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1、专题十四 气体的制取与净化 专题十四 气体的制取与净化 知识结构 气 体 的 制 取 与 净 化 氧气和二 氧化碳的 实验室制法 利用双氧水和二氧化锰制取氧气 发生反应的化学方程式为 该反应的基本反 应类型是分解反应 二氧化锰在反应中起催化作用 氧气的密度比空气大 可用向上排空气法收集 氧气不易溶于水 可用 排水 法收集 利用高锰酸钾制取氧气 发生反应的化学方程式为 该反应的基本反 应类型是分解反应 实验前应在试管口放一团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管 当用排水法收集完氧气 后 应先 把导管移出水面 后熄灭酒精灯 防止水槽中的水沿导管流入热试管中 使试管炸裂 实验室制取二氧化碳常用的药品是石灰
2、石 或大理石 和稀盐酸 发生反应的化学方程式为 收集二氧化碳可用向上排空气法 这是因为 的密度比空气大 不用排水法 收集是因为 能溶于水 常见气体 的检验 检验氧气是否收集满的方法是 将带火星的木条放在 集气瓶口 观察木条是否复燃 检验二氧化碳是否收集满的方法是 将燃着的木条放在集气瓶口 若木条 火焰熄灭 则证明已收集满 检验产生的气体是二氧化碳的方法 将气体通入 澄清的石灰水 中 若 澄清的石灰水变浑浊 则证明是 二氧化碳 常见气体的 干燥与净化 除去 中混有的 可将混合气体通入 溶液 中 除去 中混有的 可使混合气体通过灼热的 检验 中是否混有水蒸气 可用 无水硫酸铜 若混有水蒸气可用 浓
3、 除去 考点清单 考点一 常见气体的制取 实验室制气体的一般思路和方法 确定制取气体的反应原理 即在什么实验条件下 如常 温 加热 加催化剂等 选择什么药品 通过什么反应来制取这 种气体 确定制取气体时应采用的实验装置 确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体 实验室制取气体的方案遵循的原则 可行性 所选原料能够制得需要的气体 经济效益 原料一般要廉价易得 反应条件适宜且易于控制 反应速率适中 不能太快或太慢 便于收集与实验 生成的气体尽量纯净 操作简便易行 安全可靠 节能环保 例如 实验室制取 时选用锌粒 而不用镁条 铁片 原 因是镁的价格贵且反应太快而铁又反应太慢 酸选用稀硫酸 而 不宜用
4、稀盐酸 浓硫酸 因为用稀盐酸制得的 中会混有 与浓硫酸反应不生成 制 时选用石灰石 或大理 石 与 稀 盐 酸 而 不 选 用 浓 盐 酸 稀 硫 酸 原 因 是 与稀盐酸反应太快 浓盐酸易挥发出 气体 稀硫酸 与 反应不能进行到底 也不能煅烧石灰石 因为条件不易 达到 不便于操作 用 过氧化氢溶液制 时 要加少 量的 作催化剂 以加快反应的速率 年中考 年模拟 认真比较归纳氧气 氢气 二氧化碳的实验室制法 并通过对比分析 总结归纳 推断其他气体的制取方法 气体氧气氢气二氧化碳 药品 氯酸钾和二氧化锰 高锰酸钾 双氧水和二氧化锰 锌粒与稀硫酸大理石或石灰石与稀盐酸 反应 原理 稀 实验 装置
5、固体加热型 固液常温型 启普发生器的简易装置和固液常温型 装置 收集 方法 排水法或向上排空气法 不易溶于水 密度 比空气大 排水法或向下排空气法 难溶于水 密 度比空气小 向上排空气法 能溶于水 密度比空气大 检验 方法 将带火星的木条伸入集气瓶内 木条复燃 点燃 罩干冷小烧杯 产生淡蓝色火焰 烧 杯内壁有水珠 生成物只有水 通入澄清石灰水中 石灰水变浑浊 验满 方法 将带火星的木条靠近集气瓶口 木条复燃 则说明已满 将燃着的木条靠近集气瓶口 木条火焰立即熄灭 则说明已满 实验 操作 步骤 组装仪器并检查气密性 装药品 固 定试管 加热 收集 将导管移出水 槽 熄灭酒精灯 组装仪器并检查气密
6、性 加药品 固定试管 收集 验纯 组装仪器并检查气密性 加入石灰石或大理 石 加入稀盐酸 收集 注意 事项 试管口应略向下倾斜 用高锰酸钾制 氧气时靠近管口处应塞一团疏松的棉花 用排水法收集时 当气泡连续均匀放出 后再收集 排水法收集完后 先移出导 管 再熄灭酒精灯 若用双氧水和 制 操作步骤同 长颈漏斗末端应伸到液面以下 反 应器中的导气管刚露出橡胶塞即可 用向下排空气法收集时 导管应伸到 容器 集气瓶或试管 底部 不能用 浓 浓 及浓盐酸来制取氢 气 收集的气体必须验纯 不能用稀 代替稀盐酸 长颈漏斗的末 端应伸到液面以下 反应器中的导管刚露出橡胶 塞即可 用向上排空气法收集时 导管口应位
7、于 集气瓶底部 例 湖北黄冈 分 根据下图回答问题 仪器 的名称是 实验室用氯酸钾制取氧气的化学方程式为 所选用的收集装置是 或 填字母 序号 下同 实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳 所选用的发生 装置是 收集一瓶二氧化碳 将燃着的木条放在瓶口 若观察到 说明瓶中已充满二氧化碳 某同学用较浓的盐酸制取氢气 若要制取并收集一瓶较 纯净的氢气 则装置连接顺序序号为 实验室需制取 氢气 理论上应取锌的质量是 解析 用氯酸钾制取氧气的化学方程式为 氧气不易溶于水 因此可选择排水法收集 氧气密度比空气大且不与空气中的成分反应 因此可选用向上 排空气法收集 即 装置 实验室用大理石和稀盐酸反应制 取二氧
8、化碳 发生装置可选用固液常温型 即 装置 二氧化碳 的验满要使用燃着的木条 将燃着的木条放在瓶口 若观察到木 条熄灭 说明瓶中气体已充满 较浓的盐酸易挥发 使制得 的氢气中混有氯化氢气体 若要制取并收集一瓶较纯净的氢气 要先用氢氧化钠溶液除掉氯化氢杂质 然后用向下排空气法或 排水法收集氢气 其装置连接顺序是 或 制取 氢气 设理论上需要锌的质量为 根据化学方程 式 可计算出 答案 长颈漏斗 燃着的木条熄灭 或 考点二 常见气体的检验与净化 气体的净化 选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂 质 而与被提纯的物质不反应 也不产生新的杂质 多种气体杂 质共存时 要注意试剂的选择和除杂质的
9、顺序 一般水蒸气最后 除去 选择 洗气瓶 等吸收装置 不仅要注意药品的名称 还要 注意 长进短出 的原则 干燥管要 大进小出 常见气体杂质 的吸收剂见下表 专题十四 气体的制取与净化 吸收剂吸收的气体杂质 水易溶性气体 如 等 强碱 溶液酸性气体 如 等 碱石灰 水蒸气 酸性气体 如 等 灼热的 还原性气体 如 灼热的铜网 气体的干燥 选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定 其原 则是干燥剂只能吸收气体中的水分 而不能与气体发生反应 常见气体的干燥剂的选择见下表 干燥剂可干燥的气体 不能干燥 的气体 干燥装置 酸性浓硫酸 碱性 固体氢氧化 钠 生石灰 碱石灰 中性无水氯化钙 除 以外的
10、所有气体 注 碱石灰的主要成分是氧化钙与氢氧化钠 常见气体的检验 气体检验方法现象 氧气 将带火星的木条伸入集气 瓶中 木条复燃 二氧 化碳 通入澄清石灰水中石灰水变浑浊 氢气 点燃 在火焰上方罩干冷的 烧杯 纯净气体能安静燃烧 火焰 呈淡蓝色 烧杯内壁有水珠 一氧 化碳 点燃 在火焰上方罩内壁涂 有澄清石灰水的烧杯 澄清石灰水变浑浊 甲烷 点燃 在火焰上方罩干冷的 烧杯 迅速倒转后 注入少 量澄清石灰水 烧杯内壁有水珠 澄清石灰 水变浑浊 氨气 将湿润的红色石蕊试纸放 在试管口 红色石蕊试纸变蓝 水蒸气通过白色 粉末白色粉末变蓝 氮气 将燃着的木条伸入集气瓶 中 再 加 入 澄 清 石 灰
11、水 振荡 木条火焰熄灭 澄清石灰水 不变浑浊 氯化氢 通入 酸化的 溶液中 有白色沉淀生成 易混易错 一 有关气体的制取 检验和净化实验中的 先 后 顺序 组装仪器时一般按从左到右 从下到上的顺序进行 制取气体时先检查装置气密性 后装药品 收集气体时先净化后收集 检验气体时先验水蒸气后验其他气体 净化气体时先除杂后干燥 二 实验室制取气体时仪器和装置的选择 自选仪器 组装实验装置的方法 选择仪器 若所给仪器中橡胶塞有单孔 双孔 如图 之分 导管形状有排水法使用的斜管 如图 和 度弯管 如 图 之分 此时选择的可能组合不止一种 选仪器时要注意 双孔橡胶塞一般要配上长颈漏斗或分液漏斗 向上排空气法
12、收 集气体的导管只能选用 度弯管 组装装置 装置的组装顺序 依据自下而上 从左到右的 原则 选择实验装置的方法 发生装置的选择 固体和液体反 应不需要加热 选择 固液常温型 固体加热型 选择 固体和固体反 应需要加热 类型 发生装置 决定 反应物的状态 反应条件 是否 需要加热 收集装置的选择 密度大于空气 且不与空气中 的成分反应 选择 向上排空气法 向下排空气法 选择 密度小于空气 且不与空气中 的成分反应 排空气法 排水法 选择 不易或难溶于水 不与水 反应 类型 收 集 装 置 决定 气体的密度及能 否与空气中的成 分反应 气体的溶解性及 能否与水反应 方法 多用瓶 又称 万能瓶 的使
13、用方法 如图所示 带有双孔橡胶塞的洗气瓶有以下几 种用途 收集气体 瓶中有空气 用排空气法收集气体 被收集的 气体既可从长导管进 也可从短导管进 集气瓶可正放 也可倒放 瓶中装满水 用排水法收集气体 气体应短进长出 若 想测出被收集气体的体积 则长导管口可直接导入量筒中 测得 的水的体积即为收集到的气体的体积 检验气体 可在瓶中装入某种溶液 气体由长导管导入 二者反应 产 生明显现象 以证明导入气体的存在 例如 瓶中装有澄清石灰 水 导入 气体 检验 净化气体 瓶中装有某种溶液 由长导管导入某混合气体 使溶液与混 合气体中的杂质反应 以除去杂质 例如 瓶中装有 溶 液 除掉 中的 干燥气体 瓶中装有浓 气体由长导管导入 除去气体中混有的 水蒸气 不能用于干燥氨气
