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(共48张PPT)
考点五 科学探究与化学实验
第18讲 常见气体的制取、检验和净化
2024年中考复习专题
目录
考点梳理
1
实验剖析
2
强化训练
3
常见气体的制取、检验和净化
常见气体的实验室制取方法
收集装置的选择
气体的净化与干燥
氧气
二氧化碳
固固加热型
固液常温型
常见气体的检验
燃烧法
水封法
溶液吸水法
气球回收法
实验室制取气体的一般思路
常见气体收集装置
多功能瓶的使用
发生装置的选择
氢气
常见气体的检验与验满
尾气处理
常见气体的验满
气体的净化
气体的干燥
考点梳理
1
考点1
针对训练
考点梳理
实验室制取气体的一般思路
思路 确定原理 发生装置 净化装置 干燥装置 收集装置 尾气处理
选择依据 根据药品及反应条件易实现、操作简便进行选择 根据_______和反应物的状态进行选择 根据制取气体和杂质的性质进行选择 根据制取气体的性质进行选择 根据气体的______、在水中的溶解度、是否与水反应进行选择 根据制取气体的性质进行选择
反应条件
密度
1.发生装置的选择
装置类型 ___________ ______________ 选择依据 反应条件和反应物状态 图示
特点 试管口略向下倾斜,用高锰酸钾制取氧气时要在试管口放一团棉花 仪器简单易操作 便于随时添加液体药品 可控制反应速率 可控制反应的发生和停止
适用范围 反应物为固体,需加热 制取少量气体 反应较平稳且制取大量气体 反应较剧烈且制取大量气体 反应较平稳且持续时间较长
固固加热型
固液常温型
多孔隔板上的药品必须是颗粒状或块状固体且难溶于水,粉末状固体不能使用此装置。
特别提醒
2.收集装置的选择
(1)常见气体收集装置:
收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
选择依据 气体的密度、在水中的溶解度、是否与水反应 图示
特点 收集到的气体纯度较高 收集到的气体较干燥 适用范围 不与水反应,难溶或不易溶于水的气体 密度比空气大的气体,且不与空气中成分反应 密度比空气小的气体,且不与空气中成分反应
举例 H2、O2、NO、CO、CH4等 O2、CO2等 H2、CH4等
(2)多功能瓶的使用:
图示 用途 气体进出方向 举例
收集密度小于空气的气体 a进b出 排空气法收集H2,进入多功能瓶的H2聚集在上方,瓶中空气从___导管被排出
收集密度大于空气的气体 b进a出 排空气法收集O2,进入多功能瓶的O2聚集在下方,瓶中空气从__导管被排出
安全瓶 a进b出 防倒吸,若b导管接洗气瓶,倒吸进入多功能瓶的液体聚集在底部,不会进入发生装置
收集难溶或不易溶于水且不与水反应的气体 a进b出 排水法收集H2,进入多功能瓶的H2聚集在上方,水从b导管被排出
洗气 b进a出 用浓硫酸干燥O2,O2经过浓硫酸被干燥后,从a导管被排出
验气 b进a出 检验CO中的CO2,气体经过澄清石灰水后,从a导管排出,观察有无白色沉淀生成
量气 a进b出 通过测量量筒内水的体积测得生成气体的体积,若是能溶于水或与水反应的气体(如CO2等),需要在瓶内水面上加一层植物油
b
a
3.常见气体的实验室制法
气体 O2 H2 CO2
药品及反 应条件 KMnO4,加热 KClO3和MnO2,加热 H2O2和MnO2,常温 Zn和稀盐酸或稀硫酸,常温 石灰石或大理石和稀盐酸,常温
反应原理 _________________________________ __________________________ __________________ _________ ________________________________ __________________________ ________________________________
发生装置类型 固固加热型 固液常温型 固液常温型 固液常温型
收集方法 排水法或向上排空气法 排水法或向下排空气法 向上排空气法
+MnO2+O2↑
2KMnO4 K2MnO4
3O2↑
2KClO3 2KCl+
2H2O+O2↑
2H2O2
ZnCl2+H2↑
Zn+2HCl
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl
考点2
常见气体的检验与验满
1.常见气体的检验
气体 检验方法 现象 图示
反应原理
O2 将带火星的木条 伸入集气瓶中 木条复燃
C+O2 CO2
CO2 将气体通入澄清 石灰水中 _____________ _____________
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
H2 点燃气体,在火 焰上方罩一个冷 而干燥的烧杯 产生淡蓝色火 焰,烧杯内壁 有水珠生成
2H2+O2 2H2O
澄清石灰
水变浑浊
气体 检验方法 现象 图示
反应原理
CO 点燃气体,在火焰上方罩 一个干燥的烧杯,一段时 间后向烧杯中注入澄清 石灰水 产生蓝色火焰,烧杯内 壁无水珠,澄清石灰水 变浑浊
2CO+O2 2CO2
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
CH4 点燃气体,在火焰上方罩 一个干冷的烧杯,一段时 间后向烧杯中注入澄清 石灰水 产生蓝色火焰,烧杯内 壁有水珠,澄清石灰水 变浑浊 CH4+2O2 CO2+2H2O
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
NH3 将湿润的红色石蕊试纸 放在试管口 有刺激性气味的气体 生成,湿润的红色石蕊 试纸变____ NH3·H2O NH3↑+H2O
NH3+H2O NH3·H2O
蓝　
气体 图示 验满方法
原理
O2 用向上排空气法收集氧气时,将带火星的 木条放在集气瓶口,若木条复燃,则表明氧 气已收集满
燃烧的条件之一是可燃物与氧气接
触,空气中的氧气含量较低,木条不
会复燃
用排水法收集氧气时,当有大量气泡从集 气瓶口冒出时,则表明氧气已收集满
集气瓶中充满氧气,继续通入氧气将
会从瓶口冒出
CO2 用向上排空气法收集二氧化碳气体时,将 燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即 ,则表明二氧化碳已收集满
燃烧的条件之一是可燃物与氧气接
触,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,
木条会熄灭
H2 用排水法收集氢气时,当有大量气泡从集 气瓶口冒出时,则表明氢气已收集满 集气瓶中充满氢气,继续通入氢气将
会从瓶口冒出
熄灭　
特别提醒
区分“检验”与“验满”:用带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,则集气瓶中是氧气,此实验为氧气的检验;用带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,则氧气已收集满,此实验为氧气的验满。
考点3
气体的净化与干燥
图示 净化剂 氢氧化钠等 强碱溶液 饱和碳酸 氢钠溶液 灼热的铜粉
灼热的
氧化铜
可去除 气体 CO2、HCl、 H2S、SO2、 Cl2等 CO2中混有 的HCl气体 O2 H2、CO
1.气体的净化
2.气体的干燥
图示 干燥剂 ________ 碱石灰
无水氯化钙
可干燥 气体 H2、O2、N2、CO、 SO2、HCl等 H2、O2、N2、 CO、NH3等
H2、O2、N2、CO、
CO2、HCl等
不可干 燥气体 NH3 CO2、SO2、 HCl等
NH3
浓硫酸
易错提示
(1)选择净化剂的原则:净化剂只能与杂质反应,不能产生新的杂质,也不能使被净化的气体转化为其他物质。
(2)选择干燥剂的原则:干燥剂只能吸收气体中的水分,不能与气体反应;酸性干燥剂不能干燥碱性气体,碱性干燥剂不能干燥酸性气体。
(3)净化与干燥的顺序:若使用洗气净化装置,则先净化再干燥;若使用加热净化装置,则先干燥再净化。
3.常见混合气体的除杂
气体 杂质 除杂试剂及方法
CO CO2 先通过NaOH溶液,再通过浓硫酸
CO2 CO 通过灼热的氧化铜
HCl 先通过饱和NaHCO3溶液,再通过浓硫酸
H2 HCl 先通过NaOH溶液,再通过浓硫酸
N2 O2 通过灼热的氧化铜
考点4
尾气处理
方法 燃烧法 水封法 溶液吸收法
气球回收法
可处理 气体 CO等可燃 性气体 HCl、NH3和SO2等 水溶性较大的气体 SO2、CO2、NH3等酸性 或碱性气体
CO、Cl2等有毒或可
回收利用的气体
图示
操作 将可燃性污 染气体点燃, 转化为无污 染气体 将水溶性较大的气 体通入水中,被水 吸收,需注意防倒 吸 将酸性气体通入碱性 溶液,将碱性气体通入 酸性溶液,反应生成不 具有挥发性的盐类
将有毒或可回收利
用的气体,通过气球
收集起来进行处理
或再利用
1.检验氨气时,红色石蕊试纸较长时间未变色,可能是因为试纸未先润湿。 ( )
2.可以用排水法收集氨气。 ( )
3.氧气的验满方法是将带火星的小木条伸进集气瓶中,小木条复燃。( )
4.可以用碱石灰干燥二氧化碳气体。 ( )
5.生石灰可作食品干燥剂。 ( )
6.排水法收集气体完毕后,应先熄灭酒精灯,再将导管移出水面。 ( )
×
针对训练
易错速判
√
×
×
×
×
常见气体的制取、检验和净化
命题点
真题试做
3
常见气体的制取、检验和净化
命题点
1.(贵阳33题,8分)根据下图回答问题。
(1)反应原理
①加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾均可产生氧气,其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时,加入二氧化锰在反应中起的作用是
。三种方法中,写出其中一个反应的化学方程式: ________
_________________________________________________ 。
②石灰石和稀盐酸反应产生二氧化碳的化学方程式为______________
_ 。
催化作用
2H2O2
2H2O+O2↑(或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑、2KClO3 2KCl+3O2↑)
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
3
2
1
4
5
(2)制取O2和CO2,连接如图的装置完成实验。
过氧化
氢溶液
制 取 气 体 A B
C
反应物 装置(填“甲” 或“乙”) 物质 作用 作用
O2 ①_______ _______ ② ___ 水 ③_________ 接水
CO2 石灰石和 稀盐酸 乙 ④_______ 干燥CO2
⑤____________
甲
收集氧气
浓硫酸
收集二氧化碳
3
2
1
4
5
2.通过一年的化学学习,同学们初步掌握了实验室制取气体的知识和技能,请完成下列实验内容。
3
2
1
4
5
【制取气体】
实验名称 化学方程式 选用药品 制取气体所选装置
实验室制取二氧化碳 _____________________ 石灰石和稀盐酸 B C
实验室制取氧气 _____________________ __________________________ ________________
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
和二氧化锰
过氧化氢溶液
BC或BE(合理即可)
【探究活动】(1)通常将产生的二氧化碳通入装置F,目的是_____________。
(2)如果将产生的氧气通入装置G,现象是__________________。
【交流总结】如果实验室需要制取另一种气体,你的思路是__________________________________________________________________________________________________________________(不写具体操作)。
蜡烛燃烧的更加剧烈
检验二氧化碳
和水溶性,确定收集装置;③确定如何验证制取的气体(合理即可)
①确定反应原理,
选择药品;②根据反应物的状态和反应发生需要的条件确定发生装置;根据气体的密度
3
2
1
4
5
补充考法
3.(2022毕节)实验室常用下列A、B、C装置制取气体,
D、E装置收集气体。
回答下列问题:
(1)C装置中仪器X的名称是 。
(2)用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳,反应的化学方程式为
__________________________,选用的收集装置为 (填字母,下同)。
(3)用锌粒和稀硫酸作原料制取氢气,为实现气体随开随用、随关随停,选用的制取装置为 。
铁架台
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
D
B
3
2
1
4
5
(4)实验室用醋酸钠和碱石灰(主要成分是NaOH和CaO)固体混合物作原料、在加热条件下制取CH4,选用的制取装置为 ,收集装置为 。
(5)如图所示装置用于收集某干燥的气体,下列气体中能用它收集的是 (填字母)。
a.O2　 　b.CO2　 　c.H2　 　d.CH4
C
E
a
3
2
1
4
5
4.(2022黔东南州节选)丙同学决定制取二氧化硫来探究酸雨的危害,经查阅有关资料知道:常温下,二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,实验室中常用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制得,若你用此方法在实验室中制取二氧化硫气体,收集装置应选用如图中的甲而不是乙,原因是___________________________。
便于尾气处理,防止污染空气
3
2
1
4
5
5.(2022六盘水)化学课上,某小组
同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简
易“供氧器”。
【反应原理】根据设计的“反应器”,制取氧
气的反应原理是 (用化学方
程式表示)。
(1)图中标号①仪器的名称是 。
(2)为制取干燥的氧气,装置接口连接的正确顺序为 (填选项字母)。
A. a→b→c→d　 B. a→b→c→e
C. a→c→b→d D. a→c→b→e
2H2O2 2H2O+O2↑
广口瓶
C
3
2
1
4
5
(3)制取氧气的过程中,检验“储气瓶”氧气已存满的方法是_____
____________________________________________________。
(4)反应发生后,使反应停止的操作是_________________________
_____________。
(5)当反应停止,取出“储气瓶”中氧气的操作为_______________
_____________________ _。
【拓展】图中装置还可制取 气体,反应的化学方程式为 。
将带
火星的木条放在e导管口处,若木条复燃,证明已经集满氧气
将铜丝拉起,使二氧化锰与
过氧化氢分离
从分液漏斗注水,
打开漏斗活塞,将氧气赶出
二氧化碳(合理即可)
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑(合理即可)
3
2
1
4
5
综合提升训练
1.(2023广东)【基础实验与跨学科实践】
(1)实验室制取O2及性质检验:
①图甲中仪器a的名称是_______。
②用高锰酸钾制取O2,应选择图甲中
的发生装置___(填字母),化学方程式为
_______________________________。
基 础 过 关 练
A
1
2
3
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
锥形瓶
1
2
3
③收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时,__(填字母),生成刺激性气味的气体 a.产生大量白烟 b.生成黑色固体 c.发出蓝紫色火焰 O2只有氧化性
集气瓶中NaOH溶液的作用是______________________________________ c
吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气
KOH
1
2
3
(2)制作氧自救呼吸器:
查阅资料:超氧化钾(KO2)为黄色固体,可分别与CO2、H2O反应生成O2和白色固体,产氧效率高,适合作生氧剂。
原理分析:4KO2+2CO2 2 K2CO3+3O2,4KO2+2H2O 4X+3O2↑,则X的化学式为______。
动手实践:设计并制作氧自救呼吸器,如图乙所示。使用一段时间后,观察到生氧剂由_____________(填颜色变化)时,则基本失效。
黄色变为白色
2.(2023重庆)氧气的制备和性质是重要的化学实验,根据下图回答问题。
(1)图A、图B装置都可以用于实验室制备O2。固体X的化学式为________,固体Y可以是____(填字母)。
A.红砖粉　　B.硫酸铜　　C.氯化钠
C
1
2
3
KMnO4
AB
(2)图C中仪器a的名称是_______,该实验可观察到:发出明亮的蓝紫色火焰,同时生成一种有_______气味的气体。
(3)图D所示是将氨气在纯净氧气中燃烧,生成一种单质和一种常见稳定氧化物,该反应的化学方程式为________________________。
1
2
3
集气瓶
刺激性
4NH3+3O2 2N2+6H2O
3.(2023广西)根据下列装置回答问题。
(1)仪器①的名称是_____。
(2)实验室制取二氧化碳常用的药品是_________________________。用装置E收集二氧化碳的原因是________________________。
1
2
3
试管
大理石(或石灰石)和稀盐酸
二氧化碳的密度比空气大
(3)实验室用装置A制取氧气,反应的化学方程式是_____________________。用装置C收集氧气,当观察到___________________________时,表示氧气已收集满。
(4)选用装置B加热高锰酸钾制取氧气,还需做出的改进是________________________。用装置F收集氧气,气体应该从___(填字母序号)端通入。
1
2
3
集气瓶口有大量气泡向外冒出
b
在试管口处放置一
团棉花
2H2O2 2H2O+O2↑
4.(2023山东潍坊)氧气、二氧化碳是航空母舰中的常用储备气体,在急救、灭火等方面具有重要的应用。气体的制备是初中化学实验重要的内容,请根据下列装置回答问题。
(1)仪器①的名称是_______。
5
4
6
挑 战 高 分 练
锥形瓶
5
4
6
(2)实验室利用装置A,选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,化学方程式为
________________________,实验结束后,从剩余固体中回收二氧化锰,有下列操
作步骤;①过滤;②洗涤;③溶解;④干燥,正确的操作顺序是__________(填数字编号)。为检验二氧化锰是否洗涤干净,可向最后一次洗涤液中,滴加________(写试剂化学式)溶液,观察现象即可。
③①②④
AgNO3
2KClO3 2KCl+3O2↑
5
4
6
(3)实验室用装置B、C、D进行实验时,C中蜡烛燃烧更旺,D中溶液变浑浊,则B中产生的气体为______,小试管的作用是___________________。
(4)为制取二氧化碳,需将60 g溶质质量分数为36%的浓盐酸稀释至9%,所加蒸馏水(密度为 1 g/mL)的体积为_____mL。用装置E、F测量二氧化碳的体积时,若E中无植物油,则测得的二氧化碳的体积_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
氧气
形成液封,节约药品
180
偏小
5.(2023天津)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)根据下列装置图回答:
①仪器a的名称:______。
铁架台
5
4
6
②实验室用高锰酸钾制取并收集氧气,应选用的装置为________(填字母),反应的化学方程式为________________________________。
③实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用的装置为____(填字母),将生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,观察到溶液由紫色变成___色。
5
4
6
BD或BE
AD
红
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
选项 A B C
实验
现象 有气泡冒出,触摸试管外壁,感觉放热 旋紧瓶塞,振荡,软塑料瓶变瘪 甲瓶中出现白色浑浊,乙瓶中无明显现象
结论 化学反应在生成新物质的同时,伴随着能量变化 二氧化碳能与水反应 人体呼出的气体中二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量
(2)下列选项中,由实验及现象推出相应结论正确的是____(填字母)。
AC
5
4
6
6.(2023新疆)具备基本的实验技能是学习化学的基础和保证。如图所示的是实验室制取气体的部分装置,请回答下列问题。
(1)写出仪器a的名称:________。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,在组装好仪器后,装入药品前应进行的操作是_________________。
5
4
6
检查装置的气密性
铁架台
(3)实验室制取二氧化碳,应选用的发生装置是B,反应的化学方程式为
___________________________________。将产生的二氧化碳气体通入装置F中,蜡烛熄灭,其涉及的灭火原理是_________。若用装置G检验二氧化碳,则X溶液为______________。
(4)实验室用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气(氨气极易溶于水,密度比空气小),应选用的发生和收集装置是____。
D
5
4
6
澄清的石灰水
隔绝氧气
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
AD
7.(2023江苏苏州)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ.实验室用图甲所示装置制取并收集氧气。
(1)用MnO2作催化剂,KClO3加热分解
得到O2和KCl,该反应的化学方程式为
_______________________。
7
中 考 创 新 练
2KClO3 2KCl+3O2↑
(2)装置中仪器X的名称为________。收集干燥氧气应选取的收集装置为___(填字母)。
(3)搭建如图乙所示的装置时,需要调整试管的
倾斜角度,可松开____(填“K1”“K2”或“K3”)
处的螺丝,待调整后再拧紧。
(4)实验结束时,下列两步操作中先进行的
是___(填字母)。
a.移走并熄灭仪器X
b.断开试管与洗气瓶之间的连接
C
7
酒精灯
K2
b
Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2。
②H2O2可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明(部分)见下表,其中A剂、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟)
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A剂的成分是__________。
②若突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是________。
7
过碳酸钠
配方三
(6)按配方一在水中反应6小时后,无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验:
①将反应后混合物过滤,得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为________。
②取少量滤液,向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为__________________________________。
③另取少量滤液,滴加KI溶液,再滴加_____溶液,溶液变为蓝色,证明滤液中仍含有H2O2。
A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟)
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
7
MnO2
淀粉
2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+

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