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(共30张PPT)
考点4　气体制取
知识梳理 夯基础
知识点1制取气体装置的选择
1.气体发生装置的选择
(1)决定因素:由反应物的状态和反应条件决定。
(2)常见的发生装置
类型 固体加热型 固液常温型
装置
举例 ①KMnO4加热分解制取O2: ___________________________; ②NH4Cl和Ca(OH)2加热制取NH3: ___________________________ ③H2O2溶液和MnO2制取O2: ___________________________;
④大理石和稀盐酸制取CO2: ___________________________;
⑤Zn和稀硫酸制取H2:
_________________________
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑
2H2O2 2H2O+O2↑
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑
装置
装置特点 装置简单 方便添加液体 能控制反应速率 能控制反应的发生和停止 适应范围 适合制取少量气体 适合制取较多气体,长颈漏斗末端必须伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出 适合剧烈反应,并制取较多气体 适合块状固体与液体的平稳反应,且制取较多气体 (3)常见“固液常温型”装置比较
2.气体收集装置的选择
(1)决定因素:由气体的密度和溶解性以及能否与空气中的成分和水反应等因素决定。
(2)常见气体的收集装置
收集方法 向上排空气法 向下排空气法 排水法
气体性质 密度明显比空气大,且常温下不与空气中的成分反应 密度明显比空气小,且常温下不与空气中的成分反应 难溶或微溶于水,且不与水反应
装置
可收集 的气体 O2、CO2等 H2、CH4等 O2、H2、CH4等
注意事项 ①用排水法收集气体,当观察到__________________________时开始收集,当____________________________________时表明气体已收集满;②要收集较纯净的气体,应选用____________法收集;③用排空气法收集气体,导管应伸到集气瓶的底部,防止________________________。 导管口连续并比较均匀地放出气泡
有大气泡从集气瓶口冒出
排水
收集的气体不纯
知识点2气体的净化
1.气体的除杂
气体除杂同其他物质的除杂一样,本着“除去杂质,保留主要成分,又不能混入新杂质”的原则,所选试剂只能与杂质反应、试剂的量合适、生成物不能混到主要成分中。例如:
混合气体 (括号内为杂质) 除杂方法 发生反应的化学方程式
H2(HCl) 通入足量氢氧化钠溶液中
CO2(HCl) 通入足量饱和碳酸氢钠溶液中
CO2(CO) 通过足量灼热的氧化铜
CO(CO2) 通过足量氢氧化钠溶液
HCl+NaOH══NaCl+H2O
NaHCO3+HCl══NaCl+H2O+CO2↑
CO+CuO Cu+CO2
2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O
2.气体的干燥
干燥剂 能干燥的气体 不能干燥的气体 常用装置 浓硫酸 酸性或中性气体:CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO、N2、CH4等 NH3 洗气瓶 生石灰、碱石灰(NaOH和CaO的混合物)、NaOH固体 碱性或中性气体:NH3、H2、O2、CO、N2、CH4等 CO2、SO2、HCl U形干燥管
球形干燥管
规律技巧
(1)实验室制取的气体中一般含有水蒸气和某些杂质气体,若要得到纯净、干燥的气体就需要除杂和干燥,连接装置时,一般本着“先除杂后干燥”的顺序。例如:实验室用大理石和稀盐酸制取的二氧化碳中通常含有氯化氢气体和水蒸气,要得到纯净干燥的二氧化碳,要先通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的试剂瓶(NaHCO3不能与CO2反应,能与HCl反应生成CO2),再通过盛有浓硫酸的试剂瓶(如图所示)。
(2)若同时混有几种气体,则要确定好除
杂的顺序,保证最终除去所有的杂质。
知识点3多功能瓶的使用
温馨提示 用排水法收集CO2并测定体积时,需要在水面上方加一层植物油。
规律技巧 用多功能瓶收集气体时,若用排空气法,对于进气管和出气管的判断,可总结为“气体喜欢去哪就把它送到哪”。如:密度比空气大的气体,喜欢往下走,就送到下面去,即瓶正立时“长进短出”,瓶倒立时“短进长出”。
知识点4尾气处理
判断下列说法的正误(正确的画“√”,不正确的画“×”)
1.用排水法收集的气体比较纯净,用排空气法收集的气体比较干燥。(　　)
2.氧气不易溶于水,可以用排水法收集。(　　)
3.制取氧气和二氧化碳可以用相同的发生装置和收集装置。(　　)
4.制取氢气最好用锌和稀盐酸反应。(　　)
5.可用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳和二氧化硫气体。(　　)
6.氢气中混有氯化氢气体时,可通过饱和碳酸氢钠溶液除去。(　　)
√
√
√
×
√
×
7.除去CO中混有的CO2和H2O,要先通过氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸。
(　　)
8.检验H2中混有的CO2和H2O,要先通过澄清石灰水,再通过无水硫酸铜。
(　　)
9.氢氧化钠固体既可干燥CO,又可干燥CO2。(　　)
10.检验氨气可以用湿润的蓝色石蕊试纸。(　　)
11.通过观察火焰的颜色,可以鉴别CH4、H2、CO三种气体。(　　)
12.分别通过灼热的氧化铜和澄清石灰水就可以鉴别H2和CO。(　　)
√
×
×
×
×
√
考点过关 提能力
【例】 根据实验装置回答:
(1)仪器a的名称是____________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为______________________,
发生装置是____________,为了收集较干燥的氧气,选用的收集装置是____________。
酒精灯
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
A
C
(3)实验室常用锌和稀硫酸制取氢气。
①反应的化学方程式为__________________________________________,选择B作为发生装置,操作上的优点是______________________________。若在反应中将B的导管口夹紧,可观察到的现象是____________________。
②本实验使用的为1∶4的稀硫酸,配制的操作方法是__________________,并用玻璃棒不断搅拌。
Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑
能控制反应速率
胶塞弹出
将1体积(98%)浓硫酸沿烧杯内壁注入4体积水中
解题金钥匙 (1)根据反应物的状态和反应条件确定发生装置;根据气体的密度和溶解性确定收集装置;根据气体的性质确定是否需要尾气处理以及如何进行尾气处理。
(2)无论制取哪种气体,一定要在装试剂前检查装置的气密性。
变式训练
1.(2025·梅州一模节选)请根据下列仪器装置图,回答有关问题:
(1)实验室制取二氧化碳时选择C为发生装置而不选择B的原因_________
_________________________________________________________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,将装置____________(填字母)和F连接可以收集氧气并测其体积,则收集氧气装置的气体进口是____________(填数字)。写出用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式________________________________________。
(3)实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气,发生装置选____________(填字母);收集氨气____________(选填“能”或“不能”)选用装置E。
长颈漏斗没有浸没到液面以下,会导致生成的气体从长颈漏斗逸出
B装置的
D
⑤
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
A
不能
2.根据下列实验装置图回答问题。
(1)仪器a的名称是____________。
(2)实验室用过氧化氢溶液制氧气时,应选择的气体发生装置是_________ (填字母),反应的化学方程式是____________________________________。检验制取的气体是否为氧气的方法是______________________________。
锥形瓶
A
2H2O2 2H2O+O2↑
将带火星的木条放在A装置的出气管口,看木条是否复燃
(3)用C装置收集二氧化碳时,气体从____________(填“m”或“n”)端进,检验二氧化碳已经收集满的方法是___________________________________
___________________________________。
(4)当气体从m口进入时,利用C装置还可以进行许多实验。下列实验设计方案中,可行的有____________(填序号)。
①C中盛澄清石灰水时,可以检验实验室制出的二氧化碳气体
②C中盛烧碱溶液时,可以除去一氧化碳中的二氧化碳气体
③C中盛浓硫酸时,可以除去氧气中的水蒸气
④C中盛适量冷水并放入一小块白磷时,可以验证可燃物燃烧的条件
m
把燃着的木条放在n导管口,若木条立即
熄灭,说明已经收集满
①②③
[解析](4)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体,若C中盛澄清石灰水时,可以检验实验室制出的二氧化碳气体,该选项说法正确;②C中盛烧碱溶液时,二氧化碳可以与烧碱(氢氧化钠)溶液反应生成碳酸钠和水,一氧化碳不与氢氧化钠反应,可以除去一氧化碳中的二氧化碳气体,该选项说法正确;③C中盛浓硫酸时,浓硫酸具有吸水性,可以除去氧气中的水蒸气,该选项说法正确;④C中盛适量冷水并放入一小块白磷时,不能验证可燃物燃烧的条件,是因为即使通入氧气,由于温度没有达到白磷的着火点,白磷始终不能燃烧,该选项说法不正确。故选①②③。
3.【类型整合】以下是实验室常用于制取气体的仪器,回答下列问题。
(1)二氧化氮是一种棕红色的有毒气体,密度比空气大,可以和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水。实验室用的少量二氧化氮可利用铜片和浓硝酸制取,化学方程式为Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2H2O+ 2NO2↑。上面提供的装置最适合用于该实验的发生装置是____________ (填字母)。如果用装置H收集二氧化氮,气体应从____________(填“a”或“b”)导管口进入。为防止二氧化氮污染空气,从另一端管口排出的气体需要通入________________________。
(2)实验废液不能直接倒入下水道,取少量制备CO2后的废液于试管中,加入________________________(填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”),溶液变红,则溶液显酸性。
A
a
氢氧化钠溶液
紫色石蕊溶液
4.(2025·阳江一模改编)完成下列小题:
(1)实验室用下列实验装置制备和收集气体。
①图中所示仪器a的名称是____________。
②实验室用过氧化氢溶液制备O2,应选用的发生装置是____________(填字母),若选D装置收集氧气,证明氧气已集满的操作是_______________
_____________________________________。
③实验室制取二氧化碳时,要检验生成的气体是CO2,方法是____________________________________________________;用E装置收集并测量生成CO2的体积,往往在集气瓶的水上加入一层植物油,其作用是________________________________________________。
酒精灯
A
放于试管口观察现象,如果复燃,证明集满
用带火星木条
将生成的气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊
防止二氧化碳溶于水中,使测量结果更准确
(2)家庭自制“O2发生器”。
①动手实践:有同学在家自制氧气发生器。他用40 g 30%的过氧化氢溶液加____________g水配成浓度为6%的溶液,并设计了如图所示装置。
②原理分析:图中左瓶用于制氧气,右瓶作用是湿润氧气,并便于观察____________。该方法的缺点是过氧化氢溶液常温下会____________,不易保存。
160
气体流速
分解
③查阅资料:过碳酸钠性质稳定、易保存,直接溶于水可制氧,其化学反应方程式为
2(2Na2CO3·3H2O2)══4Na2CO3+3O2↑+6X,则X为____________。
H2O
[解析](2)①用40 g 30%的过氧化氢溶液配成浓度为6%的溶液质量为=200 g,需要加水的质量为200 g-40 g=160 g。
聚焦广东 练真题
1.(2021·广东)根据下图中的实验装置回答:
(1)仪器a的名称是____________。
(2)用装置A制取CO2,分液漏斗中盛放的试剂是____________;用装置C收集CO2,气体应从导管口____________(填“b”或“c”)端通入。
锥形瓶
稀盐酸
b
(3)用装置B制取O2,检查装置气密性的操作是________________________
___________________________________________________________。
试管中发生反应的化学方程式:________________________________。
(4)某同学在学习氮肥时,查阅资料:①氨气极易溶于水,其水溶液称为氨水。②氨水在浓度大或受热时易分解放出氨气。实验室用生石灰和浓氨水能快速制取氨气的原因是__________________________________________;制得的氨气____________(填“能”或“不能”)用装置D收集。
将导管末端伸入水中,用手
捂住试管,如果导管末端有气泡冒出,证明气密性良好
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
生石灰与水反应放出大量的热,使氨水分解放出氨气
不能

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