常见气体的制取

张微微

[原题呈现]

例（2020·辽宁·锦州·第19题）实验可以培养同学们的化学核心素养，根据图1回答问题。

（1）仪器a的名称_______。

（2）若实验室制取氧气的发生装置选用A装置，反应的化学方程式为：__________。用C装置进行氧气性质实验时，水的作用是____。

（3）实验室制取二氧化碳应选择的发生装置是_______（填字母序号），将制得的二氧化碳通入到D装置中，发生反应的化学方程式为：________。

（4）若用E装置收集一瓶干燥的气体，则该气体可能是（    ） （填字母序号）。

A. H2                  B. CO2              C. O2

[分析拓展]

分析：（1）仪器a的名称是：长颈漏斗。

（2）A装置适用于固体加热制取氧气，且试管口有棉花，适用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为： [2KMnO4] [   △    ] [K2MnO4+MnO2+O2↑]。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成的高温熔融物溅落，容易炸裂瓶底，故水的作用是：防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。

（3）实验室通常用石灰石或大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应的反应物状态为固体和液体，且反应条件为常温下进行，故发生装置应选B。将制得的二氧化碳通入到D装置中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为： [Ca（OH）2+CO2] [   __  ] [CaCO3↓+ H2O] 。

（4）若用E装置收集一瓶干燥的气体，该气体不可与浓硫酸反应，收集时该气体从短管进入，所以该气体的密度要比空气小，故选A。

答案：（1）长颈漏斗

（2）[2KMnO4] [   △    ] [K2MnO4+ MnO2+O2↑] 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底（表述合理即可）

（3）B [Ca（OH）2+CO2] [                ] [CaCO3↓+ H2O]

（4）A

拓展：1. 固液常温型制取气体发生装置的优化：图2中，B装置与A装置相比较，优点是能随时控制反应的发生和停止;C装置与A装置相比较（分液漏斗可以用注射器代替），优点是能通过控制液体滴加的速率来控制反应速率，同时还可以節约药品。如：电石和水可以生成乙炔气体，该反应非常剧烈，可以选择C装置作为发生装置。

2. 图2中D装置在实验中的用法：

（1）观察气体的流动速率：可以在瓶中装入适量的水，气体从a口通入。

（2）洗气或检验气体：如除去氧气中的水蒸气可以在瓶中加入适量的浓硫酸，气体从a口通入;检验二氧化碳气体可以在瓶中加入适量的澄清石灰水，气体从a口通入。

（3）收集气体：

①用排水法收集气体时，将瓶中装满水，气体从b口通入，水从a口排出;

②用排空气法收集密度比空气大的气体时，气体从a口通入，空气从b口排出;

③用排空气法收集密度比空气小的气体时，气体从b口通入，空气从a口排出。

[跟踪巩固]

根据图3中的装置，请回答下列问题。

（1）图A装置中，①仪器的名称是_______。

（2）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，应选取的发生装置和收集装置是_____（填字母序号），该反应的化学方程式为：______ 。

（3）实验室制取氧气，若用E装置收集氧气，则气体应从______（填“左”或“右”）端管口进入。

分析：（1）图A装置中，①仪器是铁架台。

（2）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，该反应的反应物状态为固体和液体，且反应条件为常温下进行，应选取的发生装置是B。氢气的密度比空气的密度小，可用向下排空气法收集;氢气不溶于水，也可用排水法收集，故收集装置是D。该反应的化学方程式为：Zn + H2SO4 [                ] ZnSO4 + H2↑。

（3）实验室制取氧气，若用E装置收集氧气，气体应从短管口进入，将水从长管口排出，故气体应从右端管口进入。

答案：（1）铁架台    （2）BD    Zn + H2SO4 [                ] ZnSO4 + H2↑   （3）右

[原题呈现]

例（2020·辽宁·营口）图4是实验室制取气体常用的装置，请完成下列问题。

（1）写出标号①仪器的名称  ______，实验室制取CO2选择的药品是______（填字母序号）。

A.块状大理石 B.碳酸钠粉末 C.碳酸钙粉末 D.稀盐酸 E.稀硫酸

（2）写出实验室用A装置制取O2的化学方程式_______，若要在相同时间内收集到纯度较高的O2，则接口a应与接口_______（填导管接口字母）相连，若此时收集到的O2仍然不纯，则可能的原因是________（答一点即可）。

[分析提升]

分析：（1）仪器①是长颈漏斗。实验室制取CO2选择的药品是块状大理石和稀盐酸。碳酸钠粉末及碳酸钙粉末和稀盐酸反应速率太快，因此不能选B、C。稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻止反应进行，因此不能选E。故本题选择A、D。

（2）A装置为固体加热型，且试管口塞一团棉花防止固体颗粒进入导管，所以是高锰酸钾制取氧气的装置，反应的化学方程式为：2KMnO4 [   △    ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑。要在相同时间内收集到纯度较高的O2，应选择排水法收集，所以接口a与接口e相连，若此时收集到的O2仍然不纯，可能的原因是刚加热没等气流稳定，就连接导管收集气体，或者集气瓶中没有装满水，还有少量空气混入。

答案：（1）长颈漏斗   A、D（多选、漏选均不得分） （2）2KMnO4 [   △    ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ e 没等A装置气流稳定就开始收集或E装置未充满水（合理即可）

小结：本题主要考查同学们实验室制取氧气和二氧化碳的知识，根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和水溶性确定收集装置。用排水法收集到的气体更纯净，用排空气法收集到的气体更干燥。

[跟踪巩固]

如图5所示，A～F是实验室制取气体的常用装置，回答下列问题。

（1）仪器a的名称是_______。

（2）实驗室制取氧气和二氧化碳均可选择的装置组合是（   ）（填字母序号）。

（3）若选用B、E装置加热高锰酸钾制取氧气，有下列操作：①熄灭酒精灯;②装药品，固定装置;③检查装置气密性;④收集气体;⑤连接仪器;⑥点燃酒精灯，加热;⑦从水槽中取出导气管。正确的操作顺序为（   ） 。

A. ⑦②③①④⑤⑥

B. ⑤③②⑥④①⑦

C. ⑤③②⑥④⑦①

D. ⑤②③⑥④①⑦

（4）如果实验室用锌粒和稀硫酸反应制取一瓶氢气，所选的装置组合是A、F，则A装置的导气管应该和F装置的（   ）（填“m”或“n”）端相连。

答案：（1）酒精灯 （2）A、D （3）C （4）n