专题十三　常见气体的制备与净化讲解部分

1、专 题 十 三常 见 气 体 的 制 备 与 净 化知识结构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ïï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ï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ï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ï氧气的制备 íìïï ï ï ï常 ï 见 ï 气 ï 体 í ïì的 ï&#

2、239;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ï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ï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ïî利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气 发生反应的化学方程式为实验室制取二氧化碳常用的药品是石灰石 或大理石 和稀盐酸 发生反应的化学方程式ì为ïï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 一般不用排水法收集是因为ï制 ï二氧化碳的制备 í&#

3、239;备 ïï能溶于水ï ïï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 立即 熄灭 则证明ï ïî已收集满ï ïï ïì气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定ï常见气体的收集方法主要有向上排空气法 向下排空气法及排水法三种 若气体难溶于水且不与îïï ï 常见气体的 ï í制取与净化 ïï实验装置的选择 í水反应 可用排水法收集 若气

4、体的密度比空气大且不与空气中的成分反应 可用 向上排空气ï法收集 若气体的密度比空气小且不与空气中的成分反应 可用向下排空气法收集 若要收集较î为纯净的气体 难溶于水 则选择 排水 法ì氧气具有助燃性 能使带火星的小木条 复燃ï氢气具有可燃性 燃烧时产生 淡蓝色 火焰 在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内壁有 水珠ï常见气体 ïï的检验 í具有可燃性 点燃该气体 产生 蓝色 火焰 在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 烧杯内壁 无水珠ïï然后迅速倒转烧杯 注入澄清石灰水 振荡 发现 澄清石灰水变浑浊&#

5、239;î氨气是 碱性 气体 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝ï浓硫酸 不能用来干燥碱性气体 如 等ï常用干燥剂ïïï固体 和碱石灰 不能用来干燥酸性气体 如 等生石灰 是碱性干燥剂 不能干燥酸性气体常见气体的 ïí除杂的基本原则 不引入新杂质 不减少主体物质的质量 加入除杂试剂后主体物质易干燥 净化 ïïîìï分离出来ï气体的除杂 í除去中混有的 可将混合气体通入 溶液 中ï除去中混有的或可使混合气体通过灼热的 ïî检验

6、中是否混有水蒸气 可用 无水硫酸铜 检验 若混有水蒸气可用 浓硫酸 除去考点一 常见气体的制备 氧气、氢气、二氧化碳的实验室制法比较考点清单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 原理实验 装置固体加热型 固液常温型启普发生器的简易装置 固液常温型装置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 罩干而冷的小烧杯 产生淡蓝色火焰 烧 杯内壁有水珠 生成物只

7、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 步骤用高锰酸钾 制 氧 气 并 用 排 水 法 收 集 时 检 查气 密 性 装 药 品 固 定 试 管 加 热 收集 将导管移出水槽 熄灭酒精灯若用双氧水 和 制 操 作 步 骤 同类似检查气密性 加药品 固定试管 验 纯 收集检 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

8、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 酒精灯长颈漏斗末端应伸入液面以下 反应器 中的导气管刚露出橡胶塞即可 若用向下 排空气法收集 时 导 管 应 伸 入 到 容 器 集 气 瓶或试管 底部 不能用浓硫酸 硝酸及浓 盐酸来制取氢气 气体必须验纯不能用稀硫酸代替稀盐酸 长颈漏斗的 末端应伸入液面以下 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 导管口应伸入到集气瓶底部 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 该反应属于基本反应 类 型 中 的 反 应 若 用 装 置 收

9、集氧气 验满的方法是 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填序号选用装置收集气体时 下列实验操作正确的是 确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体例 （ 云南， 分） 化学是一 门 以 实 验 为 基 础 的 科学 请结合下列装置图回答问题写出标注仪器的名称实验室用高锰酸钾制取氧气 应选择的发生装置是 填字母反应的化学方程式是 反应前 将集气 瓶 注 满 水 用 玻 璃 片 盖 着 瓶 口 倒 立 在 盛 水的水槽中导管口开始有气泡放出时 立即将导管口移入集气瓶收集气体后 将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽 实验室中

10、一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气 制取氢气应选择的发生装置是 填字母适合用装置收集的气体必须具备的性质是 解析 高锰酸 钾 为 固 体 制 取 氧 气 的 条 件 为 加 热 应 选择固体加热型发生装置 故选 高锰酸钾在加热的条件下生 成锰酸钾 二氧化锰和氧气 从反应物和生成物的种类上可以判 断出 该反应是分解反应 验证氧气是否收集满时 应该将 带 火星的木条放在集气瓶口 若木条复燃 则已满 导 管 口 开 始 有气泡放出时 不 能 立 即 收 集 因 为 刚 排 出 的 是 装 置 内 的 空 气 等气泡均匀 连续冒出时再收集 故正确的只有 根据 反应物锌和稀硫酸的状态和反应条件 常温 知

11、 应选择固液常温型 发生装置 故应选 装置收集气体的方法为向下排空气法收集的气体密度必须小于空气且无毒 同时不与空气反应 答案 酒精灯 试管择 洗气瓶 等吸收装置 不仅要注意药品的名称 还要遵循 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星的木条伸到瓶口 木条复燃 则氧气已收集满密度小于空气 无毒 且不与空气反应考点二 常见气体的检验分解 用带火 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 常见气体的干燥剂见下表检验气体应从

12、气体的性质入手 明确各种气体的特性 选取 合适的方法 从实验操作 现象和结论几个方面加以说明 并 用 规范的语言表达 初中常见的几种气体的检验方法见下表例 （ 山东聊城， 分） 集气瓶中装满某气体 可能 有关气体的制取、检验和净化实验中的“ 先” “ 后” 顺序 组装仪器 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 先验水后验杂 其他气体杂质 净化气体时 先除杂后干燥例 （ 安徽，） 某兴趣小组用图 装置进行实验时 发现 烧杯中饱和石灰水先变浑浊 后逐渐澄清图写出甲装置中发生反应的化学方程式 是下列气体中的一种二氧化碳氧气空气

13、氮气 石灰水 变浑浊 是因为生成了 填化将燃着的木条伸入瓶中 火焰立即熄灭 则该瓶气体可能是或 或 或 或 解析 一般情况下 二氧化碳和氮气都不能支持燃烧 氧 气具有助燃性 空气中有一定量的氧气 燃着的木条在空气和氧气中都能继续燃烧 故 错误 正确 答案 考点三 常见气体的干燥、净化在实验室制备的各种气体中 常含有少量的酸雾 水蒸气和其 他气体杂质 须经过干燥与净化才能得到所需的纯净气体 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顺序 一般水蒸气最后除去 选学式为探究 饱 和 石 灰

14、 水 浑 浊 后 变 澄 清 的 原 因 该 小 组 同 学开展了如下活动查阅文献 碳酸钙 碳酸钠等 与二氧化碳 水反应生成可 溶于水的碳酸氢钙 碳酸氢钠等提出假设 假设 挥发出的 使浑浊变澄清假设 设计实验 为除去 中的 小华在图 中甲 乙装置之间增加图 装置 装置的连接顺序是甲 乙 填字母序号 其 中 盛 放 的 试 剂 合 理 的 是 填 选 项 序号图浓硫酸 溶液饱和 溶液 饱和 溶液实验现象 饱和石灰水浑浊后 继续通入足量 沉淀部 分溶解但最终并未完全澄清得出结论 由上述探究可得出的结论是 解析 甲 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 由 于生成难溶于水的碳酸钙沉淀 故溶

15、液变浑浊 根据查阅的文 献 与 碳 酸 钙 水 反 应 生 成 可 溶 于 水的碳酸氢钙 溶 液 也 会 变 澄 清 除 去 应 该 把 气 体 通 入 液 体 中 故气体应 进 出 除去 所选择的试剂要求能与 反 应 但不能与二氧化碳反应 故选用饱和碳酸氢钠溶液段排出的气体主要是空气 所以不会使溶液的 发生明显的变化 段 下降的原因是 和 通入澄清 石灰水中发生反应 点氢氧化钙反应完全 故 点所得溶液中 的溶质为反应生成的及过量的 段反应的化学该兴趣小组在老师指导下 用 传感器测得图 烧杯中溶液的 随通入气体时间的变化曲线如图图段几乎不变的原因可能是 点 所 得 澄 清 溶 液 的 成 分

16、除 外 还 有方程式为 和 答案提出假设 产 生 的 使 浑 浊 变 澄 清 或 和 共同作用使浑浊变澄清设计实验得出结论 挥发出的 使饱和石灰水产生的浑浊最终变 澄清 只能使饱和石灰水生成的沉淀部分溶解 不能最终使 其变澄清 其他合理答案均可先排出的是装置内的空气 不会使溶液 明显变化 其他合理答案均可 和 或 和段发生反应的化学方程式主要有一、制取气体时，对药品的选择出错易混易错二、气体干燥或除杂时药品选择错误制取气体药品选择分析氧气用 制 取 氧 气 时 不 需要加入用 过 氧 化 氢 溶 液 制取 氧 气 时 应 加 入 少 量 以 加 快 反 应 的 速 率 分 解 可 产 生因此不

17、需要加催化剂二氧化碳实验室选用石 灰 石 和 稀 盐 酸制 取 二 氧 化 碳 而 不 选 用 碳 酸 钠 浓 盐 酸 稀 硫 酸等碳酸 钠 与 稀 盐 酸 反 应 速 率 过快 不 易 收 集 气 体 浓 盐 酸易挥发 使 制 得 的 气 体 不 纯 稀硫酸与 石 灰 石 反 应 生 成的硫酸钙 微 溶 于 水 覆 盖 在石 灰 石 的 表 面 阻 止 反 应 进行氢气实验室制取氢 气 选 用 锌 粒 而不选用镁 条 铁 片 选 用 稀硫 酸 而 不 选 用 稀 盐 酸 浓硫酸镁的价格高且反应太快 而铁 与盐酸反应较慢 用稀盐酸制 得的氢气中会混有 气体 锌与浓硫酸反应不生成氢气方法一 常见

18、气体的除杂方法主气体杂质所用方法化学方程式通过灼热的通过 溶液通过灼热的通过浓通过 溶液通过灼热的 网注意 除气体 杂 质 时 要 最 后 除 水 检 验 混 合 气 体 中 的 成 分 时要先检验水例 要除去氮气中混有的少量 得到干燥的氮 气 假设每步反应都是完全的 通过下列试剂的先后顺序 正确 的是浓硫酸 苛性钠溶液 灼热的氧化铜 解析 首先通过灼热的 除去 和 然后通过苛 性钠溶液除去生成 的 和 原 有 的 最 后 通 过 浓 硫 酸 除 去 水蒸气 答案 变 式 训 练 将 的 混 合 气 体 依 次 通 过 溶 液 浓硫酸 灼热的 假设每次处理均能完全反应 或吸收 则最后排出的气体是气 解析 混 合 气 体 依 次 通 过 溶 液 浓 硫 酸 灼 热 的 发生的反应 有瓶中装满水 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 水的体积即