课时 14　常见气体的制取和净化 - 副本

TOPICTHREE主题五科学探究课时14

常见气体的制取和净化考点知识梳理考点一常见气体的制取1.反应原理选择适当的反应,即反应速率要适中,原料易获得且经济;能在一般实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)进行。气体药品原理氧气高锰酸钾

氯酸钾和二氧化锰

过氧化氢溶液与二氧化锰

二氧化碳大理石(或石灰石)与稀盐酸

氢气锌与稀硫酸

考点知识梳理2.装置选取:包括发生装置和收集装置。(1)发生装置①选择依据:药品的

和

(是否需要加热)。

②常见发生装置类型固固加热型固液常温型装置注意试管口略向下倾斜(用KMnO4制O2时管口加棉花)液体不宜过多,防止溢出长颈漏斗伸入液面以下

适用于块状固体与液体反应状态反应条件考点知识梳理类型固固加热型固液常温型优缺点

安装简单便于添加液体药品

适用范围用于制取少量气体用于平稳反应,并制取较多气体用于剧烈反应,并制取较多气体用于平稳反应,且持续时间很长的气体制取制取气体高锰酸钾制氧气;氯酸钾和二氧化锰制氧气过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气;石灰石和稀盐酸制二氧化碳;锌粒和稀硫酸制氢气石灰石和稀盐酸制二氧化碳;锌粒和稀硫酸制氢气可控制反应速率可控制反应的发生与停止考点知识梳理(2)收集装置①选择依据:气体的物理性质

、

,以及是否与空气中的成分反应、是否与水反应、是否有毒等;

②常见收集装置溶解性密度考点知识梳理类型向上排空气法向下排空气法排空气法排水法装置适用范围密度比空气

的气体,不与空气中成分反应

密度比空气

的气体,不与空气中成分反应

与空气密度相差较大,不与空气中成分反应

溶于水,不与水反应

典型气体CO2、O2等H2、CH4等H2、O2、CO2、CH4等H2、O2、CO、CH4等注意事项导管伸入集气瓶底部,防止收集的气体不纯密度比空气小从

端进;密度比空气大从

端进

端进气体,

端排出水

气泡连续均匀后开始收集,导管不宜伸到集气瓶内太多优缺点收集气体干燥,但纯度不高收集气体较纯,但不干燥大小难badc考点知识梳理3.气体的检验及验满依据:根据气体的性质选择恰当的方法进行检验和验满。(以向上排空气法收集O2和CO2为例)名称氧气二氧化碳检验

验满

用带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,表明是氧气通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊说明是二氧化碳将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,表明已满将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,表明已满考点知识梳理考点二气体的净化干燥1.装置图14-1考点知识梳理2.气体的净化(1)将不纯气体中的杂质气体除去,从而得到较纯净气体的过程。(2)气体净化常用的试剂除去气体常用试剂或方法CO2NaOH溶液H2O浓硫酸、碱石灰、生石灰等HClNaOH溶液、碱石灰、饱和NaHCO3溶液(可用于CO2中含HCl时除杂)、AgNO3溶液考点知识梳理除去气体常用试剂或方法CO通过灼热的CuO将其转化为CO2,再用NaOH溶液吸收O2

灼热的铜网H2通过灼热的CuO将其转化为水,再用浓硫酸或碱石灰吸收[特别提示]除杂试剂的选择,要根据从某气体中除掉某杂质气体而定,原则是既不能与原气体反应,又能去掉其中的杂质气体。考点知识梳理3.气体的干燥(1)用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程。(2)常见的干燥剂干燥剂可干燥气体不可干燥气体干燥装置碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠中性、碱性气体,如O2、H2、CO、CH4、N2、NH3等酸性气体,如CO2、HCl等B或C酸性浓硫酸中性、酸性气体,如H2、O2、CO2、CO、HCl、CH4等碱性气体,如NH3A中性无水氯化钙、无水硫酸铜粉末H2、O2、CO、CO2、HClNH3B或C[特别提示]选择干燥剂必须只能吸收水蒸气,而不能与被干燥的气体发生反应。考点知识梳理4.气体制取、检验和净化实验的先后顺序(1)制取气体→除杂→干燥→收集→尾气处理。(2)检验先后顺序:先检验水蒸气的存在,再检验其他气体。(3)净化先后顺序:先除杂,后干燥。考点知识梳理5.多功能瓶的使用类型收集气体检验、干燥、除杂气体检验、吸收并集气排空气法排水法装置注意用A装置收集密度比空气大的气体时,气体应从

端通入;收集密度比空气小的气体时,气体应从

端通入;B装置气体进出口顺序与之相反

实验时应先在瓶中

,将气体从

端通入。如果将排出的水引入量筒中,利用此装置还可以测量产生气体的体积

用此装置吸收或检验气体时,应将气体从

端通入,可以简记为“长进短出”

此装置综合性较强,如将CO和少量CO2混合气缓缓通入饱和石灰水中,石灰水检验并吸收CO2,CO贮存在集气瓶内ab装满水ba考点知识梳理6.尾气处理将实验产生的有毒有害气体(或对空气造成污染的气体),用物理或化学方法进行处理,将其消除。序号①②③④装置常用方法可燃性有毒气体采用燃烧的方法,使其通过燃烧转化为对空气无污染的气体,再排放到空气中,如CO适用于水溶性较大的气体,如HCl和NH3将尾气中有害气体通入(酸性或碱性)溶液,使其反应而被吸收,如SO2

通入NaOH溶液、NH3通入浓硫酸用气球收集尾气,再集中处理或者再利用高频考向探究例1通过对化学的学习,同学们已掌握了实验室制取气体的有关规律,另设计了几套实验装置进行研究,请结合图14-2回答问题:类型一常见气体的制取图14-2(1)写出标号仪器的名称:①

,②

。

(2)B装置中,小试管的作用是

。

(3)小明想用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,他应选择上述装置中的A和

(填序号)进行组装,而小月认为A装置中还缺少

;该反应的化学方程式为

。

(4)同学们要收集CO2,可用

(填序号)进行收集,检验集气瓶中收集满CO2的方法是

。

长颈漏斗水槽液封D一团棉花C将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,表明已满高频考向探究(5)某同学利用图中的A、D来组装一套实验室制取甲烷的装置,据此推测实验室制取甲烷的反应原理应为下列方法中的

(填序号)。

A.加热无水乙酸钠和碱石灰的固体混合物B.常温下碳化铝和水反应C.CO和H2在催化剂的作用下反应D.将某些有机物在隔绝空气的条件下发酵A高频考向探究(6)用图14-3所示装置来制取氢气,打开弹簧夹,若发现稀硫酸未能与有孔塑料板上锌粒接触,但此时已无稀硫酸可加,则下列溶液中,最适宜从长颈漏斗中添加的是

(填序号)。

A.氢氧化钡溶液 B.碳酸钾溶液C.硫酸锌溶液 D.澄清石灰水图14-3[答案]C[解析](6)可以加入与稀硫酸不反应的溶液。氢氧化钡和稀硫酸发生中和反应;碳酸钾和稀硫酸反应生成硫酸钾、水和二氧化碳;硫酸锌和稀硫酸不反应;氢氧化钙和硫酸发生中和反应。高频考向探究例2实验室部分装置如图所示,回答下列问题:(1)仪器X的名称是

。

(2)实验室用装置B制取O2,使用的化学药品是

(填化学式)。

(3)小李用高锰酸钾和装置A、F制备氧气,实验结束时,先熄灭酒精灯,导致水槽中的水倒流进入了导管。可采取的补救措施是

(写一种)。

类型二

气体的净化干燥图14-4高频考向探究(4)某同学欲用金属锌和稀盐酸反应制取纯净干燥的H2,请从这些装置中选择并连接成一套组合装置,按照气流从左到右的流向,写出所选装置接口的连接顺序:

。

(5)某些大理石中含少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。欲获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装置如下:图14-5高频考向探究查阅资料:Ⅰ.H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反应。Ⅱ.CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。①装置甲中所盛试剂应选用

(填序号)。

A.浓硫酸 B.NaOH溶液C.澄清石灰水 D.CuSO4溶液②装置丙的作用是

。

高频考向探究答案(1)锥形瓶(2)H2O2

和MnO2(3)拔出橡胶塞(或用酒精灯重新加热,合理答案均可)(4)b→e→f→g→h→d→c(5)①D

②除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2)

[解析](4)稀盐酸有挥发性,所以生成的氢气中混有氯化氢、水蒸气。净化顺序:先除杂,后干燥。洗气瓶中洗气或干燥气体时,进气方式是长进短出。要收集干燥的H2,不能用F装置,用C装置收集密度比空气小的氢气,采用向下排空气法,进气方式是短进长出,所以接口的连接顺序为b→e→f→g→h→d→c。(5)实验室用大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳。盐酸会挥发出HCl气体,使制得的CO2中混有H2S、HCl、H2O,乙用来吸收HCl,则甲使用的溶液只能与H2S反应,而又不能与CO2反应,所以只能选择D;要获取纯净、干燥的CO2,装置丙中要使用浓硫酸来干燥二氧化碳。高频考向探究变式[·安顺]年5月,我国在南海海域成功开采可燃冰,可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体,是最具开发前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH4·nH2O,在开采过程中若甲烷泄漏,会导致严重的温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与:提出问题甲烷燃烧后生成哪些物质?查阅资料含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。猜想与假设甲同学:CO2、H2O;乙同学:CO、H2O;丙同学: