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专题(三) 气体的制取与净化
气体制取是初中学生应掌握的实验技能之一,是中考化学必考知识点。一般考查实验室制备O2、CO2、H2的原理、装置的选择与评价、气密性检查以及气体的检验与净化。因此,对相关考点进行全面的梳理并练习解答典型例题,是初中化学总复习中不可或缺的环节。
实验装置组装流程:气体发生装置→除杂装置→干燥装置→气体收集装置→尾气处理装置。
(1)制气装置的选择依据:所需药品的状态和反应条件。
(2)集气装置的选择依据:气体的溶解性和气体的密度。
(3)除杂质的试剂和干燥剂的选择依据:实验室制取的气体常有酸雾或水蒸气。
一、实验室制备气体的一般思路和方法
1.确认气体制取的化学反应原理
在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
2.确认实验装置
(1)发生装置
根据反应所用药品的　　　　和　　　 　选择,分为固体加热型和固液常温型。
状态
反应条件
类型 固体加热型 固液常温型 装置
优缺 点或 注意 试管口应__________ 便于添加液体药品,长颈漏斗应伸到　　　　,防止气体从长颈漏斗逸出 可以控制 _________ 可以控制____
____________
略向下倾斜
液面以下
反应速率
反应
的发生和停止
(2)收集装置
类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置
适用 范围 收集　　 (或难)溶于水且不与水反应的气体 收集密度比空气　 　且不与空气中成分发生反应的气体 收集密度比空气　　 且不与空气中成分发生反应的气体
不
大
小
(续表)
类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法
优缺 点或 注意 　收集的气体纯度______ ,但不干燥;集气瓶应____________水槽中,导管口气泡_______________时方可收集 　收集的气体干燥,但纯度不高;导管应伸到集气瓶　　　,便于排出集气瓶内空气 较高
装满水倒放
连续、均匀冒出
底部
二、气体的净化及干燥
1.气体的净化
将不纯气体中的杂质气体除去的过程称为气体的净化。净化气体所用的试剂应根据气体的性质及所含杂质气体的性质来选定,所选的试剂应只能吸收杂质气体,不能吸收待净化的气体。
吸收气体的试剂 被吸收的气体
NaOH溶液 CO2、HCl、SO2等
灼热的Fe2O3(或CuO) CO、H2等
灼热的铜网 O2
浓硫酸 水蒸气
饱和NaHCO3溶液 HCl
提示 由于灼热的Fe2O3(或CuO)与CO反应生成CO2气体,因此灼热的Fe2O3(或CuO)适用于除CO2中混有CO的情况;饱和NaHCO3溶液与HCl反应生成CO2气体,因此饱和NaHCO3溶液
适用于除CO2中混有HCl的情况。
2.气体的干燥
用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的干燥。
常见的气体干燥剂 适用范围 装置
浓硫酸 不能干燥NH3
　碱石灰(主要成分是生石灰、NaOH固体) 不能干燥CO2、SO2、HCl等气体
三、多功能瓶的使用
类型 收集气体 检验、干燥、除杂 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反应产生的气体体积 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” 　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
(续表)
a
b
注满水
b
a
四、尾气处理
常用方法 点燃尾气 溶液吸收 尾气回收 水封法
装置
适用范围 　针对具有可燃性的污染性气体,点燃将其转化成无污染气体,如CO 酸性气体,如CO2、SO2通入NaOH溶液 适用于有毒气体的收集,在装置末端接一个气球或其他容器 适用于水溶性较大的气体,如HCl、NH3
例1 [宿迁] 下列有关氧气的制取、收集、验满、性质的实验中错误的是 (　　)
类型一
发生装置和收集装置的确定 (8年7考)
图T3-1
D
例2 [宿迁]请根据图T3-2所示装置回答问题。
图T3-2
(1)写出A装置中标号①的仪器名称:　　　　　。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,选择的发生装置是_____
(填序号,下同);现准备收集一瓶氧气供铁丝燃烧的实验使用,选择_______装置收集氧气便于直接做这个实验。
酒精灯
B　
C
(3)某同学利用空塑料输液袋(如图F)收集二氧化碳,验满二氧化碳时,把燃着的火柴放在玻璃管　　(填“a”或“b”)端,如果火焰熄灭,则收集满了。
图T3-2
b
例3 [宿迁]图T3-3为实验室常见的气体制备、收集等装置,按要求填空。
(1)写出A装置中标号①仪器的名称:　　　　。
图T3-3
铁架台
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为__________________
____________________,用D装置验证二氧化碳能与水反应生成一种酸性物质,D中应盛放________(填物质名称)试液。
图T3-3
石蕊
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
(3)实验室常用块状硫化亚铁固体和稀硫酸在常温下反应制取硫化氢。硫化氢(H2S)是一种有毒气体,密度比空气大,能溶于水形成氢硫酸,实验室中常用NaOH溶液来吸收有毒的硫化氢气体。若要制取并收集一瓶硫化氢气体,选择的装置中导管的连接顺序为　　　 (填导管口序号)。
b c d g
例4 [河南]某化学小组选用以下部分装置制取纯净、干燥的CO2。
(1)写出A中所发生反应的化学方程
式:___________________________
　 　　。
(2)若将a、b连接,B中溶液不变浑
浊,这是因为CO2中混有　 杂质。　　　　　　　
类型二
气体的净化与干燥　　(8年4考)
图T3-4
氯化氢(或HCl)
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O
+CO2↑
(3)为达到实验目的,所选用装置的导管接口从左到右正确的连接顺序为a接　　　、　　　接　　　、　　　接。
(4)用F收集CO2,j为进气口。请将F中的玻璃导管补画完整。
f
g
e
d

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