考点透视12 气体的实验设计

1、* *实验室中关于气体实验的设计规律：实验室中关于气体实验的设计规律： 一、选材：根据具体情况选择合适的药品一、选材：根据具体情况选择合适的药品 取材方便、充足取材方便、充足 经济实惠经济实惠 产生的气体杂质没有或要少产生的气体杂质没有或要少* *实验室中关于气体实验的设计规律：实验室中关于气体实验的设计规律： 制备的原理制备的原理:气体发生装置分为：固气体发生装置分为：固+液液 不加热型不加热型 固固+固固 加热型加热型选择气体收集装置：排水法选择气体收集装置：排水法（水槽、广口瓶）（水槽、广口瓶） 排空气法（向上、向下）排空气法（向上、向下） 二、气体二、气体的制备装置的制备装置气体气体的

2、制取的制取发生发生装置装置反应条件反应条件（如常温、加热、加催化剂等）（如常温、加热、加催化剂等）反应物反应物 （药品）和生成物的状态（药品）和生成物的状态选择原则：选择原则：固固- -固加热型固加热型固液不加热型固液不加热型选择选择原则是原则是：气体：气体的水溶性和的水溶性和密度密度 是否与水或空气反应是否与水或空气反应收集装置收集装置A装置适宜收集装置适宜收集 气体；气体；B装置适宜收集装置适宜收集 气体；气体；C装置适宜收集装置适宜收集 气体；气体；密度比空气大密度比空气大密度比空气小密度比空气小不易或难溶于水不易或难溶于水H2 H2 、 O2O2CO2 O2CO2 O2H2 H2 、N

3、H3NH3某化学课外活动小组利用下列装置制取气体。某化学课外活动小组利用下列装置制取气体。利用以下装置可制取的气体有哪些？写出有关制取原理的利用以下装置可制取的气体有哪些？写出有关制取原理的化学方程式。（答出两种气体）化学方程式。（答出两种气体）_实验室选择气体发生装置应考虑的因素有哪些？实验室选择气体发生装置应考虑的因素有哪些？ 甲烷（甲烷（CH4CH4）在通常状况下是一种无色、无味的气体，密度）在通常状况下是一种无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰比空气小，极难溶于水。实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰两种固体物质的混合物来制取甲烷。试确定实验室制取甲

4、烷应两种固体物质的混合物来制取甲烷。试确定实验室制取甲烷应选用以上哪种发生装置和收集装选用以上哪种发生装置和收集装置？置？ 。化学方程式略化学方程式略 反应物的状态和反应的条件；反应物的状态和反应的条件； 制取装置制取装置选选B，收集装置选收集装置选C或或E O2、CO2、H2多功能瓶多功能瓶万能瓶万能瓶1 1） 如果是洗涤（或干燥）气体时如果是洗涤（或干燥）气体时长管进，短管出长管进，短管出 ( ( 长进短出长进短出）3 3）排空气法收集气体）排空气法收集气体2 2）排水法收集气体）排水法收集气体先把瓶装满水先把瓶装满水, ,短管进气短管进气, ,长管出水长管出水 ( ( 短进长出短进长出）

5、气体密度比空气大气体密度比空气大 长管进，短管出（长管进，短管出（ 长进短出）长进短出）气体密度比空气小气体密度比空气小 短管进，长管出（短管进，长管出（ 短进长出）短进长出）1.1.右右下图装置，有贮气、洗气等多种用途。以下有关下图装置，有贮气、洗气等多种用途。以下有关该装置用途的说法中正确的是（该装置用途的说法中正确的是（ ）A A用排水法收集用排水法收集O O2 2，瓶内盛满水，气体从，瓶内盛满水，气体从A A管进管进B B用于病人输氧，瓶内盛放水，用于病人输氧，瓶内盛放水，B B管接供氧钢瓶管接供氧钢瓶C C测量测量HClHCl体积时，瓶内盛满水，气体从体积时，瓶内盛满水，气体从B B

6、管进，管进，A A管接量筒管接量筒D D除去除去H H2 2中的中的COCO2 2，瓶内盛放，瓶内盛放NaOHNaOH溶液，气体从溶液，气体从A A管进管进2 2、如右图所示的气体收集装置，如、如右图所示的气体收集装置，如用它收集氢气，气体应从用它收集氢气，气体应从 管管进，进， 管出；管出； 如收集二氧化碳，气体应从如收集二氧化碳，气体应从 管管进，进， 管出。管出。A BDABAB3.3.右图所示装置有多种用途，利用该装置进行下列有关右图所示装置有多种用途，利用该装置进行下列有关实验实验( (必要时可使用量筒、导管必要时可使用量筒、导管) )，操作方法正确的是，操作方法正确的是( )( )

7、。 A A收集二氧化碳气体：将收集二氧化碳气体：将COCO2 2从从b b管通入广口瓶管通入广口瓶 B B收集氧气：将收集氧气：将O O2 2从从b b管通入装满水的广口瓶管通入装满水的广口瓶 C C测定测定H H2 2的体积：将的体积：将H H2 2从从a a管通入装满水的广口瓶中管通入装满水的广口瓶中 D. D. 除去除去COCO中的水蒸气：将混合气体从中的水蒸气：将混合气体从b b管通入盛有适量管通入盛有适量 浓硫酸的广口瓶中浓硫酸的广口瓶中 B例：例：现有现有A A、B B、C C、D D、E E、F F六种装置（如下图）：六种装置（如下图）： 回答下面的问题：回答下面的问题： 将实验

8、室制取将实验室制取O O2 2、H H2 2、和和COCO2 2、应选用的发生和收集装置应选用的发生和收集装置填入下表中（填装置图的字母代号，下同）填入下表中（填装置图的字母代号，下同）：制取的气体制取的气体O2H2CO2发生装置发生装置收集装置收集装置 实验室做木炭还原氧化铜并检验生成的气体的实验时，实验室做木炭还原氧化铜并检验生成的气体的实验时，应选用装置应选用装置 和装置和装置 连接连接. .实验室做氢气还原氧化铜的实验时，应选用装置实验室做氢气还原氧化铜的实验时，应选用装置 和和 ，并对其中的并对其中的 装置应做的改动是装置应做的改动是 。AB AC、D C、E D BFAB去掉单孔塞

9、，换成长玻璃导管去掉单孔塞，换成长玻璃导管B指出图中存在的错误之处：指出图中存在的错误之处：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3=2KCl+3O2MnO22H2O2= 2H2O+O2MnO2CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 实验室实验室用高锰酸钾制取氧气，实验操用高锰酸钾制取氧气，实验操 作有如下步骤：作有如下步骤：A A、给试管加热；、给试管加热； B B、检查装置的气密性、检查装置的气密性C C、将装置固定在铁架台上；、将装置固定在铁架台上；D D、将药品装入试管；、将药品装入试管； E E、用排水法收集氧气；、用排水法

10、收集氧气；F F、用灯帽盖灭酒精灯；、用灯帽盖灭酒精灯；G G、将导管从水槽中拿出水面、将导管从水槽中拿出水面实验正确的操作顺序是实验正确的操作顺序是_B D C A E G F根据下图所示实验装置回答下列问题根据下图所示实验装置回答下列问题 ABCDEBAAADC或或EC或或D被称为被称为“绿色氧化剂绿色氧化剂”的过氧化氢（的过氧化氢（H2O2），俗称双氧水，），俗称双氧水，是一种无色的液体，常用作氧化剂、消毒杀毒剂和漂白剂是一种无色的液体，常用作氧化剂、消毒杀毒剂和漂白剂等。在较低温度和少量催化剂（如等。在较低温度和少量催化剂（如MnO2）条件下，它能）条件下，它能迅速分解，生成氧气和水。

11、迅速分解，生成氧气和水。请回答下列问题：请回答下列问题：（1）过氧化氢分解反应的化学方程式是）过氧化氢分解反应的化学方程式是 。（2）若在实验室用过氧化氢代替氯酸钾制取氧气，可采）若在实验室用过氧化氢代替氯酸钾制取氧气，可采用实验室制取用实验室制取 气体的反应装置，主要理由是：气体的反应装置，主要理由是：_ 解析解析 依题意，用依题意，用H H2 2O O2 2分解制氧，反应装置的设计可从分解制氧，反应装置的设计可从H H2 2O O2 2是液体，催化剂是液体，催化剂M Mn nO O2 2是固体；反应条件是：是固体；反应条件是：“较低温度较低温度”这两个方面去考虑，联想初中化学这两个方面去考

12、虑，联想初中化学中制取气体的几种装置，与之类比不难发现与制取中制取气体的几种装置，与之类比不难发现与制取H H2 2或或COCO2 2的装置相似。的装置相似。2H2O2=2H2O+O2 MnO2H2 或或CO2反应物反应物H2O2为液体，催化剂为液体，催化剂MnO2是固体，又不用加热是固体，又不用加热，所以所以可选用实验室制可选用实验室制H2或或CO2的装置。的装置。三、气体三、气体的除的除杂（干燥）与验证杂（干燥）与验证原则：原则： 净化气体（除杂）时：净化气体（除杂）时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒无味的气体，最后除去水蒸气（先除杂后干燥） 检验气体时：检验气体时：如混合

13、气体中有水蒸气，一般先验证水蒸气的存在，再验证其它气体。除除杂方法：杂方法：加热法加热法： 如：如：除除N N2 2中的杂质中的杂质O O2 2， 通过通过红热的铜网红热的铜网；除除COCO2 2中中COCO， 通过通过加热的加热的CuOCuO。 洗气法洗气法： “长进短出长进短出” 如：如：除除CO中的杂质中的杂质CO2，除除H2中的杂质中的杂质HCl， 均均用用NaOH溶液溶液。除去除去酸性、中性气体中的酸性、中性气体中的水蒸气可用浓硫酸。水蒸气可用浓硫酸。 洗气瓶洗气瓶长进短出长进短出答：不能，无水答：不能，无水CuSOCuSO4 4变蓝可能是由于原混合气体中的变蓝可能是由于原混合气体中

14、的水蒸气水蒸气造成的，造成的，因此在验证因此在验证H H2 2前要前要排除排除H H2 2O O的干扰。的干扰。答：不能，澄清石灰水变浑浊可能是由于原混合气体中答：不能，澄清石灰水变浑浊可能是由于原混合气体中COCO2 2造成的，造成的，因此在验证因此在验证COCO前要前要排除排除COCO2 2的干扰。的干扰。混合气体混合气体H H2 2 CO HCO H2 2O O灼热灼热CuOCuO黑色变红色黑色变红色无水无水CuSOCuSO4 4变蓝变蓝1 1、H H2 2 混合气体混合气体H H2 2 CO COCO CO2 2灼热灼热CuOCuO澄清石灰水澄清石灰水变浑浊变浑浊黑色变红色黑色变红色2

15、 2、COCO思考：思考：常见常见气体的验证与除杂气体的验证与除杂验证验证除杂除杂H2O：CO2：无水无水CuSOCuSO4 4浓浓H H2 2SOSO4 4澄清石灰水澄清石灰水NaOHNaOH溶液溶液（白变蓝）（白变蓝）（变浑浊）（变浑浊）HCl：AgNOAgNO3 3溶液溶液NaOHNaOH溶液溶液（白色沉淀）（白色沉淀）CO：灼热灼热CuOCuO澄清石灰水澄清石灰水（黑变红）（黑变红）灼热灼热CuOCuO（变浑浊）（变浑浊）H2：灼热灼热CuOCuO无水无水CuSOCuSO4 4（黑变红）（黑变红）灼热灼热CuOCuO（白变蓝）（白变蓝）验证验证除杂除杂少量气体少量气体试试 剂剂 或或

16、方方 法法 OO2 2将气体通过灼热的铜网将气体通过灼热的铜网HH2 2通过灼热的氧化铜通过灼热的氧化铜COCO2 2通入澄清石灰水或氢氧化钠溶液中通入澄清石灰水或氢氧化钠溶液中COCO通过灼热的氧化铜通过灼热的氧化铜水蒸气水蒸气通过浓硫酸或白色的无水硫酸铜通过浓硫酸或白色的无水硫酸铜( (干燥剂干燥剂) )HClHCl通过通过硝酸银硝酸银溶液或氢氧化钠溶液中溶液或氢氧化钠溶液中SOSO2 2通入氢氧化钠溶液中通入氢氧化钠溶液中常见气体的除去方法常见气体的除去方法固体固体NaOH NaOH 、无水、无水CuSOCuSO4 4 、浓硫酸、生石灰、浓硫酸、生石灰干燥剂不能与被干燥的气体发生化学反应

17、。干燥剂不能与被干燥的气体发生化学反应。酸性干燥剂不能干燥碱性酸性干燥剂不能干燥碱性气体气体( (浓浓硫酸不能干燥硫酸不能干燥NHNH3 3) )；碱性干燥剂不能干燥碱性干燥剂不能干燥酸性气体酸性气体( (例：固体例：固体NaOHNaOH、生石、生石灰不能干燥灰不能干燥COCO2 2 、 SOSO2 2 、SOSO3 3 、HCl HCl 、H H2 2S)S) 长进短出长进短出U型干燥管型干燥管干燥管干燥管尾气处理尾气处理燃烧燃烧法法（如如CHCH4 4、H H2 2、COCO等。）等。）酸酸碱反应法碱反应法（如如ClCl2 2、H H2 2S S、COCO2 2、SOSO2 2等）等）水水

18、溶解法溶解法（如如HClHCl、NHNH3 3等）等）浓 硫 酸澄清的石灰水氧 化 铜（1）该学生所选择的仪器及合理的先后排列顺序是（填代号）该学生所选择的仪器及合理的先后排列顺序是（填代号） 。（2）按上述先后排列顺序，各仪器装置的作用是：）按上述先后排列顺序，各仪器装置的作用是：第一个装置：第一个装置： 第二个装置：第二个装置： .第三个装置：第三个装置： 第四个装置：第四个装置： . 第五个装置：第五个装置： . （横线的数量根据所选择装置的个数而定，可不用完，也可补充横线的数量根据所选择装置的个数而定，可不用完，也可补充）NaOH浓溶液浓溶液CO2ab。玻璃广口瓶玻璃广口瓶NaOH浓溶

19、液浓溶液NaOH浓溶液浓溶液CO2。小气球小气球中考训练中考训练小明在探究小明在探究CO2和和NaOH是否发是否发生反应时，设计出下列三种装置进行实生反应时，设计出下列三种装置进行实验：验：请回答以下几个问题：请回答以下几个问题：（1）写出上图中标有字母的仪器名称：）写出上图中标有字母的仪器名称：a b 。（2）以上三个实验中，）以上三个实验中，有明显现象，请你帮小明记有明显现象，请你帮小明记录他观察到的实验现象：录他观察到的实验现象：实验实验 。实验。实验 。烧烧杯杯胶胶头头滴滴管管试管中的液面高试管中的液面高于烧杯中的液面于烧杯中的液面气球变大气球变大（3）实验因选用仪器不当导致未能观察）

20、实验因选用仪器不当导致未能观察到明显现象，请你帮小明寻找一种物品替到明显现象，请你帮小明寻找一种物品替代该装置中的广口瓶，以使实验取得成功，代该装置中的广口瓶，以使实验取得成功，你将选用的你将选用的物品物品是是 ，改进后能看到，改进后能看到的实验现象是的实验现象是 。（4）请你进一步设计实验来检验）请你进一步设计实验来检验CO2和和NaOH溶液反应生成了溶液反应生成了Na2CO3，并将有关的，并将有关的实验操作、现象、结论填入下表：实验操作、现象、结论填入下表：实操作实操作实验现象实验现象结结 论论塑料瓶塑料瓶塑料瓶变瘪塑料瓶变瘪用试管取出溶液，用试管取出溶液，然后加入足量的盐然后加入足量的盐

21、酸酸气泡产生气泡产生生成了生成了Na2CO3二氧化碳与氢氧化钠反应的相关实验二氧化碳与氢氧化钠反应的相关实验例例1 1用图用图1 1仪器回答：仪器回答： 洗气：除去洗气：除去中的水蒸气，装置内应盛的物质中的水蒸气，装置内应盛的物质是是_，气体应从，气体应从_端通入。端通入。 检验：证明中含有检验：证明中含有，装置内应盛，装置内应盛_ ，要除去要除去最好盛最好盛_ 。 贮气：排空气法收集贮气：排空气法收集时，气体从时，气体从_端通端通入；排水法收集入；排水法收集时，瓶内先装满水，气体从时，瓶内先装满水，气体从_端通入；若要用水将装置中的端通入；若要用水将装置中的排出进行实排出进行实验，水应从验，

22、水应从_端通入。端通入。 量气：要测量气体体积，还需要用到的一种仪器是量气：要测量气体体积，还需要用到的一种仪器是_，测量时瓶内先装满水，气体从，测量时瓶内先装满水，气体从_端端通入，该法适用于测量通入，该法适用于测量_气体（填化学式）的气体（填化学式）的体积体积。浓硫酸浓硫酸A澄清石灰水澄清石灰水氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液BBA量筒量筒BH2 、O2练一练 例例2 2将上述装置再作变换。增加一个装置，如图将上述装置再作变换。增加一个装置，如图2 2（1 1）或（）或（2 2）也可换为）也可换为U U型管）。回答下列问题：型管）。回答下列问题：若试验气为含和若试验气为含和（气）的（气）的，要得到

23、干燥，要得到干燥纯净的纯净的，（，（1）中应盛）中应盛_，（，（2）中应盛）中应盛_若试验气为若试验气为和和（气）的混合气体，要分别证（气）的混合气体，要分别证明它们的存在，（明它们的存在，（1）中应盛）中应盛_，（，（2）中应盛）中应盛_。若试验气为含少量水蒸气的若试验气为含少量水蒸气的，要测量，要测量还原还原CuOCuO后生后生成水的质量，需在（成水的质量，需在（1）与（）与（2）装置间增加）装置间增加_ _ 装置，（装置，（1）盛）盛_，目的是，目的是_；（；（2）盛）盛_，目的是，目的是_ ，要，要准确测量，还需增加什么装置准确测量，还需增加什么装置?为什么为什么? _ NaOH溶液溶

24、液浓硫酸浓硫酸无水无水CuSO4澄清石灰水澄清石灰水H2还原还原CuO的实验的实验浓硫酸浓硫酸 干燥干燥H2浓硫酸浓硫酸吸收生成的吸收生成的H2O增加干燥装置增加干燥装置,防止外界水蒸气进入防止外界水蒸气进入学法指导我知道了 科学性科学性（即实验原理、操作程序和方法必须正确）（即实验原理、操作程序和方法必须正确）（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）简约性简约性安全性安全性（即用药及操作要注意安全、环境保护等问题）（即用药及操作要注意安全、环境保护等问题）可行性可行性（仪器的选择、操作实施、结果的产生要有可操作性）（仪器的选择、操作实施、结果的产生

25、要有可操作性）1实验目的明确；2操作安全可靠，现象明显；实验方法简便3推断完整严密。原则：稀盐酸稀盐酸大理石大理石二氧化碳二氧化碳制取装置制取装置 A A浓硫浓硫酸酸 B B干燥的蓝色干燥的蓝色石蕊试纸石蕊试纸 C DC D氢氧化氢氧化钙溶液钙溶液 E E蒸馏水蒸馏水2.2.小王、小张、小杨三位同学对小王、小张、小杨三位同学对COCO2 2通入滴有紫色石蕊通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水变红色进行了深入研究。试液的蒸馏水变红色进行了深入研究。 问题：是什么物质使紫色石蕊变红色。问题：是什么物质使紫色石蕊变红色。 假设：假设：(1)(1)是水使紫色石蕊变红色；是水使紫色石蕊变红色； (2)(2) ；

26、 (3)(3) 。 实验证明：实验证明：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)写出编有标号仪器的名称：写出编有标号仪器的名称：a a ，b b ；(2)(2)写出装置写出装置A A中发生的化学反应：中发生的化学反应： ；(3)(3)装置装置B B的作用是的作用是 ；(4)(4)实验过程中，装置实验过程中，装置C C内蓝色石蕊试纸的颜色始终内蓝色石蕊试纸的颜色始终没有变化，这说明没有变化，这说明 ； 装置装置D D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化碳气体生中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化碳气体生成前滴入蓝色石蕊试纸上，未见试纸发生颜色变化，当成前滴入蓝色石蕊试纸上，未见试纸发生颜色变化，当有二氧化碳

27、通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红，此现有二氧化碳通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红，此现象说明象说明 ； 写出装置写出装置E E中发生反应的化学方程式中发生反应的化学方程式 。结论：原假设结论：原假设 成立成立 填填(1)(1)、(2)(2)、(3)(3)编号编号 。 在化学实验中，操作顺序的先后往往关系到实验的成败。下列在化学实验中，操作顺序的先后往往关系到实验的成败。下列实验的甲、乙操作步骤中，请将必须先做的操作步骤的代号实验的甲、乙操作步骤中，请将必须先做的操作步骤的代号（甲或乙）填入答案栏中。（甲或乙）填入答案栏中。实验实验操作甲操作甲操作乙操作乙代号代号CO还原氧化铜还原氧化铜开始时开

28、始时用酒精灯加热氧用酒精灯加热氧化铜化铜通入通入CO制备气体制备气体检查装气密性检查装气密性把药品装入容器里把药品装入容器里用排水法收集氧用排水法收集氧气完毕气完毕熄灭酒精灯熄灭酒精灯把导气管从水槽中把导气管从水槽中取出取出点燃氢气点燃氢气检验纯度检验纯度点燃点燃乙乙甲甲乙乙甲甲石灰水石灰石浓盐酸A B C某同学在探究物质燃烧的条件时，作出了如下三种猜想，并得出某同学在探究物质燃烧的条件时，作出了如下三种猜想，并得出了相应的结论。请你在下表空格中，填写实验操作和实验现象。了相应的结论。请你在下表空格中，填写实验操作和实验现象。 实验实验猜想猜想实验操作实验操作实验现象实验现象结论结论（1）燃烧燃烧与物与物质的质的性质性质有关有关物质必物质必须具有须具有可燃性可燃性（2）燃烧燃烧与氧与氧气有气有关关燃烧需燃烧需要氧气要氧气（3）燃烧燃烧与温与温度有度有关关温度必温度必须达到