第31课时 常见气体的制取

1、第第3131课时课时 常见气体的制取常见气体的制取O2、H2、CO2的实验室制法的实验室制法1.1.确定实验方案的原则确定实验方案的原则(1)(1)可行性：即所选原料能够制得所需产物可行性：即所选原料能够制得所需产物(2)(2)经济性：即原料一般要廉价易得，产率高经济性：即原料一般要廉价易得，产率高(3)(3)可控性：即反应条件适宜且可控，反应速可控性：即反应条件适宜且可控，反应速率适中；率适中；(4)(4)安全性：即操作简便、安全、节能环保安全性：即操作简便、安全、节能环保考点考点1 1气体的发生和收集气体的发生和收集2.2.发生装置的选择发生装置的选择(1)(1)选择原则：选择原则：根据反

2、应物的根据反应物的 状态状态 和所需和所需的的 条件条件 ( (如常如常温、加热、加温、加热、加催化剂等催化剂等) )来来确定。确定。(2)(2)安装顺序：安装顺序：由由下下 向向上上 ，由由左左 向向右右 。(3)(3)常见类型：常见类型：固固加热型固固加热型( (如右图如右图A A ) )固液常温型固液常温型( (如右图如右图BCDE BCDE ) )固液加热型固液加热型3.3.收集装置的选择收集装置的选择(1)(1)选择原则：依据选择原则：依据密度大小、能否溶于水密度大小、能否溶于水以及是否能与水或空气反应来确定。以及是否能与水或空气反应来确定。 (2)(2)常见类型：常见类型：(2)(

3、2)常见类型：常见类型：考点考点2 2氧气和二氧化碳的制取氧气和二氧化碳的制取考点考点2 2氧气和二氧化碳的制取氧气和二氧化碳的制取1.1.净化原则：不增不减净化原则：不增不减不增：不能引入新的杂质；不减：不增：不能引入新的杂质；不减： 所用试所用试剂不能与被净化的气体发生反应。剂不能与被净化的气体发生反应。2.2.常用净化装置常用净化装置考点考点3 3气体的净化气体的净化除杂和干燥除杂和干燥 气体的除杂气体的除杂 吸收法：所选吸收剂只能吸收气体中的吸收法：所选吸收剂只能吸收气体中的杂质气体杂质气体, ,而不与气体发生反应。而不与气体发生反应。 例如，除去例如，除去COCO中混有的少量中混有的

4、少量COCO2 2，可先用浓，可先用浓NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收COCO2 2，再用浓硫酸等干燥剂除，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。去水蒸气。吸收吸收剂剂吸收的气吸收的气体杂质体杂质装置装置 吸收吸收剂剂吸收的气吸收的气体杂质体杂质装置装置水水 HClHCl、NHNH3 3等等A ANaOHNaOH固固体体COCO2 2、HClHCl、H H2 20 0BCDBCD 吸收吸收剂剂吸收的气吸收的气体杂质体杂质装置装置 吸收吸收剂剂吸收的气吸收的气体杂质体杂质装置装置无水无水CuSOCuSO4 4 H H2 2O(O(还能还能证明含证明含有水有水) )BCDBCD NaOHNaOH溶液溶液C

5、OCO2 2、HClHClA A灼热的灼热的铜网铜网O O2 2D D碱石碱石灰灰COCO2 2、HClHCl、H H2 20 0BCDBCD灼热的灼热的CuOCuO H H2 2、COCOD D浓硫浓硫酸酸 H H2 20 0A A转化法：通过化学反应，将杂质气体转化为所转化法：通过化学反应，将杂质气体转化为所要得到的气体。要得到的气体。 例如除去例如除去COCO2 2中的少量中的少量COCO，可将混合气体通过足，可将混合气体通过足量的灼热量的灼热CuOCuO， 。【注意】实验室制取气体中常见的要除的杂质：【注意】实验室制取气体中常见的要除的杂质： A A制制O O2 2要除的杂质：水蒸气要

6、除的杂质：水蒸气(H(H2 2O)O)。【用【用 浓硫酸浓硫酸 干燥干燥】 B B制制COCO2 2要除的杂质：水蒸气要除的杂质：水蒸气(H(H2 2O)O)、氯化氢气、氯化氢气体体(HCl(HCl) )。【用碳酸氢钠溶液和浓硫酸净化【用碳酸氢钠溶液和浓硫酸净化】CO + CuOCO + CuO = Cu + CO = Cu + CO2 2 (2) (2)气体的干燥气体的干燥原则：所选干燥剂只吸收气体中的水蒸气，原则：所选干燥剂只吸收气体中的水蒸气，而不与气体发生反应。而不与气体发生反应。常见的干燥剂：常见的干燥剂：浓硫酸浓硫酸 ( (用得最多最广用得最多最广泛泛) )、生石灰、氢氧化钠固体、

7、碱石灰、生石灰、氢氧化钠固体、碱石灰干燥剂干燥剂 可干燥的气体可干燥的气体不能干燥不能干燥的气体的气体装置装置酸性：酸性：浓浓H H2 2SOSO4 4酸性：酸性：COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、HClHCl、ClCl2 2 等等中性：中性：H H2 2、O O2 2、CHCH4 4、COCO、N N2 2等等碱性：碱性：NHNH3 3A A干燥剂干燥剂可干燥的气体可干燥的气体不能干燥不能干燥的气体的气体装置装置碱性：碱性：生石灰、生石灰、碱石灰、碱石灰、固体固体NaOHNaOH碱性：碱性：NHNH3 3；中性：中性：H H2 2、O O2 2、COCO、2 2、CHCH4 4

8、酸性：酸性：COCO2 2、SOSO2 2、SOSO3 3、 HClHClBCDBCD中性：中性：无水无水CaClCaCl2 2除除NH3NH3以外的所有以外的所有气体气体NHNH3 3BCDBCD【注意】酸性气体不能用【注意】酸性气体不能用 碱性碱性 干燥剂；干燥剂；碱性气体不能用碱性气体不能用 酸性酸性 干燥剂；干燥剂；有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。考点考点4 4 尾气处理装置尾气处理装置方法方法类别类别装置装置用溶用溶液吸收液吸收极易溶解的气体如极易溶解的气体如NH3NH3、HClHCl、HBrHBr等等B B气体的溶解度不太气体的溶解度

9、不太 大，如大，如ClCl2 2、H H2 2S S等等A A点燃点燃 尾气尾气COCO可用点燃法，将它转化为可用点燃法，将它转化为COCO2 2气体气体C C回收回收 尾气尾气COCO可用气球收集回收再利用可用气球收集回收再利用D D重点疑点讨论重点疑点讨论: :1.1.采用固体和固体加热制取气体时，为什么发生装采用固体和固体加热制取气体时，为什么发生装置的试管口要稍向下倾斜？置的试管口要稍向下倾斜？用排水集气法收集气体实验完毕后为什么先把导管用排水集气法收集气体实验完毕后为什么先把导管从水槽中拿出后再熄灭酒精灯？从水槽中拿出后再熄灭酒精灯？2.2.液体和固体液体和固体( (或液体和液体或液

10、体和液体) )反应不加热制取气体反应不加热制取气体时，若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端为什么要时，若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端为什么要插入液体药品的液面以下？插入液体药品的液面以下？3.3.不论是向上排气法收集气体，还是向下排气法收不论是向上排气法收集气体，还是向下排气法收集气体，为什么导管都应插到集气瓶的底部集气体，为什么导管都应插到集气瓶的底部? ?用排水用排水集气法收集气体，何时收集第一瓶气体最适宜？集气法收集气体，何时收集第一瓶气体最适宜？4.4.加热加热KMnOKMnO4 4制氧气时，发生装置的试管口内为什么制氧气时，发生装置的试管口内为什么要放一团脱脂棉？要放一团脱脂棉？焦点焦

11、点 实验室气体制取的正确操作实验室气体制取的正确操作例例1.(2014陕西陕西)实验室制取实验室制取CO2的有关操作的有关操作如下图，不正确的是如下图，不正确的是()A. 检查气密性检查气密性 B. 制气制气C. 收集收集D. 验满验满B【对点训练【对点训练】1.(20141.(2014苏州苏州) )下列有关玻璃导管的使用图示下列有关玻璃导管的使用图示正确的是正确的是( (省略夹持和加热装置省略夹持和加热装置)()( ) )DA. 用排水用排水法集气法集气B. 向上排向上排空气法空气法集气集气C. 用高锰用高锰酸钾制酸钾制氧气氧气D. 检验二检验二氧化碳氧化碳A2.(20142.(2014广州

12、广州) )实验室用如图所示装置制取实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是氧气，下列实验操作正确的是( ( ) )A A加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中着倒立在盛水的水槽中B B先将导管口移入集气瓶，再开始加热先将导管口移入集气瓶，再开始加热C C收集收集O O2 2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片玻璃片D D停止加热时，先熄灭停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管酒精灯，再移出导气管焦点焦点2气体的净化处理气体的净化处理例例2.(2013(2013南宁市南宁市) )实验室部分仪器或装置实验室部

13、分仪器或装置如下图所示，请回答下列问题。如下图所示，请回答下列问题。(1)(1)实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体，发生装置可选择图中的气体，发生装置可选择图中的_ _(_ _(填填仪器字母仪器字母) )进行组装，反应的化学方程式为进行组装，反应的化学方程式为_ _ _。(2)(2)在制取过程中，小雨同学选用在制取过程中，小雨同学选用F F装置收集二装置收集二氧化碳，并用燃着的小木条放在瓶口验证二氧氧化碳，并用燃着的小木条放在瓶口验证二氧化碳是否收集满，结果发现小木条始终不灭，化碳是否收集满，结果发现小木条始终不灭，说明该瓶气体没有集满。出现上述情况的

14、原因说明该瓶气体没有集满。出现上述情况的原因可能是可能是1_1_，2_2_， 3_.3_.( (写出其中写出其中3 3条条) ) A、B、C、DCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2装置漏气；装置漏气；药品量不足药品量不足长颈漏斗下端管口未伸入液面下长颈漏斗下端管口未伸入液面下(3)(3)采用上述方法制取的二氧化碳中常含有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，可选用右图所示的二氧化碳气体，可选用右图所示的H H装置和装置和I I装置进行除杂和干燥，导管口连接的正确顺装置进行除杂和干燥，导管口连接的正

15、确顺序是：气体序是：气体( )( )( )( )( )( )( )( )FF。(4)(4)在实验室中制取氢气，发生装置与制二在实验室中制取氢气，发生装置与制二氧化碳的相同，收集方法可采用氧化碳的相同，收集方法可采用 ( (填填“向上向上”或或“向下向下”) )排空气法。若用右图排空气法。若用右图所示所示J J装置采用装置采用“排空气法排空气法”收集氢气，请收集氢气，请在图中将导管补画完整。在图中将导管补画完整。cdab向下向下【对点训练【对点训练】3.3.(2014(2014 台州台州) )科学家利用碱性膜、镍和二氧科学家利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池，只要吸入尿液，化锰电极制成

16、尿素燃料电池，只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶足以供一辆电动自行车行驶6060千米。千米。 (1) (1)镍在燃料电池中能改变反应速度，但自镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起身质量和化学性质都不发生改变，起 催化催化( (剂剂) ) 作用。作用。 (2)(2)氮气是一种重要的化工原料，密度略小氮气是一种重要的化工原料，密度略小于空气，难溶于水。若要从氮气和二氧化碳于空气，难溶于水。若要从氮气和二氧化

17、碳混合物中分离出氮气，请选择必要的装置并混合物中分离出氮气，请选择必要的装置并按顺序连接按顺序连接( (用字母表示用字母表示) )： cdgcdg 。焦点焦点3 实验室制取气体的知识迁移实验室制取气体的知识迁移例例3.(20143.(2014扬州市扬州市) )某校化学研究性学习小某校化学研究性学习小组通过实验研究高炉炼铁的化学原理，设组通过实验研究高炉炼铁的化学原理，设计了如下实验装置：计了如下实验装置：(1)(1)已知已知 ，根据该反应制取根据该反应制取COCO，A A处应选用的气体发生处应选用的气体发生装置是装置是 ( (填字母序号填字母序号) )； (2)(2)装置中仪器装置中仪器的名称

18、是的名称是 ；装置；装置B B内所盛放的试剂是内所盛放的试剂是 ；E E装置的作用装置的作用为为 ；a铁架台铁架台浓硫酸浓硫酸防止空气中的防止空气中的二氧化碳进入二氧化碳进入D瓶瓶(3)(3)实验开始时应先点燃实验开始时应先点燃 ( (填填“A”A”或或“C”)C”)的热源；反应后的热源；反应后C C装置的现象装置的现象是是 ，D D装置中发生反应的化学装置中发生反应的化学方程式为方程式为 ；待硬；待硬质粗玻璃管内物质冷却后再停止通质粗玻璃管内物质冷却后再停止通COCO的目的的目的是是 ；(4)(4)该装置有一个明显的缺陷是该装置有一个明显的缺陷是 。改进的方法为改进的方法为 。A红色固体变为

19、黑色红色固体变为黑色将尾气进行点燃将尾气进行点燃CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O为了防止澄清石灰水倒流入玻璃管内使较热的玻璃管炸裂；为了防止澄清石灰水倒流入玻璃管内使较热的玻璃管炸裂；缺少尾气处理装置缺少尾气处理装置例例4.(20144.(2014 温州温州) )小明发现二氧化锰催化过小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中，反应速度逐渐变慢。氧化氢分解的实验中，反应速度逐渐变慢。查阅资料得知：其原因是过氧化氢的溶质质查阅资料得知：其原因是过氧化氢的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因为了探究二氧化锰的

20、催化能力降低的影响因素，进行如下实验。素，进行如下实验。【材料准备】取质量均为【材料准备】取质量均为2 2克的二氧化锰分克的二氧化锰分别催化别催化4040毫升溶质质量分数为毫升溶质质量分数为1010、2020、3030的过氧化氢溶液分解，实验后回收二氧的过氧化氢溶液分解，实验后回收二氧化锰，并分别标为化锰，并分别标为A A、B B、C;C;另取多次催化分另取多次催化分解解1010过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰，过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰，标为标为D D。【实验步骤【实验步骤】连接装置并检查气密性。连接装置并检查气密性。取未使用过的二氧化锰取未使用过的二氧化锰0.50.5克，加入锥形克，

21、加入锥形瓶中，再加入瓶中，再加入1010毫升溶质质量分数为毫升溶质质量分数为5 5的的过氧化氢溶液，记录收集过氧化氢溶液，记录收集120120毫升气体所需毫升气体所需的时间。的时间。在分别取在分别取A A、B B、C C、D D组二氧化锰组二氧化锰0.50.5克，克，重复上述实验。重复上述实验。多次实验取平均值，记录数据如下：多次实验取平均值，记录数据如下：(1)(1)实验时，长颈漏斗下端管口应在液面以实验时，长颈漏斗下端管口应在液面以下，其目的是下，其目的是 (2)(2)实验中，通过比较手机相同体积气体所实验中，通过比较手机相同体积气体所需的时间外，还可以通过比较需的时间外，还可以通过比较

22、来反映来反映二氧化锰的催化能力二氧化锰的催化能力(3)(3)由表中数据可知，引起回收的二氧化锰由表中数据可知，引起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是催化能力下降的因素是 【对点训练【对点训练】4 4.(2013.(2013盐城盐城) )盐城市盐城市20132013年中考化学实验考年中考化学实验考查有：查有：氧气的制取；氧气的制取；二氧化碳的制取；二氧化碳的制取；配制配制50g5%50g5%的的NaClNaCl溶液等六个考签，由学生溶液等六个考签，由学生抽签确定一个考题进行考查抽签确定一个考题进行考查(1)(1)甲同学抽签后来到实验室，发现本组实甲同学抽签后来到实验室，发现本组实验桌上主要准备了

23、下列仪器和药品：验桌上主要准备了下列仪器和药品：上图中仪器上图中仪器D D的名称是的名称是 烧杯烧杯 ，F F的名称是的名称是 酒精灯酒精灯 甲同学抽到的考签应该是甲同学抽到的考签应该是 B B ( (填字母代填字母代号号) )A A氧气的制取氧气的制取 B B二氧化碳的制取二氧化碳的制取制取该气体的反应原理为制取该气体的反应原理为 ( (用化学用化学方程式表示方程式表示) )制取一瓶该制取一瓶该气体，应选用的气体，应选用的仪器有仪器有 ABCE ABCE ( (填字母代号填字母代号) ) CaCOCaCO3 3+2HCl=CaCl+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2

24、甲同学实验的主要步骤示意如下，请你帮甲同学实验的主要步骤示意如下，请你帮他补充完整组合装置他补充完整组合装置检验气密性检验气密性 添加药品添加药品 收集气体收集气体利用上述气体发生装置还可以制取其它气利用上述气体发生装置还可以制取其它气体，请写出其中一种反应的化学方程式：体，请写出其中一种反应的化学方程式： (2)(2)乙同学在完成乙同学在完成“配制配制50g5%50g5%的的NaClNaCl溶液溶液”实验过程中，通过计算，需称取实验过程中，通过计算，需称取NaClNaCl固体固体 2.5 2.5 g g量取水约量取水约 47.5 47.5 mLmL溶解溶解NaClNaCl时时用到的玻璃棒的作

25、用是用到的玻璃棒的作用是 加速溶解加速溶解 【归纳总结【归纳总结】1.1.实验室制取气体常用的装置实验室制取气体常用的装置2.2.实验过程中的几个先后问题实验过程中的几个先后问题制取气体：先检查气密性后装药品；制取气体：先检查气密性后装药品；收集气体：先净化后收集；收集气体：先净化后收集；检验气体：先验水后验杂检验气体：先验水后验杂( (其它杂质其它杂质) )；净化气体：先除杂后干燥。净化气体：先除杂后干燥。3.3.神奇的神奇的“瓶瓶”补补 充充 提提 升升1 1(2014(2014金义金义) )天然气作为燃料已进入千家万天然气作为燃料已进入千家万户。小聪在帮助父母烧菜时想到：天然气燃烧户。小

26、聪在帮助父母烧菜时想到：天然气燃烧的产物是什么呢？带着这一问题，小聪和同学的产物是什么呢？带着这一问题，小聪和同学一起进行了如下的探究。一起进行了如下的探究。(1)(1)设计与实验：同学们设计了甲图装置设计与实验：同学们设计了甲图装置( (固定固定装置未画出装置未画出) )，将天然气，将天然气在氧气中点燃后得到的在氧气中点燃后得到的混合气体通过该装置进混合气体通过该装置进行实验。行实验。开始时应开始时应 先通气体先通气体 ( (填填“先通气体先通气体”或或“先加热先加热”) )；加热过程中发现黑色；加热过程中发现黑色CuOCuO固体固体变红，澄清石灰水变浑浊。写出变红，澄清石灰水变浑浊。写出C

27、uOCuO固体变固体变红的化学方程红的化学方程式式 。仅根据甲图装置出现的现象，写出混合气体仅根据甲图装置出现的现象，写出混合气体所有的可能组成所有的可能组成 。 (2)(2)评价与改进：小聪认为上述实验方案有评价与改进：小聪认为上述实验方案有缺陷，通过讨论，增加了乙图中的缺陷，通过讨论，增加了乙图中的3 3个装置个装置( (固定装置未画出固定装置未画出) )，对方案作了改进并进行，对方案作了改进并进行实验：将混合气体先通过乙图中连接的装置实验：将混合气体先通过乙图中连接的装置后，再通入甲图装置。后，再通入甲图装置。CuO+CO=Cu+CO2COCO、COCO和和COCO2 2实验中部分现象如下：实验中部分现象如下：A A装置质量增加，装置质量增加，B B装装置中溶液不变浑浊，甲图装置中实验现象与置中溶液不变浑浊，甲图装置中实验现象与(1)(1)相同。相同。请你写出改进方案的装置连接顺请你写出改进方案的装置连接顺序序( (装置不重复使用装置不重复使用) )：混合气体：混合气体 CAB CAB 甲图装置甲图装置( (填装置编号填装置编号) )。(3)(3)交流与讨论