正确；

B、根据A项的分析，实验室制二氧化碳的发生装置是固液常温型；如果用加热高锰酸钾制氧气的发生装置是固体加热型；则制CO₂和O₂的发生装置可以不同，正确；

C、二氧化碳能溶于水，密度大于空气，只能用向上排空气法收集；氢气不溶于水，密度比空气小，即能用排水法又能用向下排空气法，则CO₂和H₂的收集装置不相同，错误；

D、实验室制氢气是稀硫酸和锌反应，发生装置是固液常温型，根据C项的分析，收集氢气能用排水法又能用向下排空气法；当实验室用用过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气，发生装置是固液常温型，氧气密度比空气略大，不易溶于水，能用向上排空气法、排水法收集；则制O₂和H₂的发生和收集装置可以相同，正确。

典型例题2：（2022乐山）实验室用石灰石与稀盐酸制备CO₂的实验中，下列装置图能达到对应实验目的的是（    ）

A．A                          B．B                           C．C                           D．D

【答案】D

【解析】A、制备CO₂，用大理石和稀盐酸在常温下反应即可，错误；

B、除去CO₂中混有的HCl气体，需要用饱和碳酸氢钠，用氢氧化钠溶液会将二氧化碳也反应了，错误；

C、干燥CO₂，需用长导管进短导管出，这样才能充分与浓硫酸接触，除尽水，错误；

D、排空气法收集CO₂，二氧化碳密度比空气大，需要长导管进，正确。

典型例题3：（2022贵港）下列实验方案能达到实验目的的是（    ）

A．A                          B．B                           C．C                           D．D

【答案】D

【解析】A、能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，如氮气不燃烧、不支持燃烧，也能使燃着的木条熄灭，检验二氧化碳，应选择澄清石灰水，错误；

B、将气体通过足量的氢氧化钠溶液，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠和氯化氢反应生成氯化钠和水，不但除去了杂质，也除去了原物质，错误；

C、加入足量稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，过滤、洗涤、蒸发，得到氯化钙和氯化钠的混合物，达不到分离的目的，错误；

D、取样品、加水，氯化钠溶于水，且温度变化不大，硝酸铵溶于水吸热，溶液温度降低，氢氧化钠溶于水放出大量的热，溶液温度升高，氢氧化镁难溶于水，现象不同，可以区分，正确。

典型例题4：（2022淄博）实验室现有：过氧化氢溶液、稀盐酸、浓硫酸、澄清石灰水、二氧化锰、石灰石等药品及部分实验装置，请回答以下问题。

(1)图中仪器①的名称是_______。

(2)实验室制取氧气，应选用的发生装置是_____(填字母)，发生反应的化学方程式为_____。用装置C收集一瓶氧气，将一根带火星的木条放于集气瓶口，当观察到_______时，证明氧气收集已满。

(3)制取并收集一瓶干燥的二氧化碳气体，所选装置正确连接的顺序是_______(填字母)，发生反应的化学方程式为_______。

(4)将少量澄清石灰水倒入盛有二氧化碳的集气瓶中，振荡，观察到的现象是_______，发生反应的化学方程式为_______。

【答案】(1)试管   (2) B   2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑   木条复燃    (3) BFC    CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

(4)澄清石灰水变浑浊     CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O

【解析】（1）由图可知，编号为①的仪器名称是试管；

（2）由题干中可供选择的药品以及装置，可用过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应方程式为2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑；该反应为固液常温型，发生装置可选择B；由于氧气具有助燃性，所以用装置C收集一瓶氧气，将一根带火星的木条放于集气瓶口，当观察到木条复燃时，证明氧气收集已满；

（3）实验室常用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液常温型反应，故发生装置选择B；二氧化碳为酸性气体，可用浓硫酸进行干燥，故干燥装置为F；二氧化碳能溶于水，密度比空气大，只能用向上排空气法进行收集，故收集装置为C，所选装置的连接顺序为BFC；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；

（4）将少量澄清石灰水倒入盛有二氧化碳的集气瓶中，振荡，观察到的现象是澄清石灰水变浑浊，该过程中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该化学方程式为CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。

…………

【巩固提升】

1．下列实验装置使用不正确的是（    ）

A．制取二氧化碳气体                                   B．收集氧气

C．收集二氧化碳并进行验满                       D．干燥氧气

2．实验室常用过氧化氢溶液制取氧气，下列说法错误的是（    ）

A．实验前应先检查装置气密性                    

B．MnO₂在反应前后质量和性质不变

C．收集氧气可用向上排空气法                     

D．将带火星的木条置于集气瓶口，木条复燃，证明氧气已收集满

3．实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，不需要使用的仪器是（    ）

A．漏斗    B．酒精灯    C．大试管    D．集气瓶

4．根据如图，下列气体的实验室制法正确的是（    ）

A．选择甲装置制取CO₂，X为稀硫酸            B．选择甲装置制取H₂，Y为铜粒

C．选择乙装置既可收集H₂也可收集CO₂      D．选择乙装置干燥O₂，气流方向为b进a出

5．在实验室制取和收集气体的四种装置中，下列用法不正确的是（    ）

A．可制取O₂                                                B．可制取CO₂

C．可收集CO₂                                              D．可收集O₂

6．下列除杂方法正确的是（    ）

A．A                          B．B                           C．C                           D．D

7．制取、收集CO₂并验证相关性质，下列做法不正确的是（    ）

A．检查装置气密性      B．加入石灰石

C．收集CO₂            D．验证CO₂不支持

8．如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（    ）

A．用过氧化氢溶液制取 O₂，可选用装置②④组合

B．用装置①制取 CO₂，分液漏斗中应装稀硫酸

C．用装置③收集 CO₂，气体应从管口 c 通入

D．要做铁丝燃烧实验，用④收集 O₂时建议留部分水

9．下图是初中化学常用的实验装置，下列说法正确的是（    ）

A．B和E组合可以用来实验室制取并收集CO₂

B．实验室里用装置A制备氧气，反应的化学方程式为2H₂O₂ MnO₂2H₂O+O₂↑

C．图F中集气瓶内盛少里水的作用是吸收二氧化硫，减少污染

D．若用图G装置收集H₂，无论排空法还是排水法，H₂都从c端进入

10．用如图所示装置制备气体，并随时控制反应的发生与停止，下列所选试剂制备相应气体合适的是（    ）

①用硫酸铜粉末与过氧化氢溶液混合制备O₂

②用铝片与稀盐酸混合制备H₂

③用高锰酸钾固体制备O₂ 

④用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备CO₂

⑤用氯酸钾固体与二氧化锰固体混合制备O₂

A．②④                      B．①③⑤                  C．①③④                   D．②⑤

11．（2022青岛多选）分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作能达到实验目的的是（    ）

A．A                          B．B                           C．C                           D．D

12．（2022镇江）用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸并制取氢气，下列实验操作不正确的是（    ）

A．量取                                                        B．稀释

C．产生H₂                                                   D．收集H₂

13．（2022湘西）实验中，可以根据反应物的状态和反应类型选择相同的装置制取不同气体，根据下列图示回答问题：

(1)图中①的名称是________。

(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可以选择________（用A～F填空）作为发生装置。该装置还可以用于制取二氧化碳气体，写出实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的化学方程式：________。制取得到的CO₂气体中往往含有HCl杂质可以选用装置F除去，除杂时气体应从________（填“a”或“b）端通入。

(3)以上装置中可同时用于实验室收集O₂和CO₂的是________（A～F填空）。

14．（2022鞍山）下图为实验室制取气体的常用装置和仪器，请根据所学知识回答下列问题：

(1)编号①仪器的名称是_________。

(2)实验室欲制取并收集一瓶较纯净的氧气，已选择A装置，还需要选择的仪器有___________（填字母序号），该反应的化学方程式为__________________________利用上述方法收集氧气时，当观察到_______________时开始收集。

(3)实验室制取二氧化碳的发生装置是____________（填“A”或“B”），检验二氧化碳是否集满的方法为__________。

15．（2022淮安）根据如图所示气体制取装置，回答下列问题：

(1)组装A时，依据酒精灯____________（填“外焰”或“内焰”）的高度调节试管位置。

(2)实验室用双氧水和二氧化锰制备氧气，应选择的发生装置是____________（填序号），该反应的化学方程式是____________。

(3)通常情况下，二氧化碳能溶于水。实验室若采用排水法收集二氧化碳气体，为减少其损耗，应选择的装置是____________（填序号）。

16．（2022阜新）下图是实验室制取气体的部分实验装置。

(1)仪器①的名称是______。

(2)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置和收集装置是________ (填字母序号)。

(3)用B装置制备氧气的化学方程式是_______。

(4)可用向下排空气法收集氢气的原因是______。

(5)用E装置收集氧气，不纯的原因可能有_______(写一点即可)。

17．（2022西藏）化学实验是学习化学的重要方法，实验室常用的部分实验装置如图所示，请回答下列问题：

(1)装置B中仪器①的名称是____________。

(2)用大理石和稀盐酸制取CO₂的化学反应方程式为：__________，应选择的发生装置为__________（填字母）。

(3)若用装置C收集CO₂，气体应从__________端进入（选填“a”或“b”）。

18．（2022滨州）某校进行化学实验技能比赛，实验桌上准备了部分仪器和用品，如图所示：

(1)上图中仪器A的名称是____________________。

(2)甲同学要进行“实验室制取并收集二氧化碳”的操作，可从上图中选择的仪器有（填数字序号）___________。

(3)乙同学要进行“粗盐提纯”中的“过滤”操作，除上图中提供的仪器外，还需要增加一种仪器，这种仪器的作用是___________。

(4)以下是丙同学进行“实验室制取并收集氧气”实验的主要操作步骤，这些步骤的正确顺序是（填字母序号）___________。

A．添加药品              B．清洗仪器，整理实验台

C．收集气体              D．检查装置的气密性

19．（2022鄂尔多斯）下图是实验室制取常见气体的相关装置

回答下列问题：

(1)写出用装置B制取氧气的化学方程式______。

(2)若用装置E（正放）收集氧气，验满的实验操作是______。

(3)若用A、E、F装置制取并收集干燥的二氧化碳，管口正确的连接顺序是______（填管口序号）。

(4)装置C中明显的一处错误是______。

(5)装置A与改正后的装置C相比，其优点是______。

20．（2022金昌）某同学利用下列装置进行气体的制取和收集实验。请问答下列问题。

(1)写出仪器B的名称：___________。

(2)实验室用加热高锰酸钾固体制取并收集氧气，应选用的装置是___________（填字母序号，下同）；所选装置中还需要改进的方法是___________。

(3)实验室常用___________（填药品名称）制取二氧化碳，发生装置要能达到“随开随起，随关随停”，需要选用的仪器有B和___________。

(4)某同学选用B和C装置组合制取氧气，该组合的优点是___________，反应的化学方程式为___________。

21．（2022娄底）如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图，请根据所给装置图回答问题。

(1)请写出图中标号a的仪器名称 _____。

(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气，请写出该反应的化学方程式 _____。

(3)从A→E中选用装置完成实验室CO₂的制取和收集，可选择的装置组合是 _____（填字母序号）。

(4)氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气，可以选择的发生装置是 _____（填字母序号）。若用I装置收集氨气，应从 _____（填“m”或“n”）端管口通入气体。

(5)若实验室无稀硫酸，改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的H₂，应选择的装置组合是B→_____→E（填入数字序号）。

①G→H    ②H→G     ③F→H     ④H→F

22．（2022毕节）实验室常用下列A、B、C装置制取气体，D、E装置收集气体。

回答下列问题：

(1)C装置中仪器X的名称是 _____。

(2)用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳，反应的化学方程式为 _____，选用的收集装置为 _____（填代号，下同）。

(3)用锌粒和稀硫酸作原料制取氢气，为实现气体随开随用、随关随停，选用的制取装置为 _____

(4)实验室用醋酸钠和碱石灰（主要成分是NaOH和CaO）固体混合物作原料、在加热条件下制取CH₄，选用的制取装置为 _____，收集装置为 _____。

(5)如图所示装置用于收集某干燥的气体，下列气体中能用它收集的是 _____（填选项序号）。

a.O₂           b.CO₂          c.H₂             d.CH₄

23．（2022广安）二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”“碳达峰”“碳中和”等关键词成为热搜。

(1)某化学兴趣小组设计实验验证二氧化碳温室效应。如图一所示，他们选用体积大小相等的两个塑料瓶，分别盛满同条件下的空气、二氧化碳与空气的混合物（体积比1：1），并用一个小塑料管连接（在塑料管中间有一滴红墨水），置于阳光下。一段时间后红墨水滴会___________移动。（选填“向右”“向左”或“不”）

(2)实验室用大理石与稀盐酸反应制备二氧化碳气体，其气体发生装置应选用图二中的___________（填序号）。收集二氧化碳气体时，验满的方法是___________。

(3)若实验室选用A装置制备氧气，其反应的化学方程式为___________。

(4)氨气通常情况下是无色、有刺激性气味、极易溶于水、密度比空气小的气体。若用上图二中D装置收集氨气，进气口应是___________。（选填“a”或“b”）

24．（2022广西）在实验室里，利用下图实验装置制取有关气体。

(1)图中仪器a的名称是______。

(2)实验室用A装置制备氧气，应选择的药品是______。（填数字序号）

①氯酸钾和二氧化锰        ②过氧化氢溶液和二氧化锰

(3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式是______。B、C、D装置均可用作制取二氧化碳的发生装置，D装置与B、C装置相比，其突出优点是______。若选择H装置采用排空气法收集二氧化碳，验满的方法是______。

(4)实验室制取氢气，若要获得平稳的氢气流，应选择的发生装置是______（填字母序号）。E、G装置可用来收集氢气，据此写出氢气的一点物理性质______。

25．（2022安顺）请结合如图实验装置，回答下列问题。

(1)a仪器的名称是___________。

(2)加热氯酸钾制O₂的化学方程式为___________，选用的发生装置是___________（填序号）。可选E装置收集O₂，理由是___________。

(3)实验室制取CO₂的化学方程式为___________，用C装置制取CO₂的优点是___________。用D装置收集CO₂气体，应从___________（填“b”或“c”）端通入。

(4)某同学采用如图所示装置对H₂和CO₂的混合气体进行分离。

步骤：关闭活塞K₂，打开活塞K₁，通入混合气体，可收集到H₂；

再关闭活塞K₁，打开活塞K₂，可得到CO₂。

①X溶液最好选择___________（填序号）。

a．NaOH浓溶液        b．饱和Ca（OH）₂溶液

②打开K₂后，洗气瓶内可能发生的中和反应的化学方程式是___________。

③选用稀H₂SO₄而不用盐酸，可能原因是___________。

26．（2022遵义）二氧化碳是人类生存不可缺少的物质。某兴趣小组利用下图装置对二氧化碳的性质进行以下探究。（夹持装置已省略）

(1)探究一：检查装置的气密性，打开k₁，关闭k₂、k₃，往B中加入药品。一段时间后观察到③处纸花先变红，①处纸花后变红，②处纸花不变色，说明二氧化碳能与水反应，该反应的化学方程式为_________，也能证明二氧化碳具有的物理性质是_________。

(2)探究二：打开k₂，关闭k₁、k₃，C中出现浑浊，说明二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙。有同学质疑：白色固体可能是二氧化碳与水反应导致溶液中水减少而析出的氢氧化钙，小组同学向C中加入足量的水验证，白色固体不溶解，该方法利用了氢氧化钙和碳酸钙___________（填具体性质）。

(3)探究三：打开k₃，关闭k₁、k₂，一段时间后，D中无明显现象。小组同学通过探究二的结论推理，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠。为验证推理是否正确，进行了如下实验。

(4)废液处理：小组同学在对D试管的废液过滤后分类处理时，测得滤液显碱性，故向滤液中加入稀盐酸调节酸碱度，发现滴入盐酸时产生气泡，经检验该气体为二氧化碳，得出新的结论，探究三中二氧化碳与氢氧化钠反应除生成碳酸钠和水外，还生成_______。

(5)依据二氧化碳的性质写出二氧化碳与氢氧化钾溶液反应的一个化学方程式：_________。

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参考答案

1、C

【解析】A、此发生装置为固液不加热型装置，实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，不需要加热，所以可以用此装置制取二氧化碳，正确；

B、氧气不易溶于水且不与水发生反应，所以可以用排水法收集氧气，正确；

C、验满二氧化碳应该将燃着的小木条放在集气瓶口，不应将小木条伸入集气瓶中，错误；

D、浓硫酸作干燥剂干燥时，只能干燥酸性气体和中性气体，氧气属于中性气体，所以可以用浓硫酸进行干燥，正确。

2、B

【解析】A、实验前应首先检查装置的气密性，以免装置漏气浪费药品，正确；

B、MnO₂是催化剂，在反应前后，其本身的质量和化学性质都没有发生变化，物理性质可能改变，错误；

C、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，正确；

D、氧气具有助燃性，氧气的验证方法是将带火星的木条置于集气瓶口，如果木条复燃则证明氧气已满，正确。

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