專項一氣體壓強在初中化學實驗中的應用一、涉及氣體壓強變化的實驗在教材中的呈現P37P37加熱高錳酸鉀制取氧氣中氧氣含量P22裝置氣密性的檢查P22裝置氣密性的檢查P27測定空氣中氧氣含量P117二氧化碳的溶解性實驗P111P117二氧化碳的溶解性實驗P111用木炭還原氧化銅P80電解水實驗下冊P16下冊P16一氧化碳還原氧化鐵P130滅火器原理示意圖二、考查方向檢查裝置的氣密性、測量氣體體積、空氣中氧氣含量的測定、溶解及反應過程中的能量變化、探究反應是否發生控制液體的流向、保護裝置防倒吸。三、氣壓變化結構化處理四、壓強差形成的原因因素舉例氣壓增大生成氣體

產生H2、O2、CO2放熱反應放熱：生石灰與水反應、金屬與酸反應、中和反應、氧化反應等加液體或注氣溶解放熱：氫氧化鈉固體和濃硫酸氣壓減小消耗氣體

氣體溶解：二氧化碳、氨氣溶于水吸熱反應減少氣體抽氣

硝酸銨溶解五、專項練習1.下列裝置的氣密性檢查中，漏氣的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】A.向右拉活塞瓶內壓強減小，長頸漏斗中導管液柱下降或有氣泡，說明裝置氣密性好，圖中現象說明裝置漏氣，符合題意；B.彈簧夾關緊，瓶內壓強不變，看到液面高度不變，說明裝置氣密性良好，不符合題意；C.水握住試管，試管中溫度升高壓強增大，看到氣泡產生，說明裝置氣密性良好，不符合題意；D.用嘴往瓶中吹氣，瓶中壓強增大，看到液柱上升，說明裝置氣密性良好，不符合題意。故選A。2.將液體A滴入燒瓶與氣體B充分接觸，打開止水夾，可發現試管內的水立刻沸騰了，則液體A和氣體B的下列組合中，合理的是①水、氯化氫（極易溶于水）、②濃硫酸、二氧化碳③氫氧化鈉溶液、二氧化硫、④氫氧化鈉溶液、氧氣。A．①② B．③④C．①③ D．①②③④【答案】C【分析】將液體A滴入燒瓶與氣體B充分接觸，打開止水夾，可發現試管內的水立刻沸騰了，說明容器內氣壓減小使水的沸點降低。【解析】①氯化氫極易溶于水，使容器內氣壓減小，沸點降低，該組合合理；②濃硫酸不與二氧化碳反應，容器內氣壓不變，該組合不合理；③氫氧化鈉溶液能與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，容器內氣壓減小，水的沸點降低，該組合合理；④氫氧化鈉溶液與氧氣不反應，容器內氣壓不變，該組合不合理。組合①③合理，故選C。3.如圖所示（干冰常溫下易升華），下列有關說法不正確的是A．從微觀角度，干冰是由分子構成的物質B．干冰升華是物理變化C．U形管內右端紅墨水液面升高D．燒杯中澄清石灰水變渾濁【答案】C【解析】A.干冰是固態二氧化碳，從微觀角度分析，干冰是由二氧化碳分子構成的，故A正確；B.干冰升華是由固體變為氣體，只是狀態的改變，沒有新物質的生成，所以是物理變化，故B正確；C.干冰升華吸收熱量，大試管內溫度降低，壓強減小，所以可以觀察到U型管內右端紅墨水液面降低，故C錯誤；D.干冰升華是由固體變為氣體，所以二氧化碳氣體使得澄清石灰水變渾濁，故D正確；故選C4.如圖所示，向小試管中加入一定量的下列物質。A．濃硫酸

B．燒堿

C．生石灰

D．蔗糖

E.硝酸銨

F.氯化鈉(1)U形管液面右側未發生改變，該物質是___________；（填序號）(2)U形管液面右側升高，該物質是___________；（填序號）(3)U形管液面右側降低，該物質是___________。（填序號）【答案】(1)DF(2)ABC(3)E【解析】（1）U形管液面右側未發生改變，說明小試管中加入一定量該物質溶液溫度沒有明顯改變，蔗糖、氯化鈉溶于水，既不表現吸熱，也不表現放熱，溶液溫度基本不變，廣口瓶中的氣體的體積不變，則U形管液面右側未發生改變，故填：DF。（2）U形管液面右側升高，說明試管內液體溫度升高，瓶中氣溫升高，氣體受熱膨脹，氣壓增大，使U形管液面右側液面上升；濃硫酸稀釋放熱，燒堿（氫氧化鈉的俗稱）固體溶解放熱，生石灰（氧化鈣的俗稱）與水反應生成氫氧化鈣，該反應是放熱反應，向小試管中加入一定量這三種物質，可導致U形管的左側液面降低，右側液面升高。故填：ABC。（3）U形管液面右側降低與U形管液面右側升高正好相反，該物質是硝酸銨，因為硝酸銨固體溶于水時吸收熱量，溶液溫度降低，裝置中的氣體遇冷收縮，裝置中的壓強減小，則U形管的左側液面升高，右側液面降低，故填：E。5.某化學興趣小組設計了如圖所示的裝置（夾持儀器已略去）。當打開活塞K時，裝置①中產生大量氣泡，裝置②中的液體流入裝置③中，請根據實驗現象回答下列問題：(1)儀器A的名稱______。(2)打開K時①中發生反應的化學方程式______。(3)打開K時裝置②中的液體流入裝置③中的理由______，③中觀察的現象______。【答案】(1)分液漏斗(2)(3)

裝置①中產生的氧氣使裝置②中的氣壓增大

生成藍色絮狀沉淀【解析】(1)根據圖示，儀器A的名稱是分液漏斗。(2)打開分液漏斗的活塞K，過氧化氫溶液進入燒瓶內，過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，化學方程式為：。(3)裝置②中左邊的導管短，只稍微露出橡皮塞，右邊的導管插入氫氧化鈉溶液中，打開K時，裝置①中產生的氧氣進入裝置②中，由于氧氣不能溶于氫氧化鈉溶液，裝置②中壓強越來越大，導致液體流入裝置③中。裝置②中的氫氧化鈉溶液流入裝置③中，氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，氫氧化銅難溶于水，呈藍色，故觀察到的現象是：生成藍色絮狀沉淀。6.根據下列裝置，回答問題。(1)如圖中甲，用長頸漏斗向試管內加入一定量的水，使下端浸入水中，導管上連接一個注射器。當活塞往外拉時，即對密閉體系進行___________處理，漏斗末端___________，或當活塞往里推時，即對密閉體系進行___________處理，則漏斗頸內___________，證明氣密性良好。(2)如圖乙，用彈簧夾夾住膠皮管，從長頸漏斗口處注水，即對密閉容器進行___________處理，觀察長頸漏斗下端是否形成一段穩定的水柱。若有，說明裝置___________；反之，說明裝置___________。(3)加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣并用排水法收集時，實驗結束，先撤導管后熄滅酒精燈，是為了___________；為測定生成氧氣的體積，應選用下圖所示裝置___________(填序號)。【答案】(1)

減壓

有氣泡冒出

加壓

液面上升且形成穩定的水柱(2)

加壓

氣密性良好

漏氣(3)

防止試管冷卻，氣壓減小，水倒流引起試管炸裂

Ⅲ【解析】（1）當活塞往外拉時，裝置內壓強減小，即對密閉體系進行減壓處理，外界氣壓不變，漏斗末端有氣泡冒出，或當活塞往里推時，裝置內壓強增大，即對密閉體系進行加壓處理，外界氣壓不變，則漏斗頸內液面上升且形成穩定的水柱，證明氣密性良好。（2）用彈簧夾夾住膠皮管，從長頸漏斗口處注水，即對密閉容器進行加壓處理，若長頸漏斗下端形成一段穩定的水柱，說明裝置氣密性良好；反之，說明裝置漏氣。（3）實驗結束，先撤導管后熄滅酒精燈，是為了防止試管冷卻，氣壓減小，水倒流引起試管炸裂；氧氣不易溶于水，密度小于水，為測定生成氧氣的體積，氧氣從短管進，水從長管出，排出水的體積為氧氣的體積，故應選用下圖所示裝置Ⅲ。7.我們的初中化學實驗有很多都與氣壓變化有關，請回答下列問題：(1)A裝置實驗室制備的化學方程式為__________，與裝置A比較，選擇裝置B的最大優點是______，若選用C、D組合裝置來測定生成的體積，儀器連接順序為a→___→___→d(填小寫字母)。(2)將裝置E中滴管內的水擠入錐形瓶，若出現_______現象，則說明極易溶于水。(3)裝置F中，樣品投入試管內水中后，右側U型管液面左降右升，則該樣品不可能是___。(填序號)①CaO

②NaOH固體

③固體【答案】(1)

可以控制反應的發生和停止

c

b(2)氣球脹大(3)③【解析】（1）A裝置適用于固液不加熱反應制取氣體，適用于過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，過氧化氫在二氧化錳的催化下分解為水和氧氣，該反應的化學方程式為：；與裝置A相比，裝置B可將固體置于多孔隔板上，關閉彈簧夾，通過長頸漏斗添加液體，固液接觸，生成氣體，裝置內壓強增大，將液體壓入長頸漏斗中，固液分離，反應停止，打開彈簧夾，氣體導出，固液接觸，反應開始，故優點是：可以控制反應的發生和停止；若選用C、D裝置來測定生成二氧化碳的體積，二氧化碳的密度比水小，應從c端通入，水從b端排出，排出水的體積就是生成二氧化碳的體積，故順序為：a→c→b→d；（2）將裝置E中滴管內的水擠入錐形瓶，氨氣極易溶于水，會導致裝置內氣體減少，壓強減小，故觀察到氣球脹大；（3）裝置F中，樣品投入試管內水中后，右側U型管液面左降右升，說明樣品溶于水或與水反應放出熱量，裝置內氣體受熱膨脹，壓強增大。①氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，放出大量的熱，不符合題意；②氫氧化鈉固體溶于水放出大量的熱，不符合題意；③硝酸銨固體溶于水吸熱，溶液溫度降低，符合題意。故③。8.某興趣小組同學對常見堿的部分化學性質進行探究，請你參與。探究一：探究氫氧化鈉的性質。(1)取5g氫氧化鈉固體于燒杯中，再向燒杯中加入20mL水，不斷攪拌，實驗現象為______。(2)圖1所示實驗，反應的化學方程式為______。(3)圖2所示實驗中，一定發生的反應的化學方程式為______。(4)將圖1、圖2反應后的溶液倒入燒杯中，充分反應后，觀察到燒杯底部有藍色沉淀、上層清液為無色。燒杯內溶液中的溶質是______。探究二：探究堿與CO2反應。如圖3所示，甲同學分別打開分液漏斗活塞，將相同體積的氫氧化鈉飽和溶液和氫氧化鈣飽和溶液分別全部加入錐形瓶中，立即關閉活塞，振蕩錐形瓶。一段時間后同時打開彈簧夾K1、K2，觀察實驗現象。(5)觀察到裝置A中的現象是______，裝置C中反應的化學方程式為______。得出結論：堿能與二氧化碳發生反應。(6)乙同學認為A中產生的現象不能說明堿能與二氧化碳反應，其理由是______。不改變裝置的前提下，請設計實驗證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，其實驗方案是______。(7)丙同學認為通過對比甲實驗中裝置A和C的現象也能說明氫氧化鈉與二氧化碳發生反應。請對丙同學說法的合理性做出評價______。【答案】(1)固體溶解，燒杯外壁發熱(2)(3)、(4)Na2SO4、NaCl(5)

B中的水進入A中

(6)

氫氧化鈉溶液中的水能溶解二氧化碳且與水反應，使A中壓強減小，也能觀察到B中的水被壓入A中

將C中氫氧化鈣溶液更換為少量水，重新完成實驗，并對比實驗（合理即可）(7)若C中氫氧化鈣足量，則A、C中的CO2均完全反應，無法形成對比，現象不能說明NaOH與CO2發生反應；由于氫氧化鈉易溶于水、氫氧化鈣微溶于水，因此等體積的飽和溶液中氫氧化鈉的量比氫氧化鈣多，若C中氫氧化鈣不足，B中壓入到A中的水比C中更多，現象能說明NaOH與CO2發生反應【解析】(1)氫氧化鈉固體溶于水，并且放出熱量，故取5g氫氧化鈉固體于燒杯中，再向燒杯中加入20mL水，不斷攪拌，實驗現象為固體溶解，燒杯外壁發熱。(2)圖1所示實驗，發生反應為氫氧化鈉和稀鹽酸生成氯化鈉和水，故反應的化學方程式為。(3)圖2所示實驗中，氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，氫氧化銅和稀鹽酸反應生成氯化銅和水，故一定發生的反應的化學方程式為、。(4)圖1中氫氧化鈉和稀鹽酸生成氯化鈉和水，圖2中氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，氫氧化銅和稀鹽酸反應生成氯化銅和水，氫氧化鈉溶液顯堿性，能使無色酚酞變紅色，將圖1、圖2反應后的溶液倒入燒杯中，充分反應后，觀察到燒杯底部有藍色沉淀、上層清液為無色，說明稀鹽酸反應完全，溶液中不含氫氧化鈉，故燒杯內溶液中的溶質是生成的氯化鈉和硫酸鈉，化學式為NaCl、Na2SO4。(5)裝置A中氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，裝置A中壓強變小，故觀察到裝置A中的現象是B中的水進入A中，裝置C中發生反應為二氧化碳和氫氧化鈣生成碳酸鈣和水，故反應的化學方程式為。(6)飽和氫氧化鈉溶液中含有水，二氧化碳能溶于水，且二氧化碳和水反應生成碳酸，故A中產生的現象不能說明堿能與二氧化碳反應，其理由是氫氧化鈉溶液中的水能溶解二氧化碳且與水反應，使A中壓強減小，也能觀察到B中的水被壓入A中。證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，需要做二氧化碳和水接觸反應的實驗做對比，故實驗方案是將C中氫氧化鈣溶液更換為少量水，重新完成實驗，并對比實驗（合理即可）。(7)氫氧化鈉易溶于水、氫氧化鈣微溶于水，當A、C裝置中二氧化碳均完全反應時，現象相同，無法形成對比，如果等體積的兩種飽和溶液，氫氧化鈉溶解的量比氫氧化鈣多，則水倒吸進A裝置較多，說明NaOH與CO2發生反應，故評價：若C中氫氧化鈣足量，則A、C中的CO2均完全反應，無法形成對比，現象不能說明NaOH與CO2發生反應；由于氫氧化鈉易溶于水、氫氧化鈣微溶于水，因此等體積的飽和溶液中氫氧化鈉的量比氫氧化鈣多，若C中氫氧化鈣不足，B中壓入到A中的水比C中更多，現象能說明NaOH與CO2發生反應。9.學習化學離不開化學實驗，請結合下圖回答問題。資料：碳酸鈉與二氧化碳、水反應生成可溶于水的碳酸氫鈉。(1)寫出圖中標號①儀器的名稱______。(2)利用裝置B制取氧氣，反應的化學方程式為______。若用D裝置收集氧氣，則氣體應該從______（填“a”或“b”）進入。(3)實驗室用鋅粒與稀硫酸制取H2，其反應的化學方程式為______。裝置C與B相比較，其優點是______。(4)實驗室用石灰石與鹽酸制取的CO2通入到澄清石灰水，石灰水并未變渾濁。將氣體依次通過裝置M、N、O后，發現N中溶液不變渾濁，O中溶液變渾濁。則裝置M中X溶液為______（填字母）。A．飽和Na2CO3溶液 B．飽和NaHCO3溶液 C．飽和NaOH溶液(5)若集氣瓶中充滿CO2氣體，將分液漏斗①中的NaOH溶液滴入瓶中，稍作振蕩，發現氣球______（填“膨脹”或“縮小”），其原因用化學方程式表示______；若要氣球恢復原狀，應關閉分液漏斗①，打開分液漏斗②，滴入______溶液（填化學式，忽略滴入液體的體積）。【答案】(1)酒精燈(2)

b(3)

可以控制反應的發生與停止(4)B(5)

膨脹

HCl或H2SO4（合理即可）【解析】（1）①儀器的名稱酒精燈；（2）裝置B制取氧氣，裝置為固液不加熱反應，反應為過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成氧氣和水，；氧氣不易溶于水，若用D裝置收集氧氣，則氣體應該短進長出，從b進入。（3）實驗室用鋅粒與稀硫酸制取H2，硫酸和鋅生成硫酸鋅和氫氣，；裝置C與B相比較，其優點是裝置中關閉活塞，裝置中壓強變大液體進入長頸漏斗，液體和固體藥品分離，反應停止；打開活塞氣體排出，液體流下，固液接觸反應進行，可以控制反應的發生與停止；（4）已知，碳酸鈉與二氧化碳、水反應生成可溶于水的碳酸氫鈉。實驗室用石灰石與鹽酸制取的CO2通入到澄清石灰水，石灰水并未變渾濁；可能原因是鹽酸具有揮發性，導致二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，不能使石灰水變渾濁；將氣體依次通過裝置M、N、O后，發現N中溶液不變渾濁，O中溶液變渾濁，則裝置M中X溶液為吸收二氧化碳中氯化氫氣體的溶液，碳酸氫鈉和氯化氫反應生成二氧化碳且不能吸收二氧化碳，氫氧化鈉和碳酸鈉均可以吸收二氧化碳不合適，故X為碳酸氫鈉，故選B；（5）若集氣瓶中充滿CO2氣體，將分液漏斗①中的NaOH溶液滴入瓶中，稍作振蕩，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水：，裝置中氣體減小，壓強減小，氣球變大；若要氣球恢復原狀，應關閉分液漏斗①，打開分液漏斗②，滴入稀鹽酸（或稀硫酸），酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳，裝置中壓強變大，氣球恢復原狀，故填HCl或H2SO4。10.如圖1是某興小組設計的探究二氧化碳與氫氧化鈉是否反應的突驗。(1)寫出實驗②的實驗現象：______。(2)上述試驗______（填能或不能）證明CO2與NaOH發生了反應，并解釋原因______。(3)老師指出可通過加入其他物質檢驗生成物或設計對比實驗來證明反應是否發生，請你幫助他們完成下列實驗：做對比實驗：將相同的收集滿CO2的兩支試管分別插入盛有等體積水和氫氧化鈉的水槽中，出現如圖2所示的現象，兩支試管內液面高低不同的原因是______。【答案】(1)小氣球體積變大(2)

不能

因為二氧化碳能溶于水，且能和水反應生成碳酸，消耗裝置內的二氧化碳，氣體體積減小，產生類似的實驗現象。(3)B試管中二氧化碳與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉和水，消耗了更多二氧化碳，造成氣體體積減少的更多，壓強更小，所以上升的液面更高。【解析】（1）二氧化碳與氫氧化鈉反應后，氣體減少，內部壓強減小，外界大氣壓將空氣壓入氣球內，氣球體積變大；（2）二氧化碳能溶于水，且與水可以反應生成碳酸，同樣可使氣體體積減少，壓強降低，形成類似的實驗現象，上述試驗不能證明CO2與NaOH發生了反應；（3）B試管中氫氧化鈉會與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，消耗的二氧化碳更多，減少的體積更多，造成壓強降至更小，因此外界大氣壓壓入的水越多，形成液面越高；答案：（1）小氣球體積變大；（2）不能；因為二氧化碳能溶于水，且能和水反應生成碳酸，消耗裝置內的二氧化碳，氣體體積減小，產生類似的實驗現象；（3）B試管中二氧化碳與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉和水，消耗了更多二氧化碳，造成氣體體積減少的更多，壓強更小，所以上升的液面更高。11.鎢（W）是一種重要的戰略金屬。實驗室需用干燥的H2還原WO3制備金屬W，所用裝置如下圖所示。已知Zn粒中往往含有ZnS雜質。裝置內存在空氣，H2等可燃性氣體和氧氣混合，遇熱時可能會發生爆炸。(1)裝置①中發生反應的化學方程式有：______、ZnS+2HCl=ZnCl2+H2S↑。(2)裝置①的優點是：______。(3)裝置②的作用是安全瓶防倒吸，則a連接______（選填b或c）。(4)裝置③中盛裝NaOH溶液，其作用是______。(5)裝置④中盛裝的溶液其作用是______。(6)裝置⑤中盛裝的溶液是______。（填名稱）【答案】(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(2)隨開隨用，隨關隨停(3)b(4)吸收HCl和H2S(5)除去裝置內的氧氣，防止氫氣不純爆炸(6)濃硫酸【解析】（1）裝置①中鋅粒和鹽酸發生反應生成氯化鋅和氫氣，化學方程式為Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；（2）關閉活塞K，試管內氣體增多，壓強增大，液體被壓入長頸漏斗，固液分離，反應停止，打開活塞K，壓強減小，液體流入試管，固液接觸，反應發生，故裝置①的優點是隨開隨用，隨關隨停；（3）裝置②的作用是安全瓶，進氣管較短，可防倒吸，故a連接b；（4）裝置③中盛裝NaOH溶液，能與HCl和H2S發生反應，其作用是吸收裝置①中產生的HCl和H2S氣體；（5）裝置④中盛裝的溶液其作用