资源简介

(共27张PPT)
专题三　常见气体的制取与净化　
多功能瓶的使用
题型概述
纵观近年中考,常见气体的制取与净化是中考的高频考点,考查的知识点主要有①仪器的识别;②实验室制取氧气、二氧化碳和氢气的反应原理、试剂的选择、发生装置和收集装置的选择及评价、检验和验满;③装置气密性的检查;④多功能瓶收集气体或干燥气体进出口的选择等。要想解答好这类题目,首先要熟记常用气体发生装置和收集装置的选择依据,以及氧气、二氧化碳的实验室制备原理,有时还需弄清图示中的相关信息等;其次是结合实验中的问题情境,细致地分析题意和实验装置图等,并根据气体的制备原理进行组装、选配、判断或者选择气体的发生装置;再根据气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气发生反应选择收集装置。
考点整合
一、常见气体的制取
1.实验室制取常见气体的试剂和反应原理
气体 氧气(O2) 氢气(H2) 二氧化碳(CO2)
试剂 ①高锰酸钾; ②过氧化氢溶液和二氧化锰 锌粒和稀硫酸 大理石(或石灰石)和稀盐酸
反应 原理 ①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ②2H2O2 2H2O+O2↑ Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ CaCO3+2HCl═
CaCl2+H2O+CO2↑
2.气体发生装置的选择
(1)选择依据:反应物的状态和反应条件。
(2)常见气体发生装置
反应物的状态 固体和固体 固体和液体 反应条件 加热 常温 装置图 安装简单 可随时 添加试剂
可随时控制反应的发生与停止
可控制反应的速率 反应物的状态 固体和固体 固体和液体
发生装置类型 固体加热型 固液常温型
举例 加热高锰酸钾制取O2(试管口加一团棉花) ①在二氧化锰催化作用下,利用过氧化氢分解制取O2;
②大理石或石灰石和稀盐酸反应制取CO2;
③锌和稀硫酸反应制取H2
二、气体的收集、检验和验满
1.气体收集装置的选择
(1)选择依据:气体的密度和溶解性。
(2)气体的收集装置
收集方法 排空气法 排水法
装置图 向上排空气法 向下排空气法
收集方法 排空气法 排水法
适用 范围 收集密度比空气大的气体,如O2、CO2 收集密度比空气小的气体,如H2、NH3 收集不易溶于水且不与水反应的气体,如H2、O2
优缺点 收集的气体较干燥,但不纯净 收集的气体较纯净,但不干燥
方法总结　比较气体密度的方法:空气的平均相对分子质量约为29。如果某气体的相对分子质量大于29,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则密度比空气的小。
2.气体的检验和验满
气体 CO2 O2 H2
检验方法 将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊 将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃 点燃,产生淡蓝色火焰,在火焰上方罩干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠生成
验满方法 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,则说明已收集满 排水法:集气瓶口有大量气泡冒出;排空气法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明已收集满 排水法:集气瓶口有大量气泡冒出
三、气体的净化
1.实验装置
洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管(如图所示)。
(1)洗气瓶的应用(如图1)。
①干燥:洗气瓶中装入干燥剂,如浓硫酸。需要干燥的气体从长导管进入,从短导管排出。
②除杂:瓶中装入相应的吸收剂,混合气体从长导管进入,使吸收剂与混合气体中的杂质反应,纯净的气体从短导管排出。例如:洗气瓶中装入NaOH溶液,可以除去CO气体中混有的CO2。
(2)球形干燥管的应用(如图2)。
干燥:粗端为进口,细端为出口。例如:实验室制取干燥的氢气时可将锌粒和稀硫酸反应生成的气体通过装有碱石灰的球形干燥管,碱石灰可以吸收氢气中的水蒸气。
(3)U形干燥管(如图3):气体从左右两端都可通入。
2.气体的净化
气体 杂质气体 净化试剂及方法 化学方程式
N2 O2 通过灼热的铜网 2Cu+O2 2CuO
CO2 CO 通过灼热的CuO CO+CuO Cu+CO2
CO2 HCl 通过饱和NaHCO3溶液 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
CO CO2 通过NaOH溶液 CO2+2NaOH═
Na2CO3+H2O
方法总结　(1)在进行气体净化时,所选试剂只能吸收要除去的物质而不能与被净化的物质发生反应,如干燥二氧化碳气体不能用氢氧化钠固体;(2)净化气体时一般是先除杂后干燥。
四、多功能瓶的使用
装置 用途 气体流向
收集 气体 收集密度比空气大的气体 a进b出(长进短出),如收集氧气和二氧化碳
收集密度比空气小的气体 b进a出(短进长出),如收集氢气
排水法收集气体 b进a出(短进长出),如收集氧气和氢气
装置 用途 气体流向
测量气体体积 a进b出(短进长出)
干燥:X若为浓硫酸,可以干燥气体 a进b出(长进短出)
检验气体:X若为澄清石灰水,可以检验二氧化碳 a进b出(长进短出)
除杂:X若为氢氧化钠溶液,可以除去混合气体中的二氧化碳气体 a进b出(长进短出)
归类剖析
类 型 1
气体的制取
例1(2024·贵州中考)图1是实验室制取常见气体的装置,图2是探究铁生锈条件的实验装置,回答下列问题。
(1)用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为
, 发生装置是　　　(填字母序号)。
(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为　 ,
收集装置是　　　　　(填字母序号),检验O2的方法是
　 　。
(3)装置F中分液漏斗内的试剂是　　 　　　,打开活塞,缓慢滴加试剂,持续反应5分钟后,装置G中的现象是________________________________
　　　　　　　　　　　　　　,达到实验目的。
(4)火星的大气中含有大量CO2,科学家认为人类未来建设火星基地时,能利用火星大气中的CO2制取O2,理论依据是　　　　　　　　。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
B
KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
C或E　
将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气
过氧化氢溶液
①处光亮的细铁丝发生锈蚀,②处光亮的细铁丝没有锈蚀
CO2中含有氧元素
解析:(1)实验室通常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取CO2,大理石或石灰石的主要成分是CaCO3,能与稀盐酸反应生成CaCl2、H2O和CO2,化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;该反应属于固液常温型,发生装置选择B。
(2)高锰酸钾受热分解生成K2MnO4、MnO2和O2,反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;氧气的密度比空气大,可采用向上排空气法来收集,氧气不易溶于水,可采用排水法来收集;氧气具有助燃性,检验O2的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气。
(3)F装置中的氧气发生装置属于固液常温型,因此分液漏斗内的试剂是过氧化氢溶液,①处的光亮的细铁丝与氧气和水蒸气共存,发生锈蚀,②处的光亮的细铁丝只与氧气接触,没有发生锈蚀。
(4)由质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变。能利用火星大气中的CO2制取O2,理论依据是CO2中含有氧元素。
例2请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器①的名称是　　　　　　。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,还应对A装置做出的改进是
　 。
(3)若实验室采用C装置代替B装置制取CO2,优点是
　。
(4)既不能收集O2,也不能收集CO2的装置是　　　(填字母)。
(5)如果用G装置测量生成O2的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是
　 。
酒精灯
在试管口塞一团棉花
能控制反应的发生或停止
E
量筒
解析:(2)若用高锰酸钾制取氧气,为防止高锰酸钾粉末进入导管,应在试管口塞一团棉花。(3)C装置能通过打开或关闭活塞使反应发生或停止。(4)既不能收集O2,也不能收集CO2的装置是E(氧气和二氧化碳的密度都比空气大,都不能用向下排空气法收集)。(5)如果用G装置测量生成O2的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是量筒(氧气进入集气瓶,把水排入量筒中,排入量筒中水的体积即为收集的氧气的体积)。
类 型 2
气体的净化
例3如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器,请回答下列问题。
(1)在装置A中使用仪器①时的注意事项是 　 。
(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式:
　 。
如果要控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是　　(填字母)。
(3)实验室用装满水的E装置收集氧气,应从导管口　　　　(填“a”或“b”)输入气体。
(4)若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气,收集的氢气往往不纯,其中含有的杂质是　　　　　　　　　(填物质名称),想要得到纯净的氢气,则连接仪器的顺序是A→　　→　　→C。
长颈漏斗下端应伸入液面以下
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
B
b
氯化氢和水蒸气
G
F
(5)用A、D装置制取氧气,由于试剂不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,接下来应如何操作
　 。
向长颈漏斗中加水

展开更多......

收起↑