湖北省武汉市三年（2020-2022）中考化学模拟题按知识点分层汇编-28气体的制取和净化（含解析）考试试卷

湖北省武汉市三年（2020-2022）中考化学模拟题按知识点分层汇编-28气体的制取和净化
一、单选题
1．（2021·湖北武汉·校考模拟预测）工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定铁红中铁元素的质量分数，兴趣小组的同学利用草酸晶体(H2C2O4 3H2O)分解产生的气体产物进行了如下的实验，请你参与过程分析。
【资料】草酸晶体(H2C2O4 3H2O)在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O4 3H2OCO2↑+CO↑+4H2O
【问题探究】
关于该实验有下列说法：
①用草酸晶体制取一氧化碳气体的发生装置与双氧水制取氧气的装置不相同
②进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是澄清石灰水和浓硫酸
③对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用是防止爆炸
④装置F的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到E装置中
⑤若没有装置F，则测定的铁元素的质量分数会偏大
⑥若没有C装置，则测定的铁元素的质量分数会偏小
以上说法正确的是
A．①④⑥ B．①④⑤ C．①②④⑤ D．①②④⑥
2．（2021·湖北武汉·二模）用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是： 。已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO
3．（2022·湖北武汉·三模）按下列装置实验，不能达到对应目的是（ ）

A．收集H2 B．O2验满 C．配制20%的Ca(OH)2溶液 D．除去CO中的CO2
4．（2022·湖北武汉·统考模拟预测）如图所示进行有关碳及其氧化物性质实验，下列说法错误的是
A．甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红
B．丙处试管可防止液体倒吸
C．该装置的不足之处是未进行尾气处理
D．甲处发生的反应是典型的吸热反应
5．（2022·湖北武汉·二模）已知草酸晶体（H2C2O4 xH2O）在加热条件下能够分解生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气。为测定该晶体中x的值，将草酸晶体加热完全反应后的气体通过如图装置进行实验。实验供选择的试剂：澄清石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸。各装置中药品足量。
实验测得数据如下：实验所取草酸晶体的质量为7.2g，实验后测得甲装置质量增加3.6g。关于该实验下列说法正确的是
A．甲中所装试剂为氢氧化钠溶液
B．x的值为3
C．将图二所示装置放在丙处，导管连接顺序是a连接b
D．图二中所装试剂只能是澄清石灰水
6．（2022·湖北武汉·二模）下列图示实验操作中，正确的是
A．取用液体 B．稀释浓硫酸
C．收集氧气 D．称量氢氧化钠
二、实验题
7．（2021·湖北武汉·一模）为了测定某样品中氧化铁(Fe2O3)的质量分数(杂质不含铁元素，且不溶于水和酸)，某兴趣小组的同学进行了如下的实验，请你参与过程分析。
【查阅资料】
1 草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为H2C2O4CO2↑+CO↑+H2O；
2 碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠固体。
【实验设计及操作】用如图所示装置进行实验。
【问题讨论】
(1)实验中观察到E中现象是___________；
(2)进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是___________(填序号)；
①浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液
②石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
③氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
(3)当E中固体完全反应后，先熄灭___________处酒精灯(填“A”或“E”)；
(4)G的作用是___________；
(5)实验装置有一明显缺陷是___________。
【数据处理】(6)称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置增重4.4g．则样品中氧化铁质量分数为___________(精确到0.1%)。
【实验反思】(7)当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
8．（2021·湖北武汉·校联考二模）绿矾(FeSO4﹒nH2O)是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。绿矾不稳定，加热时会失去结晶水生成硫酸亚铁，硫酸亚铁在空气中易被氧化。某化学兴趣小组为测定绿矾中结晶水的含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。称重B装置，记为n1g。(已知碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)
实验步骤如下：
Ⅰ.打开K1和K2，缓缓通入N2一段时间后连接好装置，关闭K1
Ⅱ.点燃酒精灯，加热一段时间
Ⅲ.熄灭酒精灯
Ⅳ…………，称量A的质量为m3g，称量B的质量为n2g
回答下列问题：
(1)步骤Ⅳ中“……………。”的具体操作是_______。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为_______。
(3)根据实验记录，如只选择装置A的数据计算绿矾中结晶水的质量分数为_______(列式表示)。
(4)如选择实验前后B装置数据计算，则装置C的作用是_______。若两组数据的计算结果都偏小，则可能的共同原因是_______。
9．（2022·湖北武汉·校考模拟预测）如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。
(1)甲处的实验现象为___________，发生的化学反应方程式为___________。
(2)乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是___________。
10．（2022·湖北武汉·统考模拟预测）甲烷(CH4)气体难溶于水，不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物)、澄清石灰水等起反应。甲烷具有还原性，在加热条件下与氧化铜发生反应，生成铜、水和二氧化碳。某化学小组为验证甲烷的组成并测定CuO粉末中CuO的质量分数，设计了如图所示实验。该实验装置气密性良好，实验中所用试剂均足量。
已知：白色无水CuSO4固体遇水会变蓝色。装置C、D、E中分别盛有白色无水CuSO4固体、碱石灰、澄清石灰水。
①实验步骤：
Ⅰ.称取10.0g含有铜粉的CuO粉末 Ⅱ.通入甲烷气体
Ⅲ.点燃酒精灯加热，充分反应后，停止加热 IV.继续通甲烷至玻璃管冷却
②有关现象：
①A中黑色固体变红色；②C中未见变蓝色；③E中未见出现浑浊。
③有关数据：
A中玻璃管及 物质总质量/g B装置及物质 总质量/g D装置及物质 总质量/g
反应前 110.0 132.0 130.0
反应后 108.4 132.9 131.1
请回答下列问题：
(1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷，则发生装置类型与 (填序号)相同。A．用石灰石与稀盐酸制二氧化碳 B．用高锰酸钾制氧气
(2)装置B中的试剂应选用 (填序号)。
A．澄清石灰水 B．氢氧化钠浓溶液 C．浓硫酸
(3)甲烷还原氧化铜的化学方程式为_______。
(4)含有铜粉的CuO粉末中CuO的质量分数为_______。
(5)若实验中CuO未完全反应，则根据实验数据测得的甲烷中碳、氢元素质量比值与实际值相比________。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
试卷第6页，共7页
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参考答案：
1．A
【详解】①用草酸晶体制取一氧化碳气体的发生装置属于固体液体加热型，双氧水制取氧气属于固体液体常温型，则装置不相同，说法正确；
②进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是浓氢氧化钠溶液和浓硫酸，利用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳气体，利用浓硫酸来干燥一氧化碳，B中的澄清石灰水用来检验二氧化碳是否被除尽，氢氧化钙微溶于水，通常不用来吸收二氧化碳气体，故说法错误；
③对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，加热前通入过量的CO其作用是防止爆炸，加热后要通入过量的CO是为了防止铁被氧气氧化，故说法错误；
④装置F的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到E装置中，故说法错误；
⑤若没有装置F，空气中的二氧化碳和水蒸气进入到E装置中，导致测定的二氧化碳质量偏大，计算出氧元素的质量偏大，从而导致测定的铁元素质量分数会偏小，故说法错误；
⑥若没有C装置，水蒸气进入到E装置中，导致测定的二氧化碳质量偏大，从而导致测定的铁元素质量分数会偏小，说法正确；
正确的是①④⑥，故选A。
2．D
【分析】一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水。
【详解】A、一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误；
B、随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；
C、该实验中所有的化学反应里，最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；
D、Fe2O3、Fe3O4和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77.8%之间，所以此时固体成分是Fe3O4和FeO，故选项正确。故选D。
3．C
【详解】A、氢气的密度比空气小，因此可以用向下排空气法收集，故A能够达到实验目的，不符合题意；
B、氧气的验满方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，故B能够达到实验目的，不符合题意；
C、氢氧化钙是微溶性的物质，说明20℃时100g水中最多溶解1g氢氧化钙，因此不可能配制20%的Ca(OH)2溶液，故C不能够达到实验目的，符合题意；
D、二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，浓硫酸具有吸水性，通过浓硫酸可以除去水蒸气，故最后得到干燥的一氧化碳，D能够达到实验目的，不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A、甲中二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，实验过程中，甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红，故选项说法正确；
B、丙左侧导管刚刚露出塞子，由装置的特点可知，丙处试管可防止液体倒吸，故选项说法正确；
C、由装置的特点可知，气体进入丁中，一氧化碳几种在上部将溶液压入烧杯，二氧化碳和氢氧化钠反应，丁装置可以收集未反应的一氧化碳，进行了尾气处理，无需增加尾气处理装置，故选项说法错误；
D、甲中二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，反应是典型的吸热反应，故选项说法正确。
故选C。
5．B
【详解】A、甲装置的作用是吸收生成物中的水蒸气，因此装置甲中盛放的液体是浓硫酸，用来吸收反应生成的水蒸气，故A错误；
B、由题意可知，实验后甲装置质量增加3.6g，甲装置吸收生成物中的水蒸气，因此反应生成水的质量为3.6g，则
x=3g，故 B正确；
C、图二装置收集一氧化碳，应该短进长出，即导管连接顺序是a连接c，故C错误；
D、图二装置收集一氧化碳，因为反应中各装置中药品足量，都能够完全吸收，因此图二中所装试剂用澄清石灰水或氢氧化钠溶液都可以，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】A、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口，图中瓶口没有紧挨试管口、瓶塞没有倒放、标签没有向着手心，故所示操作错误；
B、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时的扩散；一定不能把水注入浓硫酸中，故所示操作错误；
C、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，故所示装置错误；
D、氢氧化钠易吸水潮解且具有强烈的腐蚀性，称量氢氧化钠时，应将氢氧化钠放在左盘的烧杯中进行称量，故所示操作正确。
故选：D。
7． 样品由红色变成黑色 ③ E 防止空气(中CO2和水蒸气)进入F 没有处理尾气装置 66.7% 偏小
【详解】(1)E装置中发生的反应是一氧化碳和氧化铁(红棕色)在高温下反应生成黑色的铁粉和二氧化碳，故答案为：样品由红色变成黑色；
(2)草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水，就要除去混合气体中的二氧化碳和水分；先用装置中氢氧化钠溶液除去混合气体中的二氧化碳、再用石灰水检验混合气体中的二氧化碳是否除干净、最后用浓硫酸是除去水分；故答案为：③；
(3)当E中固体完全反应后，还要继续通往CO，以便让装置E中的产生二氧化碳全部进入F装置，故答案为：E；
(4)由于利用称量F装置增加重量(二氧化碳)去计算参加反应的氧化铁的质量，故要防止外界空气(中CO2和水蒸气)进入F；故答案为：防止空气(中CO2和水蒸气)进入F；
(5)由于反应物CO是空气污染物，在实验时要把剩余的CO除去；故答案为：没有处理尾气装置；
(6)解：设样品中氧化铁的质量分为x
故答案为：66.7%；
（7）当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，装置E中的产生二氧化碳没有进入F装置，会导致F增加质量减小，使二氧化碳质量偏小，导致计算得出氧化铁的质量分数减小；故答案为：偏小。
8． 打开K1继续通N2，至冷却到室温 防止空气中的二氧化碳和水分进入装置B中影响实验结果 加热时间过短，结晶水未完全失去
【详解】（1）根据题干信息，硫酸亚铁在空气中易被氧化，步骤Ⅳ中的具体操作是：打开K1继续通N2，至冷却到室温。故填：打开K1继续通N2，至冷却到室温。
（2）绿矾不稳定，加热时会失去结晶水生成硫酸亚铁，装置B中是碱石灰，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为：。
（3）绿矾不稳定，加热时会失去结晶水生成硫酸亚铁，碱石灰具有吸水性；根据题干信息， 装置A的质量为m1g，装置A加入绿矾后的质量为m2g，则加入的绿矾的质量为(m2-m1)g，加热前装置A的质量为m2g，加热后装置A的质量为m3g，则加热过程中绿矾失去结晶水的质量为(m2-m3)g，所以根据实验记录，如只选择装置A的数据计算绿矾中结晶水的百分含量为： 。故填： 。
（4）碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，晶体加热失去结晶水需要一段时间，所以装置C的作用是：防止空气中的二氧化碳和水分进入装置中影响实验结果。若两组数据的计算结果都偏小，可能的共同原因是：加热时间过短，结晶水未完全失去，则反应后称量B的质量为n2偏小，生成水的质量(n2-n1)偏小，则反应后装置A的质量m3偏大，绿矾失去结晶水的质量为(m2-m3)偏小。故分别填：防止空气中的二氧化碳和水分进入装置B中影响实验结果；加热时间过短，结晶水未完全失去。
9．(1) 黑色粉末逐渐变成红色 CO+CuOCu+CO2
(2)吸收二氧化碳，同时收集一氧化碳
【详解】（1）一氧化碳具有还原性，在加热的条件下，一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，甲处的实验现象是黑色粉末逐渐变成红色；反应化学方程式为：CO+CuOCu+CO2；
（2）乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置中盛放的是氢氧化钠溶液，一氧化碳不能与氢氧化钠溶液反应，能将氢氧化钠溶液从右侧导管排出，作用是吸收二氧化碳，同时收集一氧化碳。
10．(1)B
(2)C
(3)CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
(4)解：D装置增加的质量就是吸收的二氧化碳的质量=131.1g-130.0g=1.1g
设参加反应的氧化铜的质量为x，
x=8.0g，
含有铜粉的CuO粉末中CuO的质量分数为
答：CuO的质量分数为80%
(5)不变
【解析】（1）
实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷，属于加热固体制取气体，发生装置类型与用高锰酸钾制氧气相同，故选B；
（2）
装置C、D、E中分别盛有白色无水CuSO4固体、碱石灰、澄清石灰水，根据实验流程可知，装置D是吸收二氧化碳，故装置B是吸收水，所以可用浓硫酸，故选C；
（3）
由题意可知，甲烷具有还原性，在加热条件下与氧化铜发生反应，生成铜、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；
（4）
见答案；
（5）
根据CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O可知，甲烷中碳、氢元素的质量等于反应后生成的二氧化碳中碳的质量、水中氢的质量，所以只要保证甲烷完全反应即氧化铜足量即可，故实验中CuO未完全反应，对测得的甲烷中碳、氢元素质量比没有影响。故填：不变。
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