中考冲刺1--实验室制取气体的思路

1中考冲刺一：实验室制取气体的思路二、知识准备1、实验室制取气体的思路和方法（1）研究气体实验室制法的化学反应原理。就是研究在实验条件下（如常温、加热、加催化剂等）可用什么药品，通过什么反应来制取这种气体；（2）研究制取这种气体所采用的实验装置；（3）研究如何验证所得的气体就是所要制的气体。2、实验室里制取气体的装置（1）发生装置的选择由反应物的状态和反应条件决定。两种类型(图52-1)：固体和液体反应制取气体发生装置的改进(图52-2)：（2）收集装置的选择由气体的密度和气体的溶解性决定。常见以下收集方法（图52-3）：也可以用下列装置收集气体（图52-4）：2A、B装置可以用于排空气法收集气体，C装置用于排水法收集气体。a.若用如图A装置来收集氧气，氧气应从b端进；当气体从a端通入时,能收集到的气体可以是密度比空气小的气体如H2。b.若用如图B装置收集密度比空气大的气体，应从b端进。c.如图C装置用作排水集气装置：应先在瓶中注满水，气体从a端进水从b端出。此法可测气体的体积，还需添加一个量筒。（图C的b端和图D的c端连接）经典例题透析类型一：判断实验室制取某气体反应原理的合理性题1、实验室利用下列反应原理制取有关气体，不合理的是（）A.制取氧气：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑B.制取氢气：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑C.制取二氧化碳：CaCO3＋H2SO4=CaSO4＋CO2↑＋H2OD.制取氧气：2KClO32KCl+3O2↑解析：此题主要考查实验室制取气体，原理理论上是否可行。从题中所给的反应原理我们不难看出，用碳酸钙和稀硫酸反应制CO2，生成的产物中CaSO4是一种微溶物，它可能附着在CaCO3固体表面，阻止了反应进一步进行，故不可行。答案：C总结升华：实验室制取气体反应原理要全盘考虑：（1）利用所选原料要能够制得需要的气体；（2）原料一般要廉价易得；（3）一般要求反应条件适宜且易于操作，便于控制；（4）不能太快或太慢，便于收集与进行实验；（5）生成的气体尽量纯净；（6）操作简便可行，防毒防污染。总之，理解领会反应原理是解答此类题的前提，学会对比分析，归纳总结，找出规律，进行迁移应用是顺利解题的关键。举一反三：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：2H2O2H2↑+O2↑B．过氧化氢催化分解：2H2O22H2O+O2↑3C．高锰酸钾加热分解：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑D．氯酸钾加热分解：2KClO32KCl+3O2↑解析：氧气的制取是初中化学实验的重点，对此实验要求熟练掌握。本题提供了四个化学反应都有氧气作为生成物，但有氧气生产不一定就能用于实验室制取氧气，能制氧气的不一定就是实验室条件下的最佳方法。过氧化氢常温下制取氧气且生成物是水，符合题意。答案：B类型二：制取气体发生装置和收集装置的选择题2、实验室制取氨气，常采用加热氯化氨和熟石灰固体混合物的方法。氨气是一种有刺激气味的气体，极易溶于水，它的密度比空气小，是制取氮肥的一种基本原料。试确定制取氨气的装置（图52-5）。解析：由氨气的制取原理来看，是固体加热制取气体，所以A、D不正确；又因为氨气极易溶于水，它的密度比空气小，所以用向下排空气法收集。答案为C。答案：C总结升华：解答此类题的关键是熟悉发生、收集装置的选择依据，所用实验仪器、装置的特点。分析对比，总结归纳，灵活迁移所学知识解决有关问题。举一反三：NO是常温下一种难溶于水的气体，密度比空气略大，它能给氧气迅速反应生产NO2。现要收集NO气体，可采用的方法是（图52-6）（）A.只有③B.只有②C.②和③D.①和③解析：此题考查气体的收集方法，由于NO会和氧气反应，所以不能用排空气法收集。答案：A4类型三：装置仪器的组合和按实验要求进行优化改进题3、在实验室里常采用过氧化氢和二氧化锰混合的方法制取氧气。请回答下列问题：（1）反应的化学方程式为_________________________________。（2）用图52-7所给仪器可以组装出多套氧气的发生装置和收集装置。请你组装一套氧气的发生装置和收集装置，写出所选择的仪器编号_________________________________。（3）简要说明你组装的气体发生装置的优点________________________________________。（4）用你组装的装置收集氧气，如何知道氧气已收集满？_____________________________。（5）这套气体发生装置也可以用来制取二氧化碳。如果选用碳酸钠粉末和稀盐酸来制取二氧化碳，为了控制反应速率，应对该气体发生装置如何改进？（可另增仪器）_____________________。解析：题目从实验室制取氧气的反应原理、装置仪器的选择、发生装置的评价、收集装置的使用和同一装置不同的用途及装置的改进创新等方面进行了考查，题目的开放性很大，思维梯度明显。本题的（1）小题要求写出用过氧化氢制取氧气的反应化学方程式，一是考查使用化学用语的能力，二是给学生一个提示：该实验是液体和固体不用加热制取气体。（2）小题的答案有四种，学生可以根据自己的理解来作回答，一是考查学生选择实验仪器的能力，二是考查学生思维的严密性。（3）小题的答案有两种，学生要根据自己组装的气体发生装置作答才能得分。（4）小题的答案也有两种，一是排水集气法氧气收集满的标志，二是用排空气法收集氧气时的验满方法，学生必须针对自己所选择的装置作答才能得分。（5）小题考查学生根据不同的实验药品对实验装置的改进能力和思维的发散能力，要求的层次较高，答案也不唯一。答案：（1）2H2O22H2O+O2↑（2）①③⑤⑦（A套）①③⑦⑧⑨（B套）①③④⑤⑥（C套）①③④⑥⑧⑨（D套）（3）装置简单（对应A、B套装置）添加药品方便（对应C、D套装置）（4）将带火星的木条放在集气瓶口复燃（对应A、C套装置）集气瓶口有气泡冒出（对应B、D套装置）（5）用分液漏斗（或注射器）加入酸液（能控制反应速率的改进方案均可）总结升华：本类型题要求学生具有良好的实验习惯，要亲自动手做实验，对初中化学中学习的两类制取气体的装置要熟悉，对实验装置要明确所用仪器的作用，要有对实验装置进行评价的能力。该题除考查5学生的实验技能外，还要求学生具有一定的语言表述能力。举一反三：今天是实验室的开放日，某小组的同学来到实验桌前，桌上摆放有下列仪器：(1)组长让大家完成的第一个任务是写出仪器的名称，同学们完成任务的情况如（图52-8）所示，其中名称有错误的是___________(填序号)。(2)用高锰酸钾制取氧气还需要补充的玻璃仪器是___________。(3)某同学想用图52-9装置制取CO2，组长指出，这需要太多的稀盐酸才能淹没漏斗的下管口，起到液封的作用。张兵同学选用了上面的一种仪器，加在右图装置上，既解决了液封的问题，又可以减少酸的用量．请把该仪器画在图中应该放置的位置。解析：（1）常见仪器的识别及用途是中考试题中经常出现的考点。（2）用高锰酸钾制取氧气需要加热，题目所给仪器中缺少酒精灯。（3）题目所给装置使用的是普通漏斗，如果下端管口没有浸没到液体里面，二氧化碳就会从漏斗跑掉，利用现有仪器中的小试管可以解决这个问题。答案：⑴c、f⑵酒精灯（3）冲刺练习一、选择题1、用KMnO4、KClO3、H2O2三种物质都可制得氧气，说明这三种物质的组成中都含有()A.氧元素B.氧化物C.氧分子D.氧原子2、已知过氧化氢（化学式为H2O2）的水溶液在有二氧化锰固体作催化剂时，常温下即可分解生成水和氧气。这也是实验室制氧气的另一种常用的方法。利用下列方法制备气体时：①石灰石和稀盐酸制取二氧化碳；②锌和稀硫酸制取氢气；③过氧化氢的水溶液和二氧化锰制取氧气；④氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气。6可以采用图52-10所示装置制备和收集气体时，锥形瓶中的物质可以是A、①②③B、②③C、①②③④D、①③3、图52-11装置中，若不添加其他仪器，也不改变装置结构，就不能检查出装置是否漏气的是4、利用图52-12装置(夹持装置未画出)能进行的实验是（）A．用高锰酸钾制氧气B．用石灰石与稀盐酸制二氧化碳C．用锌与稀硫酸制氢气D．用双氧水与二氧化锰制氧气5、“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向，要求从根本上杜绝污染。它包括“原料绿色化”、“化学反应绿色化”、“产品绿色化”等内容。其中“化学反应绿色化”要求原料物质中的所有原子完全被利用，全部转入期望的产物中。下列符合“化学反应绿色化”要求的是A．制取氢气：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑B．制取氧气：2KMnO42MnO4+MnO2+O2↑C．制取碳酸氢铵：CO2+H2O+NH3＝NH4HCO3D．制取氨气：(NH4)2SO4＋Ca(OH)24＋2NH3↑＋2H2O6、实验室制取二氧化碳和实验室制取氧气相比较，一定相同的是（）A.发生装置B.收集装置C.验满装置D.集满气体后的集气瓶的放置方法二、填空题7、(1)根据图52-13I回答：①写出a的名称___________；②在连接c和d时，使d较易插入c中的措施是___________；7(2)组装能控制反应速率的气体发生装置，从图52-13II中选取___________(选填序号)与图1中a组装能达到目的。8、化学兴趣小组利用课余时间自制氧气，有同学从家里拿来了洗脸盆并盛了半盆自来水，用罐头瓶(带玻璃片)装满水倒放入脸盆中准备收集气体，还有同学从化工试剂商店买来了高锰酸钾作原料。由于自带仪器不够用，又有同学准备从学校化学实验室借用一些仪器。问：①还需借用的仪器有____________________________________________；②检验收集的气体是O2的方法是__________________________________。9、潜水艇里要配置氧气的再生装置，以保证长时间潜航，有以下几种制氧气的方法：①加热高锰酸钾；②电解水；③在常温下用过氧化钠(化学式为Na2O2)固体与二氧化碳反应生产碳酸钠和氧气。（1）写出方法③的化学方程式_____________________。（2）你认为最适合在潜水艇里制氧气的方法是_______（填序号），与其他两种方法相比，这种方法的两条优点是______________、_______________。10、现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体：⑴写出该反应的化学方程式__________________。⑵下图是制取二氧化碳的装置图52-14，指出图中小试管A的作用：___________。⑶怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体？__________________11、现有以下实验仪器（图52-15），请按要求填空：8（1）仪器⑤的名称是___________；如果用石灰石与盐酸反应制取CO2，可选上述仪器中的___________(填序号)组合成制气装置。(2)某同学利用仪器①与⑥组合成一个贮气装置。当装满水用排水法收集甲烷(甲烷难溶于水、比空气轻)时，气体应从仪器①的___________(填“a”或“b”)通人；集满甲烷后将其导出使用时，水应该从仪器①的___________(填“a”或“b”)导入。该装置还有其它用途，请你任举一例：___________。(3)下列对实验现象或实验操作的叙述正确的是___________(填序号，选错一个扣1分，本小题不出现负分)。①铁丝在空气中燃烧产生黄色火焰；②镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光；③将CO还原Fe2O3的尾气直接排入空气；④不慎将氢氧化钠溶液沾在皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上稀硼酸溶液；⑤加热高锰酸钾制备氧气、并用排水法收集满氧气后，先移出导管，后撤酒精灯。三、探究题12、图52-16所示为实验室常用的实验装置：据此回答下列问题：（1）写出带标号仪器的名称：①_________________________；②_________________________；（2）常温