常见气体的制取和净化的考查类型

孙翠芳

一、基础型

一般是考查气体制取的相关基础知识。

例题1 在实验室中，一般都是根据所需药品状态和反应条件来确定气体发生装置。某化学兴趣小组同学利用如图1所示装置制取气体。

（1）图中仪器a的名称是____。

（2）用高锰酸钾制取纯净氧气所需的装置代码是____，反应化学方程式为____。

（3）制取二氧化碳所需药品为____。

（4）制取氢气的化学方程式为____，B装置可随时控制反应发生与停止，因而____也体现着绿色化学思想。

解析 （1）图中仪器a的名称是试管，（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，该反应属于固体加热型，适用装置A作发生装置；氧气不易溶于水，且用排水法收集比较纯净，故选E收集，反应的化学方程式为：

（3）实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳。

（4）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，反应的化学方程式为：

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

B装置可随时控制反应发生与停止，因而“节约药品”也体现着绿色化学思想。

二、知识迁移型

通过新的问题情境设置，考查学生通过原有的知识解决新的问题的能力。

例题2 （2023凉山州）制取气体的部分实验装置如图2所示。

（1）装置A制取O2的化学方程式为

（2）用装置C收集H2，应从装置C的____（选“m”“n”）端口通人H2。

（3）乙炔是难溶于水的一种气体，其无色、无味、密度比空气略小。实验室常用饱和食盐水和电石制取乙炔，原理是饱和食盐水中的水和固体电石（ CaC2）剧烈反应生成乙炔（C2H2）气体和氢氧化钙，其反应的化学方程式为____。若用装置B制取乙炔，为控制反应速率，需将装置B改进为____。

解析 （1）A装置属于固体加热型，且试管口有一团棉花，所以是加热高锰酸钾制氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰，化学方程式为：

（2）氢气的密度比空气小，因此用装置C收集H2，应从装置C的n端口通入H2；（3）实验室制取乙炔的反应实质是电石与饱和食盐水中的水发生了化学反应，生成乙炔的同时还生成了氢氧化钙，该反应的化学方程式为：

CaC2+2H2O=C2H3↑+Ca（OH）2

若用装置B制取乙炔，为控制反应速率，需要对装置B的改进是将长颈漏斗更换成分液漏斗或注射器。

三、实验探究型

将气体的制取、气体的净化、气体的干燥等进行综合考查，主要考查学生的综合分析运用的能力。

例题3 气体的制取是初中化学的重要内容。化学探究小组按圖3装置研究二氧化碳的制取。

[选用药品]按表1进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图4所示。

表1中实验Ⅰ对应图3中的曲线____（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，不用实验Ⅲ药品制备二氧化碳的原因是____。

[明确原理]以块状大理石和稀盐酸为原料，在实验室中制备二氧化碳气体，反应的化学方程式为____。

[实验步骤]实验室制取气体时，组装好仪器后，应先____，再添加药品。

解析 [选用药品]表1中实验Ⅰ采用块状大理石和7%稀硫酸来制取二氧化碳，碳酸钙和硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙会附着在大理石表面，阻止反应的进一步进行，最终生成的二氧化碳质量较少，则实验Ⅰ对应曲线丙。小组同学不用实验Ⅲ药品制备二氧化碳的原因是：实验Ⅲ反应速率太快，不利于收集二氧化碳

[明确原理]以块状大理石和稀盐酸为原料，在实验室中制备二氧化碳气体的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：

CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O

[实验步骤]有气体参与或生成的反应，在反应前都要检查装置的气密性，则应先检查装置的气密性。

（收稿日期：2023-10-25）