初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中学生的化学实-优题课

初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中学生的化学实验技能应达到的要求。

（1）某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下：

气体	方法（或原理）	发生装置	收集装置
O ₂	方法1：加热氯酸钾	均可选择A装置（可根据需要添加棉花）	均可选择④ 　　装置（填标号）
	方法2：加热① 　　（填化学式）	均可选择A装置（可根据需要添加棉花）
	方法3：分解过氧化氢溶液	均可选择③ 　　装置（填标号）
CO ₂		化学方程式为②

（2）该小组将制取的O ₂和CO ₂（各一瓶）混淆了，设计如下方案进行区分。

方案	现象	结论
方案1：将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中	若带火星的木条①	则该瓶气体是O2
方案2：向两个集气瓶中分别滴入少量的② 　　溶液，振荡	若溶液变浑浊	则该瓶气体是CO2
方案3：向两个集气瓶中分别倒入少量的水，振荡后再滴加几滴紫色石蕊溶液	若紫色石蕊溶液变为 ③ 　　色	则该瓶气体是CO2
……	……	……

（3）制取气体的过程包括：a．选择制取装置；b．验证所得气体；c．明确反应原理。据此，该小组总结出实验室里制取气体的一般思路为　　（填"甲"或"乙"或"丙"）。

甲、a→b→c 乙、b→a→c 丙、c→a→b

科目化学题型实验题难度中等

知识点：实验室制取氧气的反应原理氧气的制取装置氧气的收集方法常见气体的检验与除杂方法

小明按如图所示进行趣味实验，将U形管开口端放入烧杯内，观察到溶液进入U形管并流入另一端。

（1）烧杯内的溶液呈_____色。

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____。

（3）U型管开口端放入烧杯后，管内气体压强_____（选填“增大”“不变”或“减小”），溶液在管内上升并流入另一端。

为了参加2023年5月举行的化学实验操作考试，各学校积极组织了实验操作训练。小姚同学完成了“稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别”实验，请你帮他完成实验报告的填写。

【实验题目】稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别

【实验目的】选择合适的指示剂鉴别稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水

【实验仪器】小试管5支、试管刷等

【实验药品】随机编号为A、B、C的三种待测液，酚酞试液（装于滴瓶），石蕊试液（装于滴瓶）

【实验过程】

（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴石蕊试液，振荡。	B中的石蕊试液变_____，另外两支试管中的液体呈蓝色、紫色，但颜色相近。	鉴别出B是_____，A、C无法准确鉴别。
②另取A、C待测液 $1 - 2 m L$ 于两支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中的酚酞试液变_____，A中无明显现象	鉴别出C是_____，A是蒸馏水。

【交流反思】

（2）小峰同学认为，只用酚酞试液也能完成该实验，他设计方案并完成了实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中液体呈红色，A、B中无明显现象	鉴别出C
②将①中的红色液体分为两等份，_____。	观察到其中一支试管有明显的现象：_____。	发生反应的化学方程式为_____，鉴别出A、B．

气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置图回答问题。

（1）仪器a的名称是_____。

（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是_____，你选择的发生装置是_____（填字母编号）。

（3）检验二氧化碳可选用_____（填数字编号）。

①氢氧化钠溶液

②氯化钙溶液

③氢氧化钙溶液

④蒸馏水

（4）实验室若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，装置的正确连接顺序是B→_____→_____→F，验满的方法是_____。

（5）同学们在体育考试中，做引体向上时，将“镁粉”抹在手掌上以增大摩擦力。“镁粉”到底是什么物质呢？与老师交流后，了解到“镁粉”【化学式可表示为 $M g_{x} （ O H ）_{y} C O_{3}$ 】是一种受热易分解的白色固体，分解产物全部是氧化物。为了确定“镁粉”的化学式，同学们设计了实验方案并进行了定量探究：

①依次连接装置A→D→C，并检查其气密性。

②在A装置中加入 $14.2 g$ “镁粉”，加热，充分反应后测得D装置增重 $1.8 g$ ，C装置增重 $4.4 g$ （产生的气体完全被吸收，不考虑空气对测定结果的影响）。同学们通过分析计算，最终确定“镁粉”的化学式为_____。

某小组采用图a所示实验装置探究 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是 $F e$ ；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是 $F e_{3} O_{4}$ ，并查阅了资料： $F e_{3} O_{4}$ 可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。

（1）制备 $C O$ 的原理是：（ $H C O O H$ 在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备 $C O$ 的是______（填标号）。

（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。

（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。

①定量分析物质组成可知，该反应生成 $F e_{3} O_{4}$ 是合理的，理由是______。

②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有 $F e_{3} O_{4}$ 和 $F e$ ．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。

（4）该小组为了探索 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用 $C O$ 炼铁时，还原 $F e_{2} O_{3}$ 的温度应不低于______ $℃$ 。（填“ $400$ ”“ $600$ ”或“ $800$ ”）

②图中： $x ＝$ ______。

③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为 $600 ℃$ 左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：____________。

制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有 $N a C l 、 N a_{2} S O_{4}$ 及少量 $M g S O_{4}$ 和 $C a S O_{4}$ ，某小组从中获取 $N a C l$ 和 $N a_{2} S O_{4}$ 的主要过程如下：

（1）“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______，“除杂2”应加入的试剂是______。（除杂限选试剂： $H C l 、 H N O_{3} 、 N a_{2} C O_{3} 、 C a （ O H ）_{2}$ ）

（2）将“溶液A”在 $80 ℃$ 蒸发浓缩，至有少量固体析出。

①该小组分析溶解度曲线，推测析出的少量固体是 $N a C l$ ，但检验后却发现是 $N a_{2} S O_{4}$ 。请作出合理解释：______。

②该小组停止蒸发浓缩，经______、过滤得到大量 $N a_{2} S O_{4}$ 固体及母液；将母液中的 $N a C l$ 分离出来，操作是______。

（3）设计由硫磺（单质硫）生产 $N a_{2} S O_{4}$ 的转化路径，依次写出反应的化学方程式：______。（提示：常见 $＋ 4$ 价硫的化合物可与 $O_{2}$ 化合为 $＋ 6$ 价硫的化合物）