常見氣體的制取和凈化的考查類型

孫翠芳

一、基礎(chǔ)型

一般是考查氣體制取的相關(guān)基礎(chǔ)知識。

例題1 在實(shí)驗(yàn)室中，一般都是根據(jù)所需藥品狀態(tài)和反應(yīng)條件來確定氣體發(fā)生裝置。某化學(xué)興趣小組同學(xué)利用如圖1所示裝置制取氣體。

（1）圖中儀器a的名稱是____。

（2）用高錳酸鉀制取純凈氧氣所需的裝置代碼是____，反應(yīng)化學(xué)方程式為____。

（3）制取二氧化碳所需藥品為____。

（4）制取氫氣的化學(xué)方程式為____，B裝置可隨時控制反應(yīng)發(fā)生與停止，因而____也體現(xiàn)著綠色化學(xué)思想。

解析 （1）圖中儀器a的名稱是試管，（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時，該反應(yīng)屬于固體加熱型，適用裝置A作發(fā)生裝置；氧氣不易溶于水，且用排水法收集比較純凈，故選E收集，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

（3）實(shí)驗(yàn)室用石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。

（4）實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

B裝置可隨時控制反應(yīng)發(fā)生與停止，因而“節(jié)約藥品”也體現(xiàn)著綠色化學(xué)思想。

二、知識遷移型

通過新的問題情境設(shè)置，考查學(xué)生通過原有的知識解決新的問題的能力。

例題2 （2023涼山州）制取氣體的部分實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

（1）裝置A制取O2的化學(xué)方程式為

（2）用裝置C收集H2，應(yīng)從裝置C的____（選“m”“n”）端口通人H2。

（3）乙炔是難溶于水的一種氣體，其無色、無味、密度比空氣略小。實(shí)驗(yàn)室常用飽和食鹽水和電石制取乙炔，原理是飽和食鹽水中的水和固體電石（ CaC2）劇烈反應(yīng)生成乙炔（C2H2）氣體和氫氧化鈣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。若用裝置B制取乙炔，為控制反應(yīng)速率，需將裝置B改進(jìn)為____。

解析 （1）A裝置屬于固體加熱型，且試管口有一團(tuán)棉花，所以是加熱高錳酸鉀制氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳，化學(xué)方程式為：

（2）氫氣的密度比空氣小，因此用裝置C收集H2，應(yīng)從裝置C的n端口通入H2；（3）實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電石與飽和食鹽水中的水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成乙炔的同時還生成了氫氧化鈣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CaC2+2H2O=C2H3↑+Ca（OH）2

若用裝置B制取乙炔，為控制反應(yīng)速率，需要對裝置B的改進(jìn)是將長頸漏斗更換成分液漏斗或注射器。

三、實(shí)驗(yàn)探究型

將氣體的制取、氣體的凈化、氣體的干燥等進(jìn)行綜合考查，主要考查學(xué)生的綜合分析運(yùn)用的能力。

例題3 氣體的制取是初中化學(xué)的重要內(nèi)容。化學(xué)探究小組按圖3裝置研究二氧化碳的制取。

[選用藥品]按表1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取等質(zhì)量的同種大理石加入足量酸中（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)），產(chǎn)生二氧化碳的體積隨時間變化曲線如圖4所示。

表1中實(shí)驗(yàn)Ⅰ對應(yīng)圖3中的曲線____（選填“甲”、“乙”或“丙”）。小組同學(xué)決定用實(shí)驗(yàn)Ⅱ的藥品制取二氧化碳?xì)怏w，不用實(shí)驗(yàn)Ⅲ藥品制備二氧化碳的原因是____。

[明確原理]以塊狀大理石和稀鹽酸為原料，在實(shí)驗(yàn)室中制備二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

[實(shí)驗(yàn)步驟]實(shí)驗(yàn)室制取氣體時，組裝好儀器后，應(yīng)先____，再添加藥品。

解析 [選用藥品]表1中實(shí)驗(yàn)Ⅰ采用塊狀大理石和7%稀硫酸來制取二氧化碳，碳酸鈣和硫酸反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣會附著在大理石表面，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，最終生成的二氧化碳質(zhì)量較少，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ對應(yīng)曲線丙。小組同學(xué)不用實(shí)驗(yàn)Ⅲ藥品制備二氧化碳的原因是：實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)速率太快，不利于收集二氧化碳

[明確原理]以塊狀大理石和稀鹽酸為原料，在實(shí)驗(yàn)室中制備二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O

[實(shí)驗(yàn)步驟]有氣體參與或生成的反應(yīng)，在反應(yīng)前都要檢查裝置的氣密性，則應(yīng)先檢查裝置的氣密性。

（收稿日期：2023-10-25）