制取气体的反应原理的探究知识点题库

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后（用石灰石和稀盐酸制取），对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究．
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙．但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明．若剩余溶液显酸性（含有H⁺），说明含有氯化氢．
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性．
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温．

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加	现象：溶液变为红色	溶液显酸性（含有H⁺）；溶质中有氯化氢．
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：反应的化学方程式是：
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：

【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的（填化学式），经、蒸发等操作后即可完成．

结合以下实验室制取气体的常用装置回答问题：

（1）写出标号仪器的名称：①；②；③；④；
（2）实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气时，应选用的发生装置是（填字母，下同），收集装置是，其中二氧化锰起作用，写出反应的符号表达式；
（3） A装置中试管口略向下倾斜的目的是；
（4）若用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是；
（5）如果用高锰酸钾制氧气，应选用的发生装置是，所选发生装置中还缺少．主要操作步骤有①从水槽中移出导管 ②检查装置的气密性 ③熄灭酒精灯，停止加热 ④收集氧气 ⑤加热 ⑥装入药品，固定好装置．请写出正确的操作顺序（填序号）．写出反应的符号表达式；
（6）装置B中反应十分剧烈，为了安全，应该（选填字母）；
a、控制液体的滴加速度 b、用体积小的锥形瓶 c、加热反应物
（7）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用作发生装置，收集氨气最好选用装置．

你认为下列反应中，最适合在核潜艇内发生的是（　　）

A . 水

氢气+氧气 B . 过氧化钠+二氧化碳﹣﹣碳酸钠+氧气 C . 过氧化氢

水+氧气 D . 高锰酸钾

锰酸钾+二氧化锰+氧气

小明参观某养鱼池时，好奇的发现农民向养鱼池中撒一种淡黄色固体﹣﹣过氧化钙，用来增加鱼池中的含氧量．小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气．

【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？

【查阅资料】部分内容如下：过氧化钙（CaO₂）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，主要用途可做增氧剂、杀菌剂等．

（1）【猜想与验证】小明依据提出猜想Ⅰ．

猜想Ⅰ：加热过氧化钙可制取氧气．

实验装置

实验主要过程

①检验装置气密性．操作如下：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到，松开手后，导管口有液面上升．

②加入过氧化钙，加热，导管口有大量气泡生成．

③收集满一瓶气体．

④停止加热．熄灭酒精灯前，应．

⑤检验气体．方法是．

实验结论：加热过氧化钙可制取氧气．

（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ．

猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气．

实验装置

实验主要过程

①检验装置气密性．

②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出．

实验结论：不能用过氧化钙与水反应快速制取氧气．

分析与反思：

① 虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明推导出农民用过氧化钙作增氧剂的主要原因是．

②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？

你的合理建议：（至少写出两个）．

潜水艇要配备氧气的再生装置，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常温下过氧化钠（ Na₂O₂）固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气．

你认为最合适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、．

在潜水艇里要配备氧气再生装置．现有以下几种制备氧气的方法：

①氧化汞 $\text{[math]}$ 汞+氧气

②高锰酸钾 $\text{[math]}$ 锰酸钾+二氧化锰+氧气

③过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气

④水 $\text{[math]}$ 氢气+氧气

请根据上述反应的文字表达式回答下列问题．

（1）上述四种再生氧气的方法最适合在潜水艇里使用的是．
（2）与其他方法相比，这种方法的优点是：
①；
②．

小陆老师带领同学们去实验室完成加热氯酸钾制取氧气的实验，A组同学对二氧化锰和氯酸钾的最佳质量比产生了好奇，于是设计了如下的实验：取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中，在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所用的时间，实验装置图和实验记录的数据如下：

实验编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化锰的质量/g	0.1	0.2	0.33	0.4	0.5	0.66	1	1.3	2	3
二氧化锰与氯酸钾的质量比	1:20	1:10	1:6	1:5	1:4	1:3	1:2	2:3	1:1	3:2
生成200mL氧气时间/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

请回答下列问题：

（1）请写出实验室加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的化学方程式。
（2）此实验中，收集气体前集气瓶内未装满水，对本实验的结果（填“有”或“没有”）影响。
（3）分析上述数据，你认为利用此法制取氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为。
（4）催化剂能影响化学反应速率，温度、反应物浓度、接触面积等也会对化学反应速率带来影响。分析上表数据，结合影响化学反应速率的因素分析：当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时，反应速率变低的原因是：。
在陆老师的指导下，A组同学将二氧化锰与氯酸钾以最佳质量比混合，成功的制取并收集了几瓶气体，但意外的发现制得的气体有刺激性气味，于是在陆老师的指导下对该气体成分进行探究。
（5）【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？
【查阅资料】
Ⅰ．氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在；
Ⅱ．氯气（Cl₂）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
【猜想与假设】
猜想一：该气体为；猜想二：该气体为Cl₂；猜想三：该气体为Cl₂和O₂。

（6）【实验探究】

序号

实验操作

实验现象

实验结论

①

小芳用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中

A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色。

猜想成立

②

小兰用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中

C中带火星木条(填“复燃”或“不复燃”)，D中淀粉碘化钾试纸变蓝。

猜想三成立

（7）【反思与评价】小虎认为小芳的结论不正确，原因是。
（8）【拓展应用】
Ⅰ．若取氯酸钾和二氧化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液成紫红色，该现象说明该反应还生成了。
（9） Ⅱ．MnO₂不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室通常用MnO₂与浓盐酸共热制取Cl₂。请完成该反应的化学方程式：
MnO₂+4HCl（浓） $\text{[math]}$ MnCl₂+2+Cl₂↑．
（10）【计算】12.25g纯净的氯酸钾固体中氧元素的质量是克。

实验室常用于制取和收集气体的装置如下图:

（1）实验仪器①的名称。
（2）实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速率且收集较纯净的氧气，应选用装置(填字母，下同)。该反应的化学方程式为。
（3）某兴趣小组的同学用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，他们选用了B作为气体发生装置，与C相比，B的优点是，若要用H收集氢气，气体应从端进入。
（4）常温下，氨气(NH₃)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。制取氨气的发生装置和收集装置应选择上图中的(填字母)。

碳酸氢铵受热时发生的分解反应为：NH₄HCO₃=NH₃↑+CO₂↑+H₂O，分析后回答。

（1）加热NH₄HCO₃时，闻到一种刺激性气味，由此推测生成物中具有刺激性气味的气体是；
（2）该反应不适合用于实验室制取CO₂ ，其主要原因是（答出一点即可）。

老师从实验桌上拿出两瓶常用的但标签已经模糊不清的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体。我们对此气体展开了一系列探究：

（1）写出图中仪器a、b的名称： a，b。
（2）如何检验装置B是否不漏气？。
（3）猜想：我认为产生的气体能使带火星的木条复燃，我能写出此反应的化学方程式：，我知道它的反应类型是。
（4）我想制取该气体，发生装置将选取图中的(填序号，以下同)，收集装置选取。
（5）如果用如图中的F装置收集该气体，我认为气体应从__端(填“①”或“②”)导入。
（6）我猜想无色气体还可能是另外一种气体，产生它的化学方程式是。收集装置可选取上图中的〔填序号〕。
（7）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是。

化学兴趣小组同学进行如下实验与探究活动，请你参与。

（1） Ⅰ．制取气体并验证气体性质。

写出仪器a的名称：。
（2）用A装置制取氧气，反应的化学方程式为，装置C可以收集氧气，这是因为氧气具有的性质。
（3）装置B与D组合制取并验证CO₂的某些性质。
①检查装置B的气密性的方法：。

②若装置D中盛放滴有紫色石蕊试液的水，可以观察到的现象是；若盛放氢氧化钠溶液，则没有明显现象产生。
（4） Ⅱ．在老师的指导下，兴趣小组同学多角度探究二氧化碳与氢氧化钠确实能发生反应。
小明进行如下实验：将收集满CO₂的两支试管（相同规格）分别倒立在水和NaOH溶液中，轻轻晃动试管，产生了如下图所示现象。

①小明根据，判断CO₂和NaOH发生了反应，反应的化学方程式为。

②甲实验的目的是。
（5）小菁同学取氢氧化钠溶液于烧杯中，用pH计测定溶液的pH为13.5，通入二氧化碳一会儿，测得溶液的pH为11.2，继续通入二氧化碳，再测得溶液的pH为9.2，溶液的pH降低的原因是，该实验可以说明CO₂和NaOH发生了反应。
（6）小菁根据化学变化的本质特征，设计了另一个实验方案。

实验步骤

实验现象

实验结论

CO₂与NaOH发生了反应。

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。

（提出问题）①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？

（查阅资料）

（1）氯化钾可溶于水；(2)研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：

反应程度、温度

种类

氧化铁

氧化铝

氧化铜

氧化镁

开始反应温度(℃)

420

515

305

490

剧烈反应温度(℃)

490

540

350

545

实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是。

（2）（设计并完成实验）
Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热

Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热

Ⅲ.将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热

（实验现象分析）

Ⅲ中X的值应为g，实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是。实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、、洗涤、干燥，然后进行称量，目的是，最后还要再将黑色粉末和混合加热，发现实验现象依然与之前现象相同。
（3）（结论）氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为：。

请从A或B中任选一个作答，若均作答，按A计分。

⑴用装置①制氧气，反应的化学方程式为。

⑵用装置③收集氧气的原因为。

⑴用装置②制二氧化碳，反应的化学方程式为。

⑵不用装置④收集二氧化碳的原因为。

实验课上同学们在实验室制取二氧化碳时，错拿稀硫酸倒入盛有石灰石的试管中，发现产生气泡速度越来越慢。于是同学们展开探究。

（1） [查阅资料]石灰石与稀硫酸反应与稀盐酸反应非常相似，但是由于反应生成的硫酸钙微溶物会覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与稀硫酸的接触，反应会逐渐缓慢，因此通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式。

（2）实验活动一选择合适浓度的硫酸

操作：室温下，用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g 直径为2mm石灰石的试管中注入不同浓度的稀硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，观察现象，记录见表一。

表一

试管编号	1	2	3	4	5
硫酸浓度（%）	15	20	25	30	35
气体体积（　mL）	35	47	55	51	42

实验活动二选择合适反应温度：

操作：在盛有1g直径约为2mm石灰石的试管中分别加入5ml相同合适浓度但温度不同的稀硫酸溶液，观察现象，记录见表二。

表二

试管编号	A	B	C	D	E
温度（℃）	40	50	60	70	80
现象和比较	有少量气泡	气泡比A试管多	气泡明显比B试管多	大量气泡产生，与常温用盐酸反应相似	反应激烈，迅速产生大量气体

分析处理以上表中数据，可得出的结论有：

①室温下，稀硫酸与大理石反应选用硫酸的浓度最合适为；

②当硫酸浓度一定时，反应速度与温度之间存在的关系是；其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为。

（3）上述实验活动后有同学又进一步提出问题：化学反应速率还受什么因素影响?设计装置如图所示。本实验采用的方法是，装置中红墨水的作用是实验中可观察到，由此可得出的结论是。

有六种途径可以制得氧气，如图所示：

（1）写出E、F两种途径的文字表达式E：；F：；基本反应类型是。
（2）（填序号）途径发生的是物理变化。
（3） A、F两种途径中二氧化锰的作用是，反应前后其和不变。
（4）根据“绿色化学”理念，（填序号）途径是实验室制氧气的最佳方法。

如图1是实验室常见的气体制取装置，请完成相关题目。

（1）装置A、B、C是常见的气体发生装置，请你根据，将其分成两类。若其中装置A利用高锰酸钾制取氧气，装置中则还需要；装置B的优点为。
（2） D装置，是经过废弃的输液袋改装而成的，若要利用它来收集二氧化碳时，气体应该从通入（填写“a”或“b”）；
（3）如图2，是在运用C装置制取气体时遇到的情景。当液面变化按照顺序时（填序号），导管上的活塞是在状态（填“打开”或“关闭”），此时停止了气体的制取。

（4）选用药品。按如表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应，硫酸钙微溶于水），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图3所示：

实验编号	药品
Ⅰ	块状大理石、10%稀硫酸（H₂SO₄）
Ⅱ	块状大理石、70%稀盐酸
Ш	大理石粉末、70%稀盐酸

上表中实验I对应图3曲线（选填“甲”、“乙”或“丙”）。小组同学决定用实验Ⅱ的药品制取二氧化碳气体，而不用实验Ⅲ药品制备二氧化碳的原因是。

如图是初中化学的一些基本实验，请回答相关问题。

（1） A实验中玻璃棒的作用是。
（2） B实验中制取氧气的药品是。
（3） C实验过程中，当蒸发皿中出现时，停止加热。
（4） D实验中酒精灯加网罩的作用是。

下列说法错误的是（）

A . 木炭在氧气中燃烧发白光，放热，生成使石灰水变浑浊气体 B . 红磷在空气中燃烧产生大量的白雾，放出热量 C . 铁丝浸入硫酸铜溶液中，铁丝表面有红色固体附着，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 D . 少量氯化铵与少量热石灰粉末混合、研磨，放出刺激性气味气体

化学实验里，老师给学生准备了如图几种实验装置．

（1）指出仪器的名称：①②；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置和收集装置为，反应的化学方程式为，属于反应（填基本反应类型）；
（3）实验室常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，选择的发生装置和收集装置为，反应的化学方程式为；
（4） NH₃是一种极易溶于水的气体，实验室常用加热NH₄Cl和Ca(OH)₂两种固体混合物来制取NH₃ ，应选用的发生装置为，反应的化学方程式为。

掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。请根据下图所示装置回答问题。

（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的化学方程式为，二氧化锰的作用是，应选用的发生装置是（选填装置字母序号）。实验时过氧化氢溶液应从所选装置中的（填仪器名称）加入。
（2）已知常温常压下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，水溶液显碱性。下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气。
①浓氨水和生石灰固体混合： $\text{[math]}$
②氯化铵固体和氢氧化钙粉末混合加热： $\text{[math]}$
若选用A装置制备氨气，应选择的反应原理是（选填数字序号）。收集氨气应选用的装置是。（选填装置字母序号）。检验氨气已收集满的方法是（写出操作、现象和结论）。
（3）实验室制取气体时，不需要考虑的因素是____（选填字母序号）。

A . 反应原理 B . 发生和收集装置 C . 检验和验满方法 D . 气体的颜色

实验步骤	实验现象	实验结论
		CO₂与NaOH发生了反应。

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