中考專題：氣體的制取、收集、凈化和干燥(教案)[001]

1、九年級(jí)中考化學(xué)復(fù)習(xí)專題氣體的制取、收集、凈化和干燥一、常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法：氣體氧氣（O2）氫氣（H2）二氧化碳（CO2）藥品加熱高錳酸鉀（KMnO4）或雙氧水（加二氧化錳作催化劑）固（+固） 鋅粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4）固+液石灰石（大理石）（CaCO3）和稀鹽酸（HCl）固+液反應(yīng)原理2H2O22H2O + O2 2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2發(fā)生裝置檢驗(yàn)用帶火星的木條,伸入集氣瓶,若木條復(fù)燃,是氧氣；否則不是氧氣點(diǎn)燃，罩干冷小燒杯，產(chǎn)生淡藍(lán)火焰，杯內(nèi)壁有水珠，則該氣體是氫氣通入澄清的石

2、灰水，看是否變渾濁，若渾濁則是CO2。收集方法排水法(不易溶于水) 瓶口向上排空氣法(密度比空氣大)排水法(難溶于水) 瓶口向下排空氣法(密度比空氣小)瓶口向上排空氣法(密度比空氣大)（不能用排水法收集）驗(yàn)滿驗(yàn)純驗(yàn)滿：用帶火星的木條,平放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,氧氣已滿,否則沒(méi)滿驗(yàn)純：<1>用拇指堵住集滿氫氣的試管口；<2>靠近火焰,移開(kāi)拇指點(diǎn)火；若“噗”的一聲，氫氣已純；若有尖銳的爆鳴聲，則氫氣不純驗(yàn)滿：用燃著的木條,平放在集氣瓶口,若火焰熄滅,則已滿；否則沒(méi)滿放置正放倒放正放注意事項(xiàng)檢查裝置的氣密性試管口要略向下傾斜(防止凝結(jié)在試管口的小水珠倒流入試管底部使試管破裂

3、)加熱時(shí)應(yīng)先使試管均勻受熱，再集中在藥品部位加熱。排水法收集完氧氣后,先撤導(dǎo)管后撤酒精燈(防止水槽中的水倒流,使試管破裂) 用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試口要塞一團(tuán)棉花。防此高錳酸鉀進(jìn)入導(dǎo)管。檢查裝置的氣密性長(zhǎng)頸漏斗的管口要插入液面下；點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度（空氣中，氫氣的體積達(dá)到總體積的4%74.2%點(diǎn)燃會(huì)爆炸。）檢查裝置的氣密性長(zhǎng)頸漏斗的管口要插入液面下；不能用排水法收集小結(jié)：1、氣體的發(fā)生裝置（常用發(fā)生裝置、選擇依據(jù)、氣密性的檢驗(yàn)方法）（1）常用發(fā)生裝置類型：、固固，加熱型 （一定要用酒精燈） (圖1)、固液，不加熱型 （一定不需要酒精燈） A B C D E F注意：圖、C、F使用

4、長(zhǎng)勁漏斗，必須將長(zhǎng)勁漏斗的下端管口插到液面下，形成“液封”，以防氣體逸出。圖E使用分液漏斗，圖B使用有孔塑料板和帶活塞的導(dǎo)管是為了控制反應(yīng)的速率。（2）氣體發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：由反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件決定。若反應(yīng)物只有固體，且需要加熱，應(yīng)選擇圖1所示的裝置。例如，用高錳酸鉀或用氯酸鉀及的混合物加熱制氧氣可選擇此裝置。（注意：用高錳酸鉀制氧氣時(shí)，試管口應(yīng)塞一團(tuán)棉花，以防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管。）若反應(yīng)物狀態(tài)為“固液”，反應(yīng)不需加熱，應(yīng)選擇圖A-F中所示的裝置。例如用溶液和制；用石灰石和稀制氣體；用稀酸和活潑金屬反應(yīng)制。（3）氣密性的檢驗(yàn)方法、受熱法：如裝置A將導(dǎo)管的一端放入盛水的容器中，用

5、手掌緊貼試管外壁 ，如果盛水的容器中有氣泡冒出，移開(kāi)手掌，一會(huì)兒，導(dǎo)管中有一段液柱，證明裝置的氣密性良好。如果環(huán)境溫度偏高，手掌緊貼使錐形瓶?jī)?nèi)外的溫度變化很小，也可采用酒精燈微熱或其他方法。、水壓法：如裝置B方法1，用彈簧夾夾住膠皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中向試管內(nèi)加水，長(zhǎng)頸漏斗中會(huì)形成一段液柱，停止加水，液柱不下降，證明裝置的氣密性良好。方法2，先從長(zhǎng)頸漏斗中向試管內(nèi)加水，使長(zhǎng)頸漏斗下端形成液封，將導(dǎo)管另一端放入盛水的容器中，再向長(zhǎng)頸漏斗中加水，如果盛水的容器中有氣泡出現(xiàn)，證明裝置的氣密性良好。方法3、將注射器接在導(dǎo)管口，向外輕輕拉動(dòng)注射器的活塞，浸沒(méi)在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出，證明裝置的氣密性良好

6、。方法4、利用連通器原理，用一個(gè)橡皮管接在裝置A的導(dǎo)管口，并裝上水，將橡皮管的另一端提起，若兩端形成液面差，說(shuō)明氣密性良好。2、氣體的收集裝置（常用收集裝置、選擇依據(jù)）(1)常用的氣體收集裝置 A B C D E F G H（2）氣體收集方法的選擇依據(jù)：一般是由氣體的密度和溶解性來(lái)決定。方法一、排水法：適用于收集難溶或微溶于水，及水不發(fā)生反應(yīng)的氣體，如氫氣、氧氣、甲烷等?？捎醚b置A和B，此方法可得到較純凈的氣體。 方法二、向上排氣法：適用于收集密度比空氣的密度大的氣體，不及空氣發(fā)生反應(yīng)的氣體，如氧氣、二氧化碳等?？捎醚b置C、D和E，此方法可得到較干燥的氣體。方法三、向下排氣體：裝置F、G和D，

7、適用于收集密度比空氣的密度小的氣體，不及空氣發(fā)生反應(yīng)的氣體，如氫氣，一氧化碳、甲烷等。此方法可得到較干燥的氣體。注意：有毒氣體的收集，若氣體不溶于水，采用類似洗氣瓶的裝置排水收集（如圖所示）；若氣體易溶于水，同樣采用類似洗氣瓶的裝置排空氣收集（如圖B、C或G所示）。密度比空氣大的氣體導(dǎo)入集氣瓶時(shí)，應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”；反之，則“短進(jìn)長(zhǎng)出”。二、氣體的凈化、除雜和干燥（一定先凈化后干燥）發(fā)生裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置吸收裝置（由反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件決定）（由氣體及雜質(zhì)是性質(zhì)決定）（由氣體的性質(zhì)來(lái)選擇干燥劑）（由氣體的密度和溶解性等決定）（由氣體的毒性選擇吸收劑）1、氣體的凈化（除雜）將不純的氣體中雜

8、質(zhì)氣體除去從而得到較純凈的氣體的過(guò)程叫做氣體的凈化。若選用的試劑是液體，這個(gè)過(guò)程又叫做氣體的洗滌。氣體的凈化常用試劑：（1）除CO2 ：可用氫氧化鈉溶液。（2）除HCl ：可用NaOH溶液、 Na2CO3溶液、 NaHCO3溶液或水（3）除H2 ：先用灼熱的氧化銅將其氧化成水，再用濃硫酸或堿石灰吸收。（4）CO ：先用灼熱的氧化銅將其氧化為CO2 ，再用NaOH溶液吸收。（5）除O2 ：可用灼熱的銅網(wǎng)。注意：凈化氣體所用的試劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)來(lái)選定。吸收的試劑只能吸收雜質(zhì)氣體，不能吸收待凈化的氣體。如CO2中混有HCl時(shí)，不能用NaOH溶液、Na2CO3溶液，因?yàn)樗鼈兗任樟薍Cl，又吸收了C

9、O2，所以要選用NaHCO3溶液，可將CO2中HCl除去。儀器裝置所用試劑可除去的氣體NaOH溶液可除去酸性氣體，如CO2 、SO2 、HCl等水可吸收易溶于水的氣體，如HCl 、NH3等。氧化銅可除去H2和CO銅網(wǎng)可除去O22、氣體的干燥（除水）（用干燥劑除去氣體中混有的水蒸氣的過(guò)程稱為氣體的干燥。）儀器裝置干燥劑可干燥的氣體不可干燥的氣體堿性：生石灰、堿石灰、 燒堿堿性：NH3中性：H2、O2、N2、CH4酸性：CO2、HCl等中性:無(wú)水氯化鈣大部分氣體酸性：濃硫酸中性：H2、O2、N2、CO、CH4等酸性：CO2、HCl等堿性：NH3三、氣體的檢驗(yàn)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)儀器裝置所用試劑氣體的檢驗(yàn)氣體

10、的性質(zhì)澄清石灰水石灰水變渾濁，證明有CO2高錳酸鉀溶液紫紅色逐漸褪去，證明有SO2硝酸銀溶液有白色沉淀產(chǎn)生，證明有HCl氧化銅黑色粉末逐漸變成紅色，說(shuō)明可能有H2、 CO存在?？沈?yàn)證H2、 CO、C的還原性。氧化銅或氧化鐵可驗(yàn)證H2、 C的還原性。白色的無(wú)水硫酸銅無(wú)水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色，證明有水存在。注意：要證明某混合氣體中某氣體的存在，必須先除去混合氣體中會(huì)造成所證氣體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不可靠的氣體。初中化學(xué)中常驗(yàn)證的氣體有水蒸氣、氣體、等，它們通過(guò)試劑所表現(xiàn)的現(xiàn)象分別為：水蒸氣無(wú)水變藍(lán)（一般放在最先驗(yàn)證）；澄清的石灰水白色渾濁；溶液白色沉淀；灼熱氧化銅、無(wú)水黑色粉末變紅，白色粉末變藍(lán)；灼熱氧化銅、

11、澄清石灰水黑色粉末變紅、石灰水變渾濁。四、其它1、尾氣體的處理方法（當(dāng)收集的是有毒氣體，會(huì)污染環(huán)境，還需要考慮尾氣的處理。）（1）燃燒法 如：CO （2）液體吸收 如：SO2 （3）收集法2、水的處理（1）作為雜質(zhì)而除去：要先除去其他雜質(zhì)，后干燥。（2）作為產(chǎn)物的檢驗(yàn)：先檢驗(yàn)水，再檢驗(yàn)其他產(chǎn)物。（3）水的定測(cè)量：前后都要排除外來(lái)水的干擾。證明時(shí)，一定要先證明水再證明其它物質(zhì)，證明水一定要用無(wú)水硫酸銅；除去水時(shí)，先除去雜質(zhì)，再除去水 。證明二氧化碳一定要用澄清石灰水。3、氣體的測(cè)量。典型例題例1、右圖所示裝置，有洗氣、儲(chǔ)氣等用途。醫(yī)院給病人輸氧氣時(shí)， A B也利用了類似的裝置。以下說(shuō)法不正確的是

12、（ ） AB導(dǎo)管連接供氧鋼瓶 BB導(dǎo)管連接病人吸氧導(dǎo)氣管C該裝置可用來(lái)觀察是否有氧氣輸出 D該裝置可用來(lái)觀察輸出氧氣的速度例2、 為了檢驗(yàn)在氫氣和二氧化碳的混合氣體中是否混有一氧化碳，用右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試回答：（1）裝置B中盛放的試劑是_，目的是為了_。（2）當(dāng)觀察到_時(shí)，說(shuō)明混合氣體中一定混有一氧化碳。（3）如果混合氣體中混有一氧化碳，為了保護(hù)環(huán)境，應(yīng)在D裝置的排氣管口采取的措施是_例3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室用排空氣法收集氧氣可選用 裝置（用編號(hào)回答）。實(shí)驗(yàn)室用KMnO4制氧氣的反應(yīng)方程式為 。用KMnO4制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)試管破裂，原因可能是 （填操作失誤方面的

13、原因）?？蛇x用 裝置除去CO中混有的CO2(用編號(hào)回答)；該裝置中最好盛 溶液。實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水醋酸鈉固體和固體堿石灰加熱制取甲烷氣體。甲烷的密度比空氣小，不溶于水。制取甲烷的發(fā)生、收集裝置可選用 和 （用編號(hào)回答）。中考演練1、澄清石灰水NaOH溶液澄清石灰水氣體XABCab某氣體X可能是由H2、CO、CO2中的一種或兩種組成，為了解其組成情況，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)根據(jù)下表中對(duì)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，推測(cè)氣體X的組成情況，并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式?？夏艹霈F(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象氣體X的組成有關(guān)的化學(xué)方程式A中液體B中黑色粉末C中液體不渾濁變成光亮的紅色不渾濁A或C中液體變渾濁的化學(xué)反應(yīng)方程式：_

14、H2還原CuO的化學(xué)方程式：_CO還原CuO的化學(xué)方程式：_不渾濁變成光亮的紅色變渾濁變渾濁變成光亮的紅色不渾濁變渾濁變成光亮的紅色變渾濁若b口導(dǎo)出的氣體中還含有部分CO氣體，應(yīng)采取的措施是_。2、實(shí)驗(yàn)室中常用高錳酸鉀受熱分解制取氧氣。 （1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。（2）為組裝制氧氣發(fā)生裝置，請(qǐng)你從下圖中選擇所需的儀器（填序號(hào)，下同）_。裝藥品前應(yīng)首先進(jìn)行 。（3）實(shí)驗(yàn)室里還可采用右圖裝置，通過(guò)分解過(guò)氧化氫（H2O2）的方法制取氧氣。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。此裝置中錐形瓶可用上圖中的哪些儀器替代_，收集氧氣的方法還可以用_。右圖發(fā)生裝置還可用于制取的氣體有_。3、硫化氫(H2S) 是一

15、種沒(méi)有顏色，具有臭雞蛋氣味的有毒氣體，其密度比空氣大，且能溶于水形成氫硫酸，在空氣中點(diǎn)燃硫化氫氣體有SO2和水生成。實(shí)驗(yàn)室通常用塊狀固體硫化亞鐵(FeS)，及稀硫酸混合，在常溫下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，制得硫化氫氣體，試回答：(1)具有臭雞蛋氣味，這屬H2S的 性質(zhì)。(物理或化學(xué))(2)寫出硫化氫在空氣中燃燒的化學(xué)方程式 。(3)寫出制取硫化氫氣體的化學(xué)方程式 。(4)根據(jù)裝置圖回答下列問(wèn)題： 制取H2S氣體的發(fā)生裝置可選用 若用C裝置收集H2S氣體，進(jìn)氣口應(yīng)為 為了驗(yàn)證硫化氫的水溶液呈酸性，可將氣體通入裝置D。D中所盛的試劑應(yīng)該是 ，反應(yīng)現(xiàn)象為 做上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了防止多余的H2S氣體逸出污染環(huán)境，可

16、將其通入裝置E吸收。E中試劑應(yīng)為 。4、(05南京)為了測(cè)定蠟燭中碳、氫兩 種元素的質(zhì)量比，某化學(xué)興趣小組設(shè) 計(jì)了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：先分別稱量蠟燭、裝置、裝置的質(zhì)量。按圖示連接好儀器裝蠟燭裝置裝置反應(yīng)前的質(zhì)量/g15.8182.3212.2反應(yīng)后的質(zhì)量/g14.4184.1216.6置，點(diǎn)燃蠟燭，同時(shí)從a導(dǎo)管口抽氣。一段時(shí)間后熄滅蠟燭，再分別稱量蠟燭、裝置、裝置的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如右表。 (1)該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得水的質(zhì)量為 g，二氧化碳的質(zhì)量為 g。(2)由該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，蠟燭中碳、氫元素的質(zhì)量之比為 。 (相對(duì)原子質(zhì)量：H一1；C12；O16) (3)裝置和裝置的順序能否顛倒? (填“

17、能”或“不能”)。(4)理論上，裝置和裝置增加的總質(zhì)量大于蠟燭失去的質(zhì)量，其原因是 (5)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駵?zhǔn)確測(cè)出蠟燭燃燒生成二氧化碳和水的質(zhì)量? (填“能”或“不能”)， 理由是 5、將下列儀器組裝成一套裝置，進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證反應(yīng)開(kāi)始所得氣體中混有氯化氫；制備純凈的氫氣；檢驗(yàn)氫氣的還原性?；卮穑海?）丙裝置中盛放的藥品為_(kāi)溶液，各裝置管口的連接順序?yàn)椋ㄌ罟芸诘淖帜妇幪?hào)）：（2）在做好連接儀器，檢查氣密性，放入藥品等準(zhǔn)備工作之后，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的操作步驟是：打開(kāi)分液漏斗的_，過(guò)一會(huì)兒，再_。（3）反應(yīng)一段時(shí)間后，根據(jù)反應(yīng)前后的有關(guān)固體質(zhì)量變化，可測(cè)定水中氫跟氧的質(zhì)量比。為什么?_6、下圖為供選擇的裝置

18、，AH為裝置代號(hào)。根據(jù)圖示，選擇裝置代號(hào)填空，并回答下列問(wèn)題。（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w最好選擇下列_組試劑（寫編號(hào)）。大理石及濃鹽酸 石灰石及稀鹽酸 碳酸鈉及稀硫酸 石灰石及稀硫酸若要制得純凈、干燥的二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)選擇裝置是（寫裝置編號(hào)的大寫字母）_。其導(dǎo)管口連接順序?yàn)椋▽懡涌谔幘幪?hào)的小寫字母）：_接_；_接_；_接_。（2）實(shí)驗(yàn)室制取H2并用純凈、干燥的H2還原CuO的實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用的裝置是（寫裝置編號(hào)的大字母）：_。在H2還原CuO的實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)始時(shí)，應(yīng)向試管中通入一分鐘H2，再用酒精燈給試管加熱，這是為了_。反應(yīng)完成時(shí)，應(yīng)先熄滅酒精，等試管冷卻后再停止通入H2，這是為了_。（3）若選用裝置A制取氧氣，發(fā)現(xiàn)裝置有三處錯(cuò)誤，應(yīng)如何改正。_ _，_ _，_ _。若用高錳酸鉀制取并收集不混有空氣的氧氣，最好選用裝置（寫裝置編號(hào)的大寫字母）_作收集裝置。用此法收集滿氧氣后，取走集氣瓶，停止加熱，應(yīng)_