初中化学气体的干燥（除水）探究题

如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为（从左至右填写仪器序号字母）（提示：挥发出的少量 $HCl$气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中，试液显色。
（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（ $F{e}_x{O}_y$）的元素组成比例，并验证反应中气体生成物的性质。所选仪器按A1 -----B-----C----- A2顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右。
①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物( $F{e}_x{O}_y$)试样的质量为ag，实验结束后，继续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末状固体的质量减少了bg，试推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比值：x/y=．（用含a和b的代数式表示）。（设所发生的反应均完全进行）
②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中，出现白色浑浊，且溶液质量减小。试解释溶液质量减小的原因:．
③对于该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是

下面是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置。请回答下列问题：

（1）指出图中标有数字的仪器名称：
①                 ；②                    。
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时应选用            （填字母标号，下同）发生装置，             收集装置，写出该反应的化学方程式                   。
（3）F是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。若将F装置内装满水来收集氧气，则气体应从          （填“a”或“b”）进入F中。

根据图1装置图，回答有关问题：

（1） $B$中用于加热的仪器名称是， $C$中用于收集气体的仪器名称是．
（2）制取和收集 $O_2$可选择 $B$和 $E$，若用氯酸钾制取，化学方程式为；制取和收集 $C{O}_2$可选择装置和（用字母填空）；制取和收集 $H_2$可选择装置和（用字母填空）．
（3）某兴趣小组学习了制取 $C{O}_2$和 $H_2$后，将反应装置改进，如图2所示，请你指出该装置的优点：．实验前，都要检验装置的气密性，检验该装置气密性的方法是．

我们已经学过实验室制取气体的一般思路和方法，请利用下列装置回答相关问题．

（1）写出图一中a和b的仪器名称：a         b       ；
（2）选择图一中的装置制取和收集二氧化碳气体，那么应选择的装置是   和     ；
在实验室中制取二氧化碳气体的常用药品：液体是        ，固体是             。
（3）若要用图二装置收集二氧化碳气体，则气体应从   （填c或d）端通．理由是                            ．
（4）用制取的二氧化碳进行如下有关性质实验：

①实验（II）中溶液变       色；
②实验（III）中加热之后，溶液又变为          色，解释出现此现象的原因                                                                          。
（5）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式（或化学式表达式）                        若要用排水法收集一瓶较纯净的氧气，开始收集氧气的最佳时机是               。
（6）同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂。实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O₂大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究：
[提出猜想]猜想I：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想II：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想III：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂。
[实验验证]同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想      错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想II正确的结论。该组同学选择的实验方法是                       。
[拓展延伸]实验发现，KClO₃固体加热制取O₂的反应速率很慢，但如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快。
请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？                        。

利用图甲装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中H₂O₂的溶质质量分数为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比反应放热忽略不计）
（1）写出甲装置中发生反应的符号表达式：             ，MnO₂在此反应中起            作用。
（2）图乙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出            。

（3）当用“3%H₂O₂溶液8毫升与不同质量的MnO₂混合”时，得到如图丙所示的曲线．曲线的斜率显示，当MnO₂的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求．在此实验条件下，若MnO₂的质量有4克（一药匙），就能使如图           （选填字母）烧杯中所装的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近实验要求。

下列图( I )是部分常用化学仪器或装置，图(Ⅱ)是部分“微型”化学仪器或装置(用 “微型”仪器做实验，其试剂用量和废物排放量是通常用量的l／10或更少，符合绿色化学的理念)。对比图(I)和图(Ⅱ)回答以下问题：

⑴图( I )中A、B的名称分别是             、              ；
⑵用图(Ⅱ)中的“微型”仪器做实验，固体只需极少量、液体用量也很少(或只需1～2
小滴)，相对用图(I)仪器做实验的优点是      、      、       (填序号)：
①节约药品用量          ②能完全消除实验污染
③方便个人或家庭实验    ④若需加热也能节约燃料
⑶图( I )中的C装置的作用相当于图(II)中的装置             (填字母)，它们在实
验操作上的共同优点是通过控制                     来控制反应速度。

下图装置用于制取某些气体。

（1）填写下列仪器的名称：
a：；
b：。
（2）若用 $KMn{O}_4$制取氧气，反应的化学方程式为，应选择的发生装置是（填序号），不能选用的收集装置是（填序号）。
（3）虽然常温常压下乙烯（ $C_2{H}_4$）不与空气反应，但因密度很接近空气而不用排空气法收集。若用排空气法收集乙烯，将；排水法收集乙烯时，待导气管口连续稳定地冒出气泡才开始收集，原因是。

根据下列实验装置图回答问题：

（1）写出 $a$的仪器名称；
（2）实验室制备和收集 $O_2$的装置组合是（填字毋序号）；写出此套装置制备 $O_2$对应的化学方程式：；
（3）用B装置制取 $O_2$时检查气密性的方法是；
（4）氢气是一种无色．无味、难溶于水的气体，其密度比空气的密度小，在实验室中常用锌粒和稀硫酸反应制取．
①实验室制取氢气的发生装置是（填字毋序号）；
②氢气与氧气混和点燃可能会发生爆炸，因此点燃之前必须先．

4月23日同学们进行了物理化学实验考查。化学实验有“实验室制取二氧化碳气体、收集和验满”和“配制50g6％的NaCl溶液”两实验供抽选。
【检查药品与仪器】小文同学抽到了“二氧化碳的制取、收集和验满”实验。下图是实验桌上摆放好的该实验所需的用品。实验前小文发现其中缺少了一种实验仪器和一种药品，请你写出所缺仪器的名称______；所缺药品是__________；写出该实验反应的化学方程式_________________．

【实验操作】下图是小文实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是__________（填字母标号），其中操作有误的是__________（填字母标号）。

【反思】氨气极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700体积的氨气，溶解时氨气与水反应生成一水合氨，溶液显碱性。氨气的密度比空气小。实验室制氨气的反应如下：2NH₄Cl（固体）+Ca（OH）2（固体）2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O。能否用实验室制取二氧化碳的发生装置制氨气?______（填“能”或者“否”），实验室氨气的收集方法是_________。

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】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：

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           。
【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             ，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明                    。 现象与实验Ⅲ相同.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，然后进行称量的目的是         ，最后还要再将黑色粉末和          混合加热，
【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                 。
【实验反思】MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应有何影响？
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中为3%H₂O₂溶液，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计。）

【讨论交流】（1）图乙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                  。图丙是“不同质量的MnO₂与相同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                    。

王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于             （填“物理”或“化学”）变化。
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】

实验步骤	实验现象	文字表达式
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中	石蜡燃烧得更旺	文字表达式I

表中，文字表达式I是                                 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是                                 。
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。

【实验记录 】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性	/	装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定	/	/
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。	收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟	/
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是              ；现象I是           
出现上述现象的原因是                     。
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为          % 。
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是            

研究和控制化学反应条件有重要意义。
（1）同学们想探究双氧水的浓度对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。

实验	双氧水的质量（g）	双氧水浓度（%）	二氧化锰质量（g）	收集时间（s）
1	50	6	5	200
2	50	12	5	100
3	50	18	______	67

①写出上述反应的文字表达式________________________。
②实验3中，加入的二氧化锰质量为___________g。
③相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明________________________。
④同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。
为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择右图装置（气密性良好）进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是________________，同学分析原因后，采用了____________法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气。

实验室利用如图装置进行组合，制取并收集氧气。

（1）写出标注仪器的名称：a，b

（2）若选择①与⑤组合制取并收集氧气，反应的化学方程式是，实验结束时，应先，再停止加热．
（3）制取并收集干燥的氧气，下列组合可行的是（填选项，可多选）．

A．

①③④

B．

②③④

C．

①③⑤

D．

②③⑤

（4）选择装置②制氧气，分液漏斗盛装的药品是 过氧化氢溶液．

(5分)实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。

若用氯酸钾制取氧气，反应的化学方程式是                  ，在加热氯酸钾制取氧气的过程中，发现产生氧气的速率很慢，经检查不是KClO₃变质，也不是装置气密性不好，你认为最可能的原因是                           。
在做硫粉在氧气中燃烧的实验时，一般预先在集气瓶底部加水处理产生的二氧化硫气体，
用     选代替水吸收产生的气体效果会更好。
已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置________(填字母序号)，说明一氧化氮已收集满的现象是                                。

某化学兴趣小组利用如图1装置探究制取气体的原理、方法及性质．结合装置图，回答下列问题：

（1）写出图2中标号仪器的名称：a　     　，b　          　．
（2）写出实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气的化学方程式　     　，可选用C装置收集氧气，其原因是　                      　．
（3）实验室通常用如图3所示的洗气装置对氧气进行干燥里面填装的药品可以是　          　．

A．浓硫酸	B．氢氧化钠溶液
C．生石灰	D．氯化钠固体．