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气体的制取和净化
培优专题一 气体的制取与净化
实验室制取气体的一般思路和方法
培优专题一 气体的制取与净化
■考向 1 常见气体的反应原理
气体 O2 H2 CO2
反应 原理 高锰酸钾加热：①__________________________ 过氧化氢与二氧化锰：②____________________ 锌与稀硫酸：③___________ __________________________ 石灰石（或大理石）与稀盐酸：④_________________
__________________
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
△
2H2O2 2H2O+O2↑
MnO2
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
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药品选择 注意事项 过氧化氢制取氧气时，需加二氧化锰，二氧化锰起⑤______作用；
制取二氧化碳时，不宜用稀硫酸的原因是⑥________________________________________________________
____________________________________________________________；不宜用浓盐酸的原因是⑦__________________________________________________________；不宜用碳酸钠是由于碳酸钠和稀盐酸反应速率太快、不利于反应的控制和气体的收集
碳酸钙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）的表面阻止反应进行
浓盐酸具有挥发性，制得的二氧化碳中会混有氯化氢气体
催化
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■考向 2 装置的选择
装置类型 固体加热型 固液常温型
适用范围 高锰酸钾制氧气 过氧化氢制氧气（不选 E）；大理石（或石灰石）与稀盐酸制二氧化碳；锌和稀硫酸制氢气
1. 发生装置的选择（依据为反应物的状态和反应条件）
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发生装置
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所用仪器 试管、酒精灯、铁架台、 单孔橡胶塞、导管 试管、导管、单孔橡胶塞、铁架台 锥形瓶、长颈漏斗、导管、双孔橡胶塞、胶皮管 锥形瓶、分液漏斗、导管、双孔橡胶塞、胶皮管 试管、长颈漏斗、多孔塑料板、导管、双孔橡胶塞、铁架台、弹簧夹、胶皮管
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特点 安装简单，操作简便 便于添加液体药品 可控制⑧___ ___________ 可控制⑨________
____________
反应速率
反应的发生
和停止
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注意事项 试管口略向下倾斜的目的是防止⑩______________ ___________________________；用高锰酸钾制氧气时，试管口放一团棉花的目的是防止 ______________________________ 用于制取少量气体，加入药品过多，可能会使液体溢出试管或橡胶塞迸出 长颈漏斗的末端必须 _________ __________， 目的是 ___ ___________ ___________ ___________ 固体试剂为块状
冷凝水流至热的
试管底部，避免
试管炸裂
加热时，试管内
的固体粉末进入导管
伸入液面
以下
防止生成的
气体从长颈
漏斗逸出
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2. 收集装置的选择（依据为气体的密度、溶解性、是否与水化学反应等）
收集方法 排空气法 排水法
向下排空气法 向上排空气法
装置图
所用仪器 集气瓶、导管 集气瓶、导管、玻璃片 集气瓶、导管、水槽
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适用范围 密度比空气 _________ 的气体且不与空气中的成分发生化学反应 密度比空气 _________ 的气体且不与空气中的成分发生化学反应 不易溶于水或难溶于水且不和水发生化学反应的气体
举例 H2、NH3、CH4 等 O2、CO2 等 H2、O2、NO、CO、CH4 等
优缺点 收集到的气体干燥但不纯净 收集到的气体较纯净但不干燥
小
大
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注意事项 导管尽量伸到集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气 当导管口 ___________________ 时，开始收集气体；收集完毕，要先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止 ____________________________
_________________________________
气泡连续、均匀冒出
水槽中的水倒吸入试管，造成
试管炸裂
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■考向 3 气体的检验与验满
气体 O2 H2 CO2
检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明气体为氧气 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明气体为氧气
将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明气体为二氧化碳
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气体 O2 H2 CO2
验满方法 排水法：集气瓶口有大气泡向外冒出时证明已满；向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已集满
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■考向 4 气体的净化、干燥
干燥剂 可干燥的气体 不可干燥的气体
酸性 浓硫酸 O2、H2、CO、CO2、HCl 等 NH3 等碱性气体
碱性 碱石灰、氢氧化钠固体 O2、H2、CO、NH3 等 CO2、SO2、HCl 等酸性气体
中性 无水氯化钙 除 NH3 以外的所有气体 NH3
1. 气体的干燥
选择的干燥剂必须只能吸收水分，且不与被干燥的气体反应。
失分警示
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净化原则 净化时所制气体不能参加化学反应或因溶解而损失，也不能引入新的杂质。净化顺序一般是除杂在前、干燥在后，干燥后的气体不能再通过水溶液
净化装置
2. 气体的净化
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常见的气体 除杂试剂 除 CO2 NaOH 溶液、浓硫酸
除 HCl 气体 NaOH 溶液、AgNO3 溶液、浓硫酸
除 CO 先通过灼热的 CuO 将其转换为 CO2，再用 NaOH 溶液吸收，浓硫酸干燥
除 H2 先通过灼热的 CuO 将其转换为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收
除 O2 通过灼热的铜网
除 H2O（干燥） 浓硫酸、CaCl2 固体、碱石灰、生石灰等
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■考向 5 尾气处理
方法 点燃法 吸收法 收集法
装置图
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方法 点燃法 吸收法 收集法
方法解读 可燃性有毒气体采用燃烧的方法， 使其转化为无毒物质，如 CO 适用于溶解度较大的气体，如 HCl、NH3，防倒吸 将尾气通入溶液中，使其 与溶液反应，如用NaOH 溶液吸收 SO2 用气球或集气瓶（长管进长管出才能排出水）收集尾气再集中处理
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■考向 6 多功能瓶的使用
多功能瓶 操作目的 气体进出方向 举例与原理
洗气或干燥气体 a 进 b 出（长进短出） 浓硫酸吸收水，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳
收集密度大于空气密度的气体 a 进 b 出（长进短出） 收集 CO2、O2，进入的气体聚集在集气瓶下方
收集密度小于空气密度的气体 b 进 a 出（短进长出） 收集 H2，进入的气体聚集在集气瓶上方
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多功能瓶 操作目的 气体进出方向 举例与原理
排水集气法收集气体 a 进 b 出（短进长出） 收集 H2、O2，气体的密度比水的密度小，进入的气体聚集在集气瓶上方，水从下方导管被压出
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