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1、2020中考化学 专题十三 常见气体的制备与检验易错清单1. 漏析实验现象,错失隐含条件。【例1】观察下图中有关操作和现象,判断下列叙述正确的是()。A. 集气瓶中的气体可能是CO2B. 集气瓶中的气体可能是空气C. 集气瓶中的气体可能是O2D. 集气瓶中的气体可能是N2【解析】 由图中实验现象可知:集气瓶中的气体不能支持木条持续燃烧,由此可排除B、C两项。集气瓶口向上放置,说明瓶内气体的密度大于空气,而N2的密度小于空气,故D项被排除,故选A。【答案】 A【误区纠错】 不能忽视题图所给信息,集气瓶正放说明气体密度比空气的大,木条熄灭说明瓶中气体不支持燃烧。2. 木条混用,验证、验满分不清。【
2、例2】图()是实验室制取二氧化碳气体的装置。请你运用所学化学知识回答下列问题:(1)图中仪器的名称是,仪器的名称是。(2)在实验室里,常用和大理石反应制取二氧化碳气体,不用Na2CO3代替大理石作反应原料的原因是。(3)小红根据实验室制取二氧化碳气体的反应原理,设计了装置。你认为,装置与装置相比较,装置(填“”或“”)更好一些。理由是。为了探究二氧化碳气体的性质,她将二氧化碳气体通入澄清石灰水中,观察到有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为。(4)在实验室里,常用法收集二氧化碳气体。小红又设计了如下三种不同方法验证二氧化碳气体是否收集满。你认为,选择装置更为合理。【解析】 实验室常用稀盐酸和大理
3、石或石灰石制取CO2气体,而不用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体,使制得的CO2不纯;不能用稀H2SO4代替稀盐酸,因为稀H2SO4和石灰石反应生成微溶的CaSO4会覆盖在石灰石的表面阻碍反应继续进行;不能用Na2CO3粉末代替大理石或石灰石,因为反应速率太快,不利于CO2的收集,不便于操作。制取CO2的装置是“固-液 常温型”装置,使用()中的长颈漏斗可随时添加酸液;使用()中的分流漏斗可逐滴加入酸液,便于控制反应的速率和总液量,故装置比更好些。根据CO2的密度比空气大且能溶于水的性质,常用向上排空气法收集CO2。用向上排空气法收集CO2气体时,需要进行验满操作。验满时应将燃着的木条放在
4、集气瓶口,因而选B;而不能伸入瓶内或离瓶口太远,若收集满,现象是木条立即熄灭。【答案】(1)锥形瓶集气瓶(2)稀盐酸碳酸钠与盐酸反应速率太快(或不易控制反应或不便于实验操作等)(3)能随时控制滴加液体的量(或速度),可控制反应Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(4)向上排空气B【误区纠错】 不能混淆用带火星的木条(或燃着的木条验证)或验满气体的关键操作,避免对实验现象的错误判断。名师点拨氧气、氢气和二氧化碳三种气体的实验室制法是气体制备的基础,尤其是氧气和二氧化碳的制取属于重点掌握内容,在中考中是必考的知识点。常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中,考查的方式通常有以下几种:1.
5、常规基础题。考查有关三大气体(O2、CO2、H2)制取的基础知识。内容有:制取气体的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法及装置的连接。2. 迁移运用题(或信息处理题)。将课本外的气体制取纳入考试范围,给足实验信息,考查学生正确处理信息的能力,及将三大气体的制取规律迁移到新的问题情境中来,考查学生分析解决新问题的能力。3. 分析评价题。分析实验中出现实验现象的原因、操作过程中的漏洞;评价三种气体的制取方案,如药品的选择、制取方案是否可行、发生装置及收集装置的选择等。考查学生思维的灵活性及分析判断能力。提分策略1. 了解气体实验室制法的思
6、路和方法。(1)研究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)、用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。(2)研究制取这种气体应采用的实验装置。(3)研究如何验证制得的气体就是所要制取的气体。2. 认真比较归纳O2、H2、CO2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。实验室制取O2、H2、CO2的比较气体O2H2CO2药品氯酸钾和二氧化锰;高锰酸钾;双氧水和二氧化锰锌与稀硫酸大理石或石灰石与稀盐酸反应原理2KClO32KCl+3O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O22H2O22H2O+O2Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2CaCO3+2
7、HClCaCl2+H2O+CO2续表实验装置固-固加热型和固液常温型固-液常温型和启普发生器或简易装置固-液常温型和启普发生器或简易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容器内,木条复燃点燃,罩干冷小烧杯,产生淡蓝色火焰;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用带火星的木条靠近集气瓶口,木条复燃,则说明已满用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;检查气密性;装药品;固定试管;加热;收集;将导管移出水槽
8、;熄灯组装仪器;检查气密性;加药品;固定试管;验纯;收集组装仪器;检查气密性;加入石灰石;加入稀盐酸;收集注意事项试管口应略向下倾斜;当用高锰酸钾制氧气时靠管口处应塞一团疏松棉花;排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后才可收集;排水法收集完后,先移出导管,再熄灭酒精灯;若用双氧水和MnO2制O2,操作步骤同CO2长颈漏斗下端应伸入液面以下;反应器中的导气管则应刚露出橡皮塞即可;若用向下排空气法收集时,导管应伸入接近容器(集气瓶或试管)的底部;不能用浓H2SO4、HNO3及浓盐酸来制取氢气不能用稀H2SO4代替稀盐酸;长颈漏斗的下端应伸入液面以下;反应器中的导管刚露出橡皮塞即可;用向上排空气法收集
9、时,导管口应伸入接近集气瓶的底部3. 气体的检验。气体检验方法现象氧气带火星的木条伸入集气瓶木条复燃二氧化碳通入澄清石灰水石灰水变浑浊氢气点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯有淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾一氧化碳点燃,在火焰上方罩涂有澄清石灰水的烧杯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,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CuSO4粉末白色粉末变蓝氮气用燃着的木条伸入集气瓶;再加入澄清石灰水,振荡木条火焰熄灭;石灰水不变浑浊氯化氢通入AgNO3溶液有白色沉淀产生4. 气体的干燥与净化。在实验室制备的各种气体中,
10、常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过净化与干燥才能得到实验所需的纯净气体。(1)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。常见气体杂质的吸收剂见下表:吸收剂吸收的气体杂质水可溶性气体,如HCl、NH3等强碱溶液(NaOH)CO2、SO2、HCl、H2S等碱石灰(NaOH+CaO)CO2、H2O(气态)、H2S等灼热的CuOH2、CO灼热的铜网O2(2)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而定,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酸性浓硫酸H2、
11、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HClNH3碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠H2、O2、CO、CH4、N2、NH3CO2、SO2、HCl中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH35. 关键题型的解法和注意事项。(1)气体发生装置的选择主要依据:根据反应物的状态及反应条件选取合适的装置。反应物为固体(或固体混合物),反应需加热,选择加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰混合物制氧气的发生装置(如图1),归纳为“固-固加热型”发生装置。图1反应物是块状固体和液体,反应不需加热,选择制H2或CO2或用MnO2与H2O2的混合物制O2的发生装置(如图2),归纳为“固-液常温型”发生装置。图2(2)气
12、体收集方法的选择主要依据:根据气体的密度和溶解性选择合适的收集方法。气体不易或难溶于水,且不与水反应,采用排水法收集(如图a)。气体的密度比空气大,采用向上排空气法收集(如图b);密度比空气小,采用向下排空气法收集(如图c)。有毒气体的收集,若气体不溶于水,采用类似洗气瓶的装置排水法收集(如图d);若气体易溶于水,同样采用类似洗气瓶的装置排空气收集,密度比空气大的气体导入集气瓶时“长进短出”(如图e);反之,则“短进长出”(如图f)。图3 (3)若要收集干燥气体,则选择排空气法收集;若要收集较为纯净的气体,则选择排水法收集(条件是该气体适用排水法收集)。6. 气体净化装置的选择。净化即除去气体
13、中的杂质。常见的气体净化装置有洗气瓶(图a)和干燥管两类,干燥管有球形干燥管(图b)和U形干燥管(图c)。洗气瓶主要用于盛放液体吸收剂,连入装置时要注意气体必须“长进短出”,以利于杂质的吸收。干燥管则主要用于盛放固体吸收剂,球形干燥管中气流方向应为“大进小出”,这样可以形成回旋气流,杂质吸收充分;U形干燥管结构对称,无进出口之分。7. 有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序。(1)制取气体时,先净化后收集。(2)检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。如:实验制取的氢气中含有HCl、水蒸气、CO2,应先让混合气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管,观察到硫酸铜变蓝色时,则说明含有水蒸气;
14、再通过硝酸银溶液,当观察到生成白色沉淀,则说明含有氯化氢气体;接着通过澄清石灰水,当观察到石灰水变浑浊,则说明含有二氧化碳。(3)净化气体时,先除杂后干燥。如:除去氢气中含有的HCl、水蒸气、CO2的操作中,先通过氢氧化钠溶液除杂,再通过浓硫酸或碱石灰干燥。【例1】(2014四川广元)根据下列装置图回答问题。(1)图中标示仪器的名称是。(2)实验室制取二氧化碳气体时,发生装置可选择图中的(填装置编号),反应的化学方程式为。(3)采用上述方法制取的二氧化碳中常含有氯化氢气体和水蒸气。为获得纯净、干燥的二氧化碳气体,可选用如图所示的F装置和G装置进行除杂和干燥,导管口连接的正确顺序是:气体()()()()D。(4)若将装置A和D连接制取并收集氧气,其中装置A中的试管口略向下倾斜的目的是 。证明氧气已收集满的方法是 。【解析】 (1)图中标示仪器的名称是酒精灯,常用作热源。(2)碳酸钙和稀盐酸反应属固体和液体反应不需要加热制气体,应该用B装置作为发生装置,反应的化学方程式为:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。(3)除去二氧化碳气
