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[典例4]通过化学学习,同学们初步掌握了实验室里制取气体的知识和技能,请完成下列实验内容。
[制取气体]
|实验名称|化学方程式|选用试剂|制取气体所选装置|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|实验室制取二氧化碳||石灰石和稀盐酸|BC|
|实验室制取氧气|(合理即可)|(合理即可)|(合理即可)|
[探究活动]
(1)通常将产生的二氧化碳通入装置F,目的是。
(2)如果将产生的氧气通入装置G,现象是。
[交流总结]如果实验室需要制取另一种气体,你的思路是。
解析:[制取气体]实验室制取二氧化碳:碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$。实验室制取氧气:可以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取,不需要加热,可用装置B作发生装置;氧气不易溶于水且密度比空气的略大,可用C或E作收集装置;化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$。
[探究活动](1)把气体通入澄清石灰水中,目的是检验二氧化碳。
(2)因为氧气具有助燃性,把氧气通入装置G,现象是蜡烛燃烧得更加剧烈。
[交流总结]如果实验室需要制取另一种气体,思路如下:①确定反应原理,选择试剂。②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。③确定如何验证制取的气体。
答案:[制取气体]$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$ $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$ 过氧化氢溶液和二氧化锰 BC(或BE)
[探究活动](1)检验二氧化碳
(2)蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]①确定反应原理,选择试剂。②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。③确定如何验证制取的气体
方法总结
(1)能随时控制反应发生与停止的常见装置。
可以通过活塞控制反应的发生或停止 可以通过活塞控制反应的快慢
(2)"万能瓶"收集气体的方法。
①排空气法:当用此装置收集密度比空气大的气体时,气体"长进短出",收集密度比空气小的气体时,气体"短进长出"。
②排水法:瓶内装满水,气体"短进长出"。
[制取气体]
|实验名称|化学方程式|选用试剂|制取气体所选装置|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|实验室制取二氧化碳||石灰石和稀盐酸|BC|
|实验室制取氧气|(合理即可)|(合理即可)|(合理即可)|
[探究活动]
(1)通常将产生的二氧化碳通入装置F,目的是。
(2)如果将产生的氧气通入装置G,现象是。
[交流总结]如果实验室需要制取另一种气体,你的思路是。
解析:[制取气体]实验室制取二氧化碳:碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$。实验室制取氧气:可以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取,不需要加热,可用装置B作发生装置;氧气不易溶于水且密度比空气的略大,可用C或E作收集装置;化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$。
[探究活动](1)把气体通入澄清石灰水中,目的是检验二氧化碳。
(2)因为氧气具有助燃性,把氧气通入装置G,现象是蜡烛燃烧得更加剧烈。
[交流总结]如果实验室需要制取另一种气体,思路如下:①确定反应原理,选择试剂。②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。③确定如何验证制取的气体。
答案:[制取气体]$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$ $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$ 过氧化氢溶液和二氧化锰 BC(或BE)
[探究活动](1)检验二氧化碳
(2)蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]①确定反应原理,选择试剂。②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。③确定如何验证制取的气体
方法总结
(1)能随时控制反应发生与停止的常见装置。
可以通过活塞控制反应的发生或停止 可以通过活塞控制反应的快慢
(2)"万能瓶"收集气体的方法。
①排空气法:当用此装置收集密度比空气大的气体时,气体"长进短出",收集密度比空气小的气体时,气体"短进长出"。
②排水法:瓶内装满水,气体"短进长出"。
答案
解：
[制取气体]
实验室制取二氧化碳的化学方程式：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
实验室制取氧气：
化学方程式：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$
选用试剂：过氧化氢溶液和二氧化锰
制取气体所选装置：BC(或BE)
[探究活动]
(1) 检验二氧化碳
(2) 蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]
①确定反应原理，选择试剂。
②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。
③确定如何验证制取的气体。
[制取气体]
实验室制取二氧化碳的化学方程式：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
实验室制取氧气：
化学方程式：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$
选用试剂：过氧化氢溶液和二氧化锰
制取气体所选装置：BC(或BE)
[探究活动]
(1) 检验二氧化碳
(2) 蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]
①确定反应原理，选择试剂。
②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。
③确定如何验证制取的气体。
解析
【分析】
本题围绕实验室制取气体的核心知识点展开，需分模块梳理思路：1. 制取气体模块：回忆实验室制取二氧化碳的反应原理，制取氧气可选择固液不加热型的过氧化氢分解反应，装置需根据反应物状态、反应条件选发生装置，结合气体密度和溶解性选收集装置；2. 探究活动模块：明确二氧化碳通入澄清石灰水的目的是检验，利用氧气的助燃性分析通入蜡烛处的现象；3. 交流总结模块：梳理实验室制取气体的通用思路，从反应原理、装置选择、气体验证三方面总结。
【解析】
[制取气体]
1. 实验室制取二氧化碳：石灰石（主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
2. 实验室制取氧气：选择过氧化氢溶液和二氧化锰（固液不加热型试剂），反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$；发生装置选B，氧气不易溶于水且密度略大于空气，收集装置选C（向上排空气法）或E（排水法），故所选装置为BC或BE；
[探究活动]
1. 装置F为澄清石灰水，通入二氧化碳的目的是检验二氧化碳；
2. 氧气具有助燃性，通入装置G（蜡烛处），会使蜡烛燃烧得更加剧烈；
[交流总结]
实验室制取气体的思路：①确定反应原理，选择合适试剂；②根据反应物状态和反应条件确定发生装置，根据气体密度和水溶性确定收集装置；③确定气体的验证方法。
【答案】
[制取气体]
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$；过氧化氢溶液和二氧化锰；BC(或BE)
[探究活动]
(1) 检验二氧化碳；(2) 蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]
①确定反应原理，选择试剂；②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；③确定如何验证制取的气体
【知识点】
实验室气体制取；二氧化碳的检验；氧气的性质
【点评】
本题为初中化学实验部分的基础题型，覆盖了反应方程式书写、气体装置选择、气体检验及制取思路等核心考点，是中考常考的实验基础题，需熟练掌握相关基础知识点。
【难度系数】
0.6
本题围绕实验室制取气体的核心知识点展开，需分模块梳理思路：1. 制取气体模块：回忆实验室制取二氧化碳的反应原理，制取氧气可选择固液不加热型的过氧化氢分解反应，装置需根据反应物状态、反应条件选发生装置，结合气体密度和溶解性选收集装置；2. 探究活动模块：明确二氧化碳通入澄清石灰水的目的是检验，利用氧气的助燃性分析通入蜡烛处的现象；3. 交流总结模块：梳理实验室制取气体的通用思路，从反应原理、装置选择、气体验证三方面总结。
【解析】
[制取气体]
1. 实验室制取二氧化碳：石灰石（主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
2. 实验室制取氧气：选择过氧化氢溶液和二氧化锰（固液不加热型试剂），反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$；发生装置选B，氧气不易溶于水且密度略大于空气，收集装置选C（向上排空气法）或E（排水法），故所选装置为BC或BE；
[探究活动]
1. 装置F为澄清石灰水，通入二氧化碳的目的是检验二氧化碳；
2. 氧气具有助燃性，通入装置G（蜡烛处），会使蜡烛燃烧得更加剧烈；
[交流总结]
实验室制取气体的思路：①确定反应原理，选择合适试剂；②根据反应物状态和反应条件确定发生装置，根据气体密度和水溶性确定收集装置；③确定气体的验证方法。
【答案】
[制取气体]
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$；过氧化氢溶液和二氧化锰；BC(或BE)
[探究活动]
(1) 检验二氧化碳；(2) 蜡烛燃烧得更加剧烈
[交流总结]
①确定反应原理，选择试剂；②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；③确定如何验证制取的气体
【知识点】
实验室气体制取；二氧化碳的检验；氧气的性质
【点评】
本题为初中化学实验部分的基础题型，覆盖了反应方程式书写、气体装置选择、气体检验及制取思路等核心考点，是中考常考的实验基础题，需熟练掌握相关基础知识点。
【难度系数】
0.6
