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(共44张PPT)
专题六　气体的制取、检验与净化
气体的制取
一、题目特点
该类试题常依托气体的制备原理和性质,借助于化学实验考查有关氧气、CO2的实验室制取及相关实验操作流程,制取某种气体原理的选择与评价,收集装置的选择与依据,实验操作顺序及注意事项,装置改进与实验创新等,试题命题形式和命题角度灵活,多以选择题和实验探究题的形式呈现。
二、解题方法
解析该类试题的关键是了解气体的制备原理,明确气体的性质,依据基本的实验技能进行解析。
1.原理选择
不仅要看反应能否发生,还要考虑实验室条件是否满足、反应的速率是否适中及制取气体的纯度等。
2.发生装置
(1)加热固体制气装置
(2)固、液常温接触制气装置
优缺点:
A:制取少量气体,若将试管换成锥形瓶可用于制取较多量的气体。
B:可随时添加液体,长颈漏斗下端管口要伸入液面以下。
C:可连续制取并控制反应速率,分液漏斗也可换成注射器。
D:可控制反应随时停止或开始,下述装置也能达到相同的实验效果,长颈漏斗也可用分液漏斗代替。
3.收集装置
(1)密度大于空气且不与空气中任何成分发生反应的气体可用向上排气法收集,如A图所示;若用C图装置收集,则气体由m端进入,空气由n端
排出。
(2)密度小于空气且不与空气中任何成分发生反应的气体可用向下排气法收集,如B图所示,若用C图装置收集,则气体由n端通入,空气由m端
排出。
(3)难溶于水且不与水反应的气体可用排水法收集,如D图所示,若用E装置收集,则气体应由a端通入,水从b端排出;若b端接量筒,则可测量收集的气体体积。
“多功能瓶”收集气体
图示 操作目的 气体进出方向
收集密度大于空气的气体 a进b出(长进短出)
收集密度小于空气的气体 b进a出(短进长出)
收集密度大于空气的气体 b进a出(短进长出)
收集密度小于空气的气体 a进b出(长进短出)
排水法收集气体 b进a出(短进长出)
洗气或干燥 a进b出(长进短出)
收集并测量气体体积 a进b出(短进长出)
[例1](2023泰安)下列有关实验室制取气体的说法错误的是( )
A.装置①可作为制取CO2的发生装置
B.装置①使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率,节约药品
C.装置①③组合可以用来制取氧气
D.装置②干燥O2时,气体由b管进a管出
D
气体的检验与净化
一、题目特点
该类试题依据气体及杂质的性质,选择不同的装置与除杂试剂对气体进行净化处理,对收集的气体进行检验和验满操作,以及检验气体时的现象与原理等。
二、解题方法
了解制取气体和杂质气体的性质、各种除杂试剂的使用及除杂装置的应用等是解析该类试题的关键。
1.常见气体的检验方法(详见专题二)
2.常见气体的验满
(1)氧气:将带火星的木条放在集气瓶口或导管口,若木条复燃则说明已集满。
(2)二氧化碳:将燃烧的木条放在集气瓶口或导管口,若木条熄灭则可证明已集满。
(3)用排水法收集气体时,若观察到瓶口有大气泡逸出,则说明瓶中已集满气体。
3.气体的净化
在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,需经过净化和干燥后才能得到纯净的气体。
(1)依据:收集气体与杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性等。
(2)原则:不减少收集气体、不引入新的气体杂质、在密闭装置内进行。
(3)装置:常用的干燥及净化装置主要是洗气瓶、干燥管、U形管及加热固体装置等。
(4)干燥试剂的选择
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
如下表中是常见气体的干燥剂:
干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体
浓硫酸 H2、O2、CO、HCl 等中、酸性气体 碱性气体,如NH3
无水氯化钙 (CaCl2) H2、O2、CO、 CO2、HCl等 能干燥绝大多数气体,NH3
除外
氢氧化钠固 体或碱石灰 H2、O2、CO、NH3 等中、碱性气体 酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
(5)气体的净化
①常见气体的吸收试剂或物质
杂质气体 吸收试剂或物质
O2 灼热的Cu网
CO2 NaOH溶液
CO 先用灼热的CuO或Fe2O3将其氧化为CO2,再用NaOH溶液吸收
HCl NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、AgNO3溶液等
H2O 浓H2SO4、无水CuSO4、NaOH固体或碱石灰(NaOH和CaO的固体混合物)等
②气体的净化顺序:先除杂,后干燥。
③尾气处理
A.原则:能充分吸收尾气、不能倒吸。
B.常用装置
(6)净化装置的组装顺序:一般应遵循制取气体的装置→除杂装置→气体干燥装置→验证气体性质装置→尾气处理装置。
[例2](2023深圳节选)已知H2与菱铁矿(主要成分FeCO3,其他成分不参与反应)反应制成纳米铁粉。某小组进行探究并完成如下实验:
查阅资料:①H2能与CuO反应生成H2O,H2O能使无水硫酸铜变蓝;
②CO2与无水硫酸铜不反应。
(1)某同学探究反应后气体成分,先将反应后气体通入无水硫酸铜,无水硫酸铜变蓝,证明气体中含有　 　,再通入足量的澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为　 　。(2)对剩余气体成分进行以下猜想:
猜想一:H2。
猜想二:　 　。
猜想三:CO和H2。
浓H2SO4的作用:　 　。
水蒸气(或H2O)
一氧化碳(或CO)
干燥气体,防止影响氢气的鉴别
甲中现象:　 。 乙中无水CuSO4变蓝,丙中变浑浊 猜想　 　正确
固体由黑色变为亮红色
三
1.(2023 荆州节选)实验室制取气体时,下列因素中,不需要考虑的是
( )
A.所要制取气体的颜色
B.药品容易获得,能生成所要制取的气体
C.反应条件易于控制,反应速率适中
D.操作简便易行,安全可靠,节能环保
A
2.(2022日照)用如图所示装置制备气体,并随时控制反应的发生与停
止,下列所选试剂制备相应气体合适的是( )
①用硫酸铜粉末与过氧化氢溶液混合制备O2
②用铝片与稀盐酸混合制备H2
③用高锰酸钾固体制备O2
④用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备CO2
⑤用氯酸钾固体与二氧化锰固体混合制备O2
A.②④ B.①③⑤
C.①③④ D.②⑤
A
3.(2023上海金山区二模)下列实验不能达到实验目的的是(注:浓硫酸具有吸水性,常用来做干燥剂)( )
B
A.干燥CO2 B.收集O2 C.验证CO2的性质 D.监测气体流速
4.(2023西安一模)下列混合气体(括号内气体为杂质)能用如图装置进行除杂、干燥、收集的是( )
A.O2(CO2) B.H2(HCl)
C.CO2(HCl) D.CO2(CO)
B
5.(2023泰州姜堰区一模)实验室里通过加热熟石灰与氯化铵的固体混合物来制备氨气。氨气密度小于空气,有刺激性气味。下列氨气的制备、干燥、收集、检验的操作正确的是( )
B
A.制取NH3　　　 B.干燥NH3 C.收集NH3　　　 D.检验NH3
6.(2023呼和浩特)下图所示为实验室常用的实验装置,请回答下列
问题:
(1)实验小组用装置A和E制取并收集O2,发生反应的化学方程式为
　 　,实验结束时为防止倒吸应进行的操作是　 　;
先将导管从水槽中移出,然后再熄灭酒精灯
(2)实验小组用石灰石和稀盐酸制取并收集CO2,所选装置的接口连接顺序是　 　→e,其中D装置的作用是　 　。
b→d→c
检验CO2气体是否收集满
7.化学是一门以实验为基础的自然科学,根据如图所示装置回答相关
问题。
(1)仪器①名称为　 　;用A装置给固体物质加热时,试管口略向下倾斜的原因是　 　。
集气瓶
A B C D E
防止冷凝水倒流引起试管炸裂
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式为
　 　,可选择的发生装置为　 　(填字母);选择用E装置收集氧气的理由是　 　;若用E装置收集到的氧气不纯净,原因可能是　 .
　(只写一种)。
B
氧气不易溶于水且不与水反应
导管口刚出现气泡就开始收集(或集气瓶未装满水等)
8.(2023通辽)请结合下列实验装置图及所给信息回答问题。

已知:实验室用乙酸钠固体和碱石灰固体共热制甲烷。甲烷是密度比空气小,难溶于水,易燃,不与酸、碱发生化学反应的气体。
(1)实验室制取甲烷的发生装置是　 　(填字母)。
(2)可选用　 　(填物质名称,写出一种即可)干燥甲烷。
(3)若用D装置收集甲烷,应从导管口　　(填“a”或“b”)通入气体。
(4)点燃实验室制得的甲烷前要　 　。
C
浓硫酸(或碱石灰等合理即可)
b
检验纯度
9.(2022呼和浩特)气体的制取和性质是初中化学核心知识之一。结合以下常用实验装置回答相关问题。
A B C D E F G
(1)仪器①的名称是　 　。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气应选用的发生装置是　 　(填字母),反应的化学方程式为　 　。
长颈漏斗
A
10.请根据下列实验装置图,回答有关问题:
A B C D E F G
(1)请写出图中仪器的名称:a　 　;
(2)若用A装置作为实验室制取氧气的发生装置,反应的化学方程式是
　 　,若用D装置收集,验满的方法是　 .
　;
酒精灯
把带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃则集满
(3)实验室可用　 　(填一个字母序号)装置作为发生装置制二氧化碳,该装置的主要优点是　 .
　;
(4)若用G装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体不可能是　 　(填字母)。
a.CH4 b.H2
c.O2 d.CO2
B(或C)
可随时添加液体药品(或能够控制反应的发生与停止)
ab
11.(2023赤峰红山区模拟节选)化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
(1)写出仪器①的名称:　 　。
(2)实验室如用装置B作为发生装置制取干燥的O2,所需装置的接口顺序为　 　(填接口小写字母),该反应的化学方程式为
　 　。
酒精灯
b、d、e、f
(3)某兴趣小组用熟石灰与氯化铵固体混匀,共热制备氨气。
(已知:氨气有刺激性气味,密度比空气小,极易溶于水)
制备氨气时所需要的发生和收集装置的组合是　 　(填字母)。检验氨气收集满的方法是　 .
　。
AE
将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝,说明瓶中已集满氨气
12.如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)写出仪器M的名称:　 　。
(2)实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,其反应的化学方程式为
　 　,应选用的发生装置和收集装置的组合为　 　(从A～E中选择)。
锥形瓶
BD
(3)若用装置A、F制取氧气,按气体流向,导管口连接顺序为　 .
　,F装置还可用于干燥氧气,则需盛装的干燥剂为　 　(填名称)。
(4)某气体只能用E装置收集,则该气体可能具有的性质为　 　(填序号)。
①能与空气中的某物质反应
②密度与空气的密度接近
③能与水反应
a→b(或a→b→c)
浓硫酸
①②
13.如图是实验室制取气体的有关仪器和装置,据图回答下列问题。
A B C D
E F G H
(1)用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,应选择　 　 .
(从A～G中选择,填字母,下同)组合装置,反应的化学方程式为
　 　。
(2)实验室制取二氧化碳,为了便于控制反应速率,组合发生装置应选择
　 　。将气体通入H装置(从m口进入),还可以进行许多实验。下列实验不能达到预期目的的是　 　(填序号)。
①收集二氧化碳;
②H中盛澄清石灰水,检验二氧化碳;
③H中盛满水,n口连接量筒,测二氧化碳的体积;
④H中盛氢氧化钠溶液,除去二氧化碳中的氯化氢气体。
BEF
AC
③④
(3)小明同学设计一套实验室制取二氧化碳的发生装置(如图),其突出优点是　 　。该发生装置　 　(填“能”或“不能”)用于稀硫酸和锌粒反应制氢气。
可以控制反应的发生和停止
能
14.(2022通辽)请结合下列实验装置图及所给信息回答问题。
A B C D E F
已知实验室制取气体的相关信息如下:
①锌粒与稀硫酸反应制取H2。
②亚硫酸钠固体和浓硫酸常温下反应制取SO2,SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。
③NH4Cl固体与Ca(OH)2固体共热制取NH3。NH3是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水。
(1)实验室制取以上三种气体,发生装置可选用B的有　 　(填化学式)。
(2)实验室制取H2的化学方程式为 　 　,可选用　 　(填字母,填所有可用装置)收集H2。
(3)将SO2气体通入紫色石蕊溶液中,看到液体变红,说明SO2与水反应生成　 　(填物质类别),可用　 　(填试剂名称)干燥SO2。
(4)实验室制取并吸收多余NH3,装置接口连接顺序为　 　。
H2、SO2
D或F
酸
浓硫酸
a、e、d、f
15.(2023乌海一模)如图是实验室常用的部分实验装置。请按要求回答问题。
A B C D E F G
(1)写出标号①的仪器名称:　 　。
(2)用A装置制取氧气有一处明显错误,请加以改正:　 .
　。写出用改正后的装置制取氧气的化学方程
式:　 　。
长颈漏斗
试管口应略向下倾斜
(3)实验室用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气。已知NH3是无色、有刺激性气味的有毒气体,极易溶于水且密度小于空气,制取并吸收多余NH3,应选装置连接顺序是　 　(从A～G中选)。
(4)某同学利用混有少量CO2的CO还原Fe2O3,并验证反应后的气体产物。现有如图所示实验装置(可重复使用),按气体从左到右的流向,装置的正确连接顺序是乙→　 　→丁。
AEG
甲→丙→甲
谢谢观赏！

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