气体的制取、除杂和干燥

一：初中气体制取的知识（一）：原料的选择的依据原料选择考虑的因素：成本低廉、反应速率适中、操作简单方便、气体纯净、对环境无污染……（二）：选择发生装置的依据：1：发生装置的选择的依据：反应物的状态（固体和固体反应、固体和液体反应、液体和液体反应）和反应条件（是否需要加热、加催化剂等）2：加热固体或固体混合物来制气体的发生装置如加热高锰酸钾制氧气（试管口放一团棉花）或加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气所需的仪器有：试管、导气管、铁架台（带有铁夹），酒精灯、单孔胶塞3：固体和液体或液体和液体不加热来制气体的发生装置（1）：所需的仪器有：试管、导气管、铁架台（带有铁夹），单孔胶塞（试管可以用锥形瓶或广口瓶来代替，但此时没有铁架台（带有铁夹））该类型装置的优点：装置简单，操作简单，不需要加热，节约能源（2）：该类型装置的优点：能控制生成气体的量，不需要加热，节约能源所需的仪器有：锥形瓶（或试管和铁架台（带有铁夹）或广口瓶）、导气管、双孔胶塞、长颈漏斗（3）该类型装置的优点：能控制反应的快慢，不需要加热，节约能源所需的仪器有：锥形瓶（或试管和铁架台（带有铁夹）或广口瓶）、导气管、双孔胶塞、分液漏斗（4）：该类型装置的优点：可控制反应的发生和停止。该类型装置须满足的条件①：常温下进行，不需加热②：块状或颗粒状固体与液体反应③：反应速度平稳，不能太快。该类型装置主要分两种情况①：固体不动，通过开关的关闭来控制液面的升降，使固液接触或分离，从而控制反应的发生和停止。（3）：用向下排空气法收集的依据：密度比空气的小，而且还不和空气中的成分反应所需的仪器有：集气瓶、导气管（注意导气管的形状），玻璃片所需的仪器有：集气瓶、导气管、集气瓶、双孔胶塞气体从b端通入（小短）（4）：常见气体的收集方法氧气：排水法（收集较纯净的氧气）和向上排空气法二氧化碳：向上排空气法，不能用排水法收集（其原因：二氧化碳能溶于水）氢气和甲烷：排水法和向下排空气法一氧化碳和氮气：排水法，一般不能用排空气法收集氨气：向下排空气法（四）：放法氧气、二氧化碳等密度比空气的密度大的气体，正放在水平的桌面上氢气、甲烷等密度比空气的密度小的气体，倒放在水平的桌面上（五）：氧气和二氧化碳的验满方法1：氧气的验满方法:将带火星的木条放在集气瓶口，观察带火星的木条是否复燃2：二氧化碳的验满方法将燃着的木条放在集气瓶口，观察燃着的木条是否熄灭3：利用下图装置收集气体时，收集满的标志是：集气瓶口有气泡冒出（六）：装置气密性的检验1：单孔胶塞组装的气体制取装置的气密性的检验方法（1）：连好仪器，把导管的一端插入水里，用手紧握(必要时可双手紧握)试管的外壁或用酒精灯对其进行微热，如果水中的导管口处有气泡冒出，或松开手，水在导管里形成了一段水柱，则装置的气密性良好。见下图示。

（2）：另一种气密性检验的方法，如下图所示。具体操作是这样的：连好仪器，向乙管中注入适的水，使得乙管的液面高于甲管的液面。静置片刻后，若液面保持不变则证明该装置的气密性良好。

2：双孔胶塞组装的气体制取装置的气密性的检验方法（1）关闭活塞K，向其中加入水至浸没长颈漏斗下端管口，若漏斗颈出现一段稳定的水柱，证明该装置的气密性良好。

（2）连好仪器，向其中加入水至浸没长颈漏斗下端管口，当缓慢向外拉动活塞时，长颈漏斗下端管口产生气泡，装置气密性良好。当缓慢向里推动活塞时，长颈漏斗颈出现一段稳定的水柱，装置气密性良好。（七）：气体的干燥1：初中常用的气体干燥剂（1）：酸性干燥剂：浓硫酸（液体干燥剂）、五氧化磷酸性干燥剂不能干燥碱性气体（初中常见的碱性气体：NH3）（2）：碱性干燥剂：NaOH固体、碱石灰（NaOH和CaO固体混合物）、CaO碱性干燥剂不能干燥酸性气体（酸性气体：CO2、SO2、氯气、HCl气体）（3）：中性干燥剂：CaCl2固体干燥剂可以干燥的气体不能干燥的气体常用装置酸性浓硫酸H2、O2、CO2、CONH3A碱性固体NaOH碱石灰H2、O2、CO、NH3CO2、SO2、SO3、HCl气体B、C、D中性CaCl2除NH3以外的所有气体NH3B、C、DAABCDA和B的装置接口有连接顺序（利用A装置干燥时气体从ａ端通入（长进短出）；利用B的装置干燥时气体从ａ端通入（大口进小口出）；C和D的装置接口没有连接顺序的限制。A装置中装液体干燥剂，初中一般为浓硫酸；B、C、D装置中装固体干燥剂（八）：初中常见做气体实验的装置1：气体与固体反应的装置：氢气还原氧化铜的另装一种置2：气体与液体反应的装置（九）：量气体体积的装置（十）：尾气的处理方法（1）、灼烧法：除去尾气中所含的可燃性气体如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等（2）、吸收法：利用溶液或水除去尾气中所含的某些气体（3）、收集法（十一）：气体实验装置的设计（1）、连接顺序：装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置（2）安装顺序：由下向上，由左向右（3）操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品（先固后液）（4）有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；（5）有些实验为防氧化往往最后停止通气。（6）、仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。（7）、净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无气味的气体，最后除水蒸气。（十二）：气体的除杂1：解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题，可参考下列规律：①：考虑干燥与除杂顺序时，若采用溶液除杂，则先除杂后干燥；若采用在加热的条件下除杂，则先干燥后除杂②：接口的连接：吸收装置（或洗气装置）应“长”进“短”出；量气装置（排水法）应“短”进“长”出③：解答除杂类题型的注意事项：“不增”：不增加新的杂质。“不减”：不能把主要成分反应掉。“易分离”：生成物中最好有容易分离的沉淀或气体或水等物质。“简单”：一般先物理方法后化学方法2：除杂方法：①加热法：气体通过双通玻璃管装置时，杂质与管中药品反应而除去如：除N2中的杂质O2，通过红热的铜网；除CO2中CO，通过加热的CuO。②洗气法：气体通过洗气瓶，杂质与瓶中试剂反应被吸收。使用时应注意进、出气管位置，应“长进短出”。如：除CO中的杂质CO2，除H2中的杂质HCl，均用NaOH溶液。除去酸性、中性气体中的水蒸气可用浓硫酸。二：三大气体的制取氧气的制取（一）：实验室制氧气的反应原理1：实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理（药品：高锰酸钾）（用一种纯净物制氧气）2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑2：实验室用氯酸钾制氧气的反应原理（药品：氯酸钾和二氧化锰）3：实验室用过氧化氢溶液制氧气的反应原理（药品：过氧化氢溶液和二氧化锰）2H2O2MnO22H2O＋O2↑（二）：实验室制氧气的的步骤1：用高锰酸钾制氧气的步骤（用排水法收集）（1）检查装置的气密性（2）将药品装入试管，用带有导气管的塞子塞紧，并把它固定在铁架台上（若加热高锰酸钾制取氧气：将药品装入试管，在试管口放一团棉花，用带有导气管的塞子塞紧，并把它固定在铁架台上）（3）点燃酒精灯，加热试管（4）用排水法收集氧气（5）将导气管从水槽中取出（6）熄灭酒精灯（7）实验结束，整理仪器注意事项：（1）：试管口略向下倾斜的原因：防止试管口的冷凝水倒流炸裂试管低，引起试管炸裂（2）：铁夹夹在距试管口约1/3处；（3）：伸入试管的导气管不应过长，刚露出橡皮塞即可，有利于气体的排出（4）：待水中气泡连续均匀冒出时收集，防止收集的气体中混有空气。（因为开始加热时，试管中的空气受热膨胀逸出）（5）:当集气瓶口有气泡冒出，说明收集满(6):用高锰酸钾制氧气时，在试管口放一团棉花的原因：防止高锰酸钾颗粒进入导气管，可能会将导气管堵塞（7）：先预热，后对准药品集中加热的原因：使试管受热均匀，防止试管炸裂。（8）：实验结束，先从水中取出导气管，再熄灭酒精灯的原因：防止水槽中的水倒流回试管中，引起试管炸裂（9）：排空气法收集时，导气管接近集气瓶底的原因：有利将空气排净2：用过氧化氢溶液制氧气的步骤（用向上排空气法）（1）.检查装置的气密性（查（2）.将二氧化锰放入锥形瓶中（3）.用带有导气管的塞子塞紧瓶口（4）.从长颈漏斗往锥形瓶中加入过氧化氢溶液,使长颈漏斗得下端位于液面以下（形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出）（5）.收集气体（6）：验满：（7）.实验结束，整理器材（三）：工业上制氧气1：工业上利用廉价而丰富的天然资源——空气作为原料来制取氧气。（1）.方法：分离液态空气法（物理变化）不是分解反应（2）.原理：利用氧气和氮气沸点不同，用蒸馏法，分离液态空气。2：利用膜分离技术富集空气中的氧气在一定压力下，让空气通过具有富集功能的薄膜，反复进行多级分离，可得到纯度较高的氧气二氧化碳的制取：实验室制取二氧化碳1：药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸大理石（或石灰石）在自然界中储量丰富，价格低廉，与稀盐酸反应反应速度适中2：实验室为什么不能用下列药品制二氧化碳的原因（1）：大理石（或石灰石）和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石（或石灰石）的表面,使酸与大理石隔离，阻止反应的发生(2)：不用碳酸镁的原因是碳酸镁的价格贵(3)：不用碳酸钠或碳酸氢钠的原因是反应速度太快，难于控制(4)：不用大理石（或石灰石）和浓盐酸的原因是不但反应快，由于浓盐酸具有挥发性，使得生成的二氧化碳混有较多的氯化氢气体3：反应原理CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑4：实验装置（1）：发生装置（适用于固体与液体、液体与液体在常温下的反应。）3：实验步骤（1）：检查装置的气密性（查）（2）：将大理石装入锥形瓶中（装）（3）：塞紧橡皮塞（连）（4）：从长颈漏斗加入稀盐酸（加）（5）：收集气体（收）（6）：把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满。（验）（7）：整理实验器材（理）利用如图所示装置制取二氧化碳的实验步骤（1）：检查装置的气密性（查）（2）：将大理石装入试管中（装）（3）：向试管中加入稀盐酸（加）（4）：塞紧橡皮塞（连）（5）：收集气体（收）（6）：把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满。（验）（7）：整理实验器材（理）4：收集方法用向上排空气法收集（其密度比空气的大）不能用排水法收集（可溶于水）5：注意事项（1）：发生装置的导气管口略露出胶皮塞即可，不能伸入过长（2）：如使用长颈漏斗，长颈漏斗下端要伸入液面以下（3）：导气管要伸到接近集气瓶的底部6：验满的方法把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满，反之没有集满。7：检验的方法（1）：将该气体通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳，反之不是二氧化碳（2）：将适量的澄清石灰水倒入装有该气体的集气瓶中，盖上玻璃片，振荡，若澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳，反之不是二氧化碳（二）：工业制法：将大理石高温煅烧CaCO3高温CaO+CO2↑氢气的制取（一）实验室制取氢气1：药品：锌粒和稀硫酸价格适中，反应速度适中2：反应原理Zn＋H2SO4===ZnSO4+H2↑3：实验装置（1）：发生装置（适用于固体与液体、液体与液体在常温下的反应。）4：实验步骤（1）：检查装置的气密性