青岛1中
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2023年2月13日发(作者：)青岛一中2020年自主招生化学备考系列
气体的制取与净化专题
一、备考指导
考点一：氧气、二氧化碳和氢气的实验室制备
1.氧气
反应
原理
2H
2
O
2
=====
MnO
22H
2
O＋O
2
↑
2KMnO
4
K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
2KClO
3
MnO
22KCl+3O
2
药
品、
反应
条件
双氧水和二氧化锰
常温
高锰酸钾
加热
氯酸钾和二氧化锰
加热
实验
装置
实验
操作
①连接装置，检查装置
气密性②在锥形瓶中
①连接装置，检查装置气密性②装药品③固定试管④加热⑤收
集⑥将导管移出水槽⑦熄灭酒精灯
步骤加入少量二氧化锰粉
末，旋紧胶塞，在分液
漏斗中加入双氧水③
收集气体④验满，拆除
装置
收集
方法
排水法、向上排空气法
检验
方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃
2.二氧化碳
反应原理CaCO
3
＋2HCl===CaCl
2
＋H
2
O＋CO
2
↑
药品、反应条件大理石（或石灰石）和稀盐酸常温
实验装置
实验操作步骤①检查装置气密性②加入石灰石或大理石③加入稀盐酸④
收集
收集方法向上排空气法
检验方法通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊
注意事项①不能用稀硫酸代替稀盐酸②长颈漏斗的末端应伸入液面
以下③向上排空气法收集时，导管口应伸入到集气瓶底部。
3.氢气
反应原理
药品、反应条件锌粒和稀硫酸常温
实验装置
实验操作步骤①检查装置气密性②加药品③固定试管④验纯⑤收集
收集方法排水法或向上排空气法
检验方法点燃，罩干而冷的烧杯，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水
珠（生成物只有水）
注意事项①长颈漏斗末端伸入液面以下②用向下排空气法收集时，
导管应伸入到容器底部③不能用浓硫酸、硝酸及浓盐酸来
制取氢气④气体必须验纯
考点二：气体的检验
气体检验方法现象
水蒸气通过无水硫酸铜粉末白色粉末变蓝
氧气将带火星的木条伸入集气瓶中木条复燃
二氧化碳通入澄清石灰水中石灰水变浑浊
氢气点燃，罩干而冷的烧杯纯净气体安静燃烧，产生
淡蓝色火焰，烧杯内壁有
水珠
一氧化碳点燃，在火焰上方罩内壁涂有澄清石
灰水的烧杯
石灰水变浑浊
甲烷点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧
杯；迅速倒转后，注入少量澄清石灰
水
烧杯内壁有水珠，石灰水
变浑浊、
考点三：常见气体的干燥与净化
1.气体的净化
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,而与被提纯的物
质不反应,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杂质
的顺序,一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置,不仅要注意药品的名称，
还要遵循“长进短出”的原则,干燥管要“大进小出”。常见气体杂质的吸收剂见下
表:
吸收剂吸收的气体杂质
水易溶性气体，如HCl、NH
3
等
强碱（如NaOH）溶液酸性气体，如CO
2
,SO
2
，H
2
S，HCl等
碱石灰（NaOH+CaO）H
2
O（气体），酸性气体如CO
2
,H
2
S等
灼热的CuO还原性气体，如H
2
，CO等
灼热的铜网
O
2
2.气体的干燥
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定,其原则是干燥剂只能吸
收气体中的水分,而不能与气体发生反应。常见气体的干燥剂见下表:
3.常见尾气的处理
为了保护环境,防止中毒,对有毒、有害的气体必须用适当的溶液予以吸收或
收集或点燃。如Cl
2
、SO
2
、NO
2
等可用NaOH溶液吸收;NH
3
可用浓H
2
SO
4
吸收;CO
可收集后集中处理或在导管口处点燃,将其转化为CO
2
。常见的处理装置如下:
4.有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序
(1)组装仪器:一般按从左到右，从下到上的顺序进行。
(2)制取气体时,先检查装置气密性,后装药品。
(3)收集气体时,先净化后收集。
(4)检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。
(5)净化气体时,先除杂后干燥。
二、典型例题+练习
类型一常见单一气体的制取、收集、检验与验满
(2018·青岛中考)实验室制取气体时需要的一些装置如下图所示，请回答下
列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称：①__________，②__________。
(2)实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是
____________________________________，装置中使用分液漏斗的优点是
______________________。
(3)若要得到干燥的氧气，所选择装置的连接顺序：B→______→______(填字母
序号)。
(4)检验二氧化碳是否收集满的操作方法是___________________________。
(5)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃
烧更剧烈，H装置中溶液变浑浊，则B装置中反应的化学方程式为
______________________________。
解析：
分析模型：B装置是固体和液体在常温下反应的装置。分液漏斗能控制反应速
率。要得到干燥的氧气，先除水(浓硫酸吸水)再收集(向上排空气法)。检验二氧
化碳是否集满的方法是将燃着的木条放在瓶口，看木条是否熄灭。G装置中蜡
烛燃烧更剧烈说明制得的气体促燃，为氧气。
答案：（1）酒精灯锥形瓶（2）反应物是固体和液体，且不需要加热可以
控制反应的速率（3）FE（4）将燃着的木条放在集气瓶E的瓶口，若木
条熄灭，说明已集满
（5）2H
2
O
2
=====
MnO
22H
2
O＋O
2
↑
1．(2017·广州中考节选)分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器，可用于滴加液
体或分离互不相溶的两种液体，实验室部分装置如A～D所示。
(1)实验室制取气体通过反应物状态，反应条件等选用相应的反应装置，请完成
下表空格。
制取的
气体
反应物反应条件
反应装置
(填字母)
O
2
KClO
3
固体催化剂MnO
2
固体、加热
______
________
H
2
O
2
溶液催化剂MnO
2
固体、常温C或D
CO
2
__________和__________常温
______
或______
N
2
NH
4
Cl饱和溶液与NaNO
2
饱和溶
液
加热
______
(2)关于装置C和D的下列说法正确的是________(双项选择)。
A．装置C发生反应时，分液漏斗下端必须浸没在液体中
B．装置D发生反应时，长颈漏斗下端必须浸没在液体中
C．装置C和D的气密性检查的操作方法相同
D．装置C和D均可用于制取一定量的H
2
2．(2019·改编题)根据下列实验装置图填空：
(1)写出上图所示装置中标有序号的仪器名称：①________；②________。
(2)给A装置试管里的固体物质加热时，应先____________，然后集中加热盛有
药品的部位。使用B装置制取气体时，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，否
则将产生的后果是______________________。
(3)实验室常用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气，则其发生装置应选
择______，收集装置应选择______(填写装置的字母代号)。已知NH
3
能使湿润的
红色石蕊试纸变蓝。某同学用干燥的红色石蕊试纸检验反应生成的NH
3
，试纸变
蓝，原因是____________________________________。
3．(2017·青岛即墨一模)某学习小组围绕“气体的实验室制取”进行研讨，请你参
与完成下面的问题。
(1)图A装置制取气体的适用条件是______________。
(2)图C装置相比图B装置的主要优点是______________。
(3)实验室常用锌粒与稀硫酸反应制取H
2
，该反应的化学方程式是
_____________________________________。
(4)实验室若用图E装置收集NH
3
(密度小于空气)时，气体应从______端通入。(填
字母)
4．(2018·青岛西海岸新区一模)如图是实验室制取常见气体及检验其相关性质的
装置图。据图回答下列问题：
(1)写出装置②和④中仪器X和Y的名称：X____________，Y__________。
(2)用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气时，需要选用的发生装置是
______(填装置标号)，发生反应的化学方程式为_______________________。
(3)二氧化碳只能用装置⑤收集，说明二氧化碳具有的物理性质是
__________________________________，用装置⑥检验二氧化碳时发生反应的
化学方程式为____________________。
5．(2019·预测题)实验室常用下列装置来制取气体：
(1)写出图中有标号仪器的名称：a__________，b__________。
(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是______(填序号)，发生
反应的化学方程式为______________________________。
(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH
3
)。常温下氨气是一
种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水，其水溶液呈碱
性。
①制取氨气，应该从上图中选择的发生装置是______(填序号)。
②氨气是一种碱性气体，干燥时不能选用下列干燥剂中的______(填序号)。
A．固体氢氧化钠B．浓硫酸C．生石灰
6．(2017·青岛平度一模)请根据图中所示实验装置回答问题：
(1)请写出A、B装置中任意两种仪器的名称：___________________。
(2)若用排空气法收集二氧化碳，验满方法是_______________；若用F装置收集
氧气，氧气从______(选填“a”或“b”)端进入集气瓶。
(3)已知：二氧化氮(NO
2
)是一种红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水。
实验室常用铜片和浓硝酸不需加热制取。请从图中选出制备一瓶二氧化氮所需要
的发生装置是______(填装置序号，下同)，收集装置是______。
7．(2017·烟台中考)如图是实验室制取常见气体及检验相关性质的装置图，据图
回答问题。
(1)仪器①的名称是__________。
(2)査阅资料知，高铁酸钾(K
2
FeO
4
)固体可用于制取氧气。
方案一：4K
2
FeO
4
=====
△
2Fe
2
O
3
＋4K
2
O＋3O
2
↑；
方案二：4K
2
FeO
4
＋10H
2
O===4Fe(OH)
3
↓＋8KOH＋3O
2
↑。
①若用方案一制取氧气，应该选用的发生装置是______(填装置序号)。选用装置
C用排空气法收集氧气时，氧气应该从______(填“a”或“b”)端通入；
②下列关于以上两种方案制取氧气的说法正确的是__________(填序号)。
a．方案一发生的是分解反应
b．方案二更简便、节能
c．制取等质量的氧气，两种方案所需高铁酸钾的质量相等
(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式是____________________。
二氧化碳的水溶液能使蓝色石蕊试纸变红，若用装置D证明使蓝色石蕊试纸变
红的物质是碳酸而不是水或二氧化碳，应该采取的实验操作顺序是
______________(填序号，其中①②③可重复选用)。
①从f端通氮气
②从分液漏斗中滴加适量水
③从e端通二氧化碳
④将干燥的蓝色石蕊试纸放入D装置的广口瓶中
8．(2018·青岛李沧一模)如图是实验室制取气体时需要的一些实验装置，请回答
下列问题：
(1)写出上图所示装置中标有序号的仪器名称：①__________，②__________。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气时，组装好仪器后，应先
__________________，再添加药品；该反应的化学方程式为________________，
选用的气体发生装置是______(填装置序号)。
(3)某些大理石中含少量硫化物，使制得的二氧化碳中混有硫化氢(H
2
S)气体。实
验室里欲取纯净、干燥的二氧化碳，需对发生装置中产生的气体进行除杂，实验
装置如下：
查阅资料：I.H
2
S能与碱溶液、硫酸铜溶液反应。
Ⅱ.二氧化碳中混有的氯化氢气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收。
①装置甲中所盛试剂应选用__________________，装置丙中所盛试剂应选用
__________。
②丁处气体收集装置应选用______(填装置序号)。
类型二混合气体的检验与净化
(2017·青岛市南一模)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主
要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某兴趣小组设计实验，验
证水煤气的成分，装置与药品如下图所示：
请回答下列有关问题：
(1)证明水煤气中有二氧化碳的现象是_____________________。
(2)实验中两次用到甲装置，其目的是不同的，第一次是
__________________________，第二次是____________________。
(3)图中左边的甲、乙两装置的顺序是否可以调换？__________(填可或“不可
以”)。理由是_______________________________。
(4)丙装置的作用是________________________________________。如果将丙装
置去掉，则可能会影响对水煤气成分中____________的检验。
(5)若取消尾气处理装置，可能带来的后果是_____________。请设计一种尾气处
理装置___________________________(简要说明即可)。
解析：
装置解读：水煤气通过甲装置的无水硫酸铜，验证其中含有水蒸气。通过乙装置
的石灰水，验证其中是否含有二氧化碳。通过丙装置的氢氧化钠溶液，除尽二氧
化碳。通过丁装置的浓硫酸，对气体进行干燥。气体通过灼热的氧化铜后通过甲
装置的无水硫酸铜，检验生成物中有水来证明水煤气中含有氢气。通过乙装置的
石灰水，检验生成物中有二氧化碳来证明水煤气中含有一氧化碳。最后的尾气中
可能含有可燃性气体一氧化碳和氢气，可采用点燃的方法进行处理。
答案：（1）左边乙装置中石灰水变浑浊（2）验证水煤气中含有水蒸气通过
验证生成物有水来证明水煤气中含有氢气（3）不可以若互换，气体从石灰
水中出来会混有水蒸气（4）将二氧化碳除净，避免对后续实验的干扰一氧
化碳（5）有毒气体逸散到空气中用燃着的酒精灯将气体点燃
9．(2013·青岛中考)(单双项)除去下列各物质中少量杂质的方法，不合理的是
()
选项物质所含杂质除去杂质的办法
ACO
2
CO
通过足量的灼热氧化铜
BN
2
O
2
通过足量的灼热铜网
CH
2
水蒸气通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶
DCO
2
HCl
通过盛有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶
10.(2015·青岛中考)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分
是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某兴趣小组设计实验，验证水煤
气的成分，装置与药品如图所示：
下列相关分析与推理错误的是()
A．验证水煤气各成分的顺序依次是水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳
B．实验中两次用到甲装置，其目的是不同的，第一次是验证水煤气中含有水蒸
气，第二次是通过验证生成物有水来证明水煤气中含有氢气
C．丙装置的作用是将二氧化碳除净，避免对后续实验的干扰
D．若撤去丁装置不会对后续实验产生干扰
11．(2017·青岛即墨一模)(单双项)某无色混合气体可能含有二氧化碳、一氧化碳、
水蒸气、氢气中的一种或几种，依次进行下列处理(假设每次处理均反应完全)：
①通过碱石灰，气体体积变小；
②通过炽热的氧化铜时，固体全部变为红色；
③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；
④通过澄清石灰水，溶液变浑浊。
由此可以确定混合气体中()
A．一定含有二氧化碳、水蒸气，可能含有氢气、一氧化碳中的一种或两种
B．一定含有一氧化碳、水蒸气，可能含有二氧化碳、氢气中的一种或两种
C．一定含有一氧化碳和氢气，可能含有水蒸气、二氧化碳中的一种或两种
D．一定含有一氧化碳，可能含有水蒸气、氢气中的一种或两种
12．(2018·青岛李沧一模)(单双项)某气体可能由氢气、一氧化碳、二氧化碳、水
蒸气、氯化氢气体中的一种或几种组成，为确定其成分，某兴趣小组设计了如下
实验(已知无水硫酸铜遇水变蓝)：
气体通过有关装置时观察到的现象如下(假设每步反应均完全进行)：
装置
编号
ABCDE
试剂
硝酸银
溶液
澄清石
灰水
氧化铜
粉末
澄清石
灰水
无水硫
酸铜
现象
白色
沉淀
变浑浊变红色
无明显
变化
变蓝色
下列说法中错误的是()
A．该气体中一定有氯化氢气体、氢气、二氧化碳
B．该气体中一定不含一氧化碳
C．若将装置D、E位置颠倒，可以判断水蒸气是否存在
D．若将装置A、B位置颠倒，只影响氯化氢气体的检验
13．(2018·青岛实验初中模拟)(单双项)某混合气体N可能是由H
2
、CO、CO
2
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(假设
NaOH溶液可以完全吸收CO
2
)：
下表中是对可能出现的实验现象的描述，据此推测气体N的组成结果正确的
是()
14.(2012·青岛中考)(单双项)某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳
和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定量该气体按如图
所示装置进行实验(假设每步都充分反应或吸收)，结果装置①中无明显变化，装
置③增重1.8g，装置④增重2.2g。下列关于气体X成分的分析中，错误的是
()
A．一定没有二氧化碳
B．可能含有甲烷和氢气
C．可能只有甲烷
D．可能含有氢气和一氧化碳
15．(2014·青岛中考)使用甲醇(CH
3
OH)作为汽车的燃料，可以减少汽车尾气对环
境造成的污染，某研究性学习小组为了探究甲醇在氧气中燃烧的产物，将甲醇在
一定量的氧气中点燃，再将燃烧后的混合气体通过如下的装置进行实验，请填空：
(1)为尽可能多地检验出甲醇的燃烧产物，如图所示装置的正确连接顺序为混合
气体→______→______→______→D(填写装置序号，装置不重复使用)。
(2)该学习小组的同学通过正确的设计并进行实验，在实验过程中观察到的部分
现象：D和A中①装置内的澄清石灰水均变浑浊，而A中③装置内的澄清石灰
水不变浑浊，根据实验结果并通过分析推理，得出这次实验中甲醇的燃烧产物为
________________________(填写化学式)。
(3)如果将A中②③装置去掉，则可能会影响对燃烧产物中________的检验。
16．(2018·青岛中考)某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一
种或几种。某兴趣小组利用下图中的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用
符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用，除杂试剂均足量)。
提示：CuO＋CO=====
△
Cu＋CO
2
，CuO＋H
2
=====
△
Cu＋H
2
O；无水硫酸铜粉末遇
水变蓝色。
(1)若检验气体中是否存在水蒸气，可将该气体通入装置______。
(2)将气体依次通过装置________，可检验并除去该气体中的二氧化碳。
(3)若检验气体中是否存在一氧化碳，可将该气体依次通过装置__________。
(4)将气体依次通过装置________________，可一次性确定该气体的成分。
17．(2017·青岛中考)某混合气体中含有CO、CO
2
、SO
2
三种气体。某兴趣小组
对此进行了探究。
【查阅资料】
Ⅰ.SO
2
能使品红溶液退色，易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，能与氢氧化钠溶液
反应，能使澄清的石灰水变浑浊。
Ⅱ.CO和CO
2
均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。
Ⅲ.CO与CuO反应的化学方程式为CO＋CuO=====
△
Cu＋CO
2
。
【实验探究】为验证这三种气体，同学们在老师指导下，设计并进行如下实验：
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体的存在，请完成下列空格：
(1)装置E的作用是________________；装置F的作用是____________。
(2)能证明气体中含有SO
2
的现象是________________________，含有CO
2
的现
象是____________________________。
【反思与评价】若将装置①和装置②互换，则无法验证的气体是
__________________(填化学式)。
18．(2017·金华中考)已知某混合气体由H
2
、CO和CO
2
三种气体组成。为验证该
混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。
根据方案回答下列问题：
(1)装置C在实验中的作用是____________________________。
(2)仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？
请判断并说明理由。____________________________。
(3)小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气
体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，
请对图1实验装置提出改进意见。______________________________。
(4)图1方案B装置可用来吸收CO
2
但没有现象。为证明CO
2
和NaOH能发生反
应，小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是
____________________。
19．(2018·青岛西海岸新区一模)近年来，多次发生煤矿瓦斯爆炸事件。瓦斯已成
为导致我国煤矿特大恶性事故的“头号杀手”。
(1)瓦斯的主要成分是甲烷，在空气中完全燃烧的化学方程式为
____________________________________。
(2)矿井下瓦斯爆炸事故发生后，专家提出了注入液氮灭火的方案。液氮可用于
矿井灭火的原因除了液氮汽化使温度降低外，还因为_____________________。
(3)检测人员抽取了某矿井气体样品X，X中可能含有一氧化碳、二氧化碳和甲
烷三种气体中的一种或多种。为了确认气体X的成分，某同学设计了如下探究
装置(假设每步都充分反应或吸收)。
①为保证实验的准确性，气体燃烧装置后应该连接的导管序号是
a→____________。
②若装置Ⅰ中无明显变化，装置Ⅲ增重3.6g，装置Ⅳ增重2.7g，则可判断气体
样品X中一定含有的气体是________________(填化学式)。