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- 2021-05-10 发布
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第23课时 常见气体的制取及检验
【复习目标】
1、了解制取气体的发生装置,收集方法;
2、学会检查装置气密性的方法;
3、实验中应该注意的安全问题
【复习重点和难点】
1、了解制取气体的发生装置,收集方法;
2、学会检查装置气密性的方法;
3、实验中应该注意的安全问题。
【学习过程】
一、 知识梳理:
考点一、气体装置的选择
1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
①反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
②反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法
②密度比空气大(或相对分子质量>29)用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法
③密度比空气小(或相对分子质量<29)用向下排空气法。
2、实验室制取二氧化碳的方法
(1)药品:石灰石与稀盐酸
①不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利于收集。
(2)原理:用石灰石和稀盐酸反应: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(3)装置图
装置的注意事项:(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,长颈漏斗下端必须伸入液面以下
(2)若用试管来装药品,固定试管时,试管口竖直向上,试管底部与铁架台面接触。
(4)气体收集方法:向上排空气法(密度比空气大,能溶于水)
(5)检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
3、双氧水(过氧化氢)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末 MnO2)
B实验原理:
表达式:过氧化氢(H2O2) MnO2
水(H2O) + 氧气(O2)
化学方程式: 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑
注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
C、装置: 固体与液体反应,不需加热(双氧水的为一类)
注意事项:
①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②、导管只需略微伸入试管塞
③、气密性检查:用止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。
④、装药品时,先装固体后装液体
⑤、该装置的优点:可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体。
D、步骤:连、查、装(二氧化锰)、定、倒(过氧化氢溶液)、收
4、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
A、药品:高锰酸钾(暗紫色固体)、氯酸钾(白色固体)与二氧化锰(黑色粉末)
B、原理:
①加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):
表达式:氯酸钾(KClO3)MnO2
△
氯化钾(KCl) + 氧气(O2)
方程式:2KClO3 2KCl + 3O2 ↑
注意:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
②加热高锰酸钾:
表达式:高锰酸钾(KMnO4)锰酸钾(K2MnO4)+ 二氧化锰(MnO2)+ 氧气(O2)
方程式:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
C、装置:加热固体制气体(加热氯酸钾的为一类)
D、操作步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
① 连接装置:先下后上,从左到右的顺序。
② 检查装置的气密性 :将导管的一端浸入水槽中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。
③ 装入药品:按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)
④固定装置 :固定试管时,试管口应略向下倾斜;铁夹应夹在试管的中上部
⑤加热药品:先使试管均匀受热,后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体:
a、若用排水集气法收集气体,当气泡均匀冒出时再收集,刚排出的是空气;水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,正放在桌面上(密度比空气大)(防止气体逸出)
b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)
用排水法收集时,导管放在集气瓶口
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
E、易错事项:
a)试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部
b)导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c)用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d)排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e)实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
F、收集方法:
① 排水法(不易溶于水)
② 向上排空法(密度比空气大)
G、检验、验满
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,说明是氧气;
验满:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
考点二:检查装置气密性
简易装置气密性检查:A、连接装置; B、将导管的一端浸入水中; C、用手紧握试管加热;D、过一会儿导管中有气泡产生,当手离开后导管内形成一段水柱。
二、题型、方法归纳:
本单元复习本课题复习常见气体的制取及检验,学生要掌握发生装置、收集装置的选择,学会气密性的检查方法,检验方法、验满方法等内容,常见题型有选择题、填空题、实验探究题。
三、典例精讲:
1、某学习小组利用如图仪器或装置进行气体制备,回答有关问题:
(1)写出仪器a的名称 ,用A装置制取氧气的化学反应方程式为 .
(2)若要在实验室制取二氧化碳气体,其发生装置可选用图中的 (填序号)进行组装,连接玻璃管和胶皮管的操作:先把玻璃管口 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管内.
(3)要制的干燥的二氧化碳,可在收集装置前增加盛有 的洗气瓶.
(4)实验室收集氧气和二氧化碳都可用到的装置是 (填序号)
(5)用澄清石灰水检验二氧化碳,其反应的化学方程式为 .
2、如图是实验室制取氧气常用的装置,根据装置图回答下列问题:
(1)写出图中标号仪器的名称a b ;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,气体发生装置应选 (填字母标号,下同)
(3)写出实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气的化学方程式 ,该反应的基本类型 .
(4)实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2,气体收集装置选 :若要值得干燥的CO2,还应将气体通过 装置.
3、下列为实验室常用的实验装置示意图,请回答下列问题:
(1)若实验室需制取干燥的CO2气体,你选择的干燥装置是 (写装置编号,下同),收集装置是 ;
(2)若实验室制取的X气体只适用B装置进行收集,请推测X气体一条可能的性质: ;
(3)D装置在装药品之前需检查气密性。在不与其他装置连接时,请说明其检验方法及气密性良好的标志 ;
4、某化学兴趣小组的同学在老师的指导下,设计了如下实验装置,并进行了有关气体制取和性质的探究.请你回答下列问题.
(1)请写出图中标有字母仪器的名称:a______,b______.
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时,应选用的发生装置是______(填写装置的字母序号,下同),请写出该反应的化学方程式______,其中二氧化锰在该反应中起______作用;
(3)实验室利用上述装置制取二氧化碳时,应该选用的收集装置是______.
(4)如图F所示,向烧杯中倾倒
参考答案
典例精讲:
1、解析:(1)根据实验室常用仪器的认识,可知仪器a的名称为:长颈漏斗;A装置的特点适用于固体加热型的反应,适用于高锰酸钾加热制取氧气,反应的方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(2)二氧化碳的实验室制法是用稀盐酸与大理石反应来制取,为固体液体常温型,故发生装置可选用图中的BC组合;连接玻璃管和胶皮管的操作:先把玻璃管口用水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管内;
(3)据浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,知浓硫酸可用于干燥二氧化碳,故要制的干燥的二氧化碳,可在收集装置前增加盛有浓硫酸的洗气瓶;
(4)据氧气和二氧化碳的密度都比空气大,这两种气体的收集都可以用向上排空气法,故实验室收集氧气和二氧化碳都可用到的装置是F;
(5)澄清石灰水检验二氧化碳生成碳酸钙和水,反应的方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.
答案为:(1)长颈漏斗,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;(2)BC,用水润湿;(3)浓硫酸;(4)F;(5)CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.
2、解析:a是试管,常用作反应容器;b是分液漏斗,通过分液漏斗可以向反应容器中注入液体药品.故填:试管;分液漏斗.
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时需要加热,气体发生装置应选A装置.故填:A.
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑,反应物是一种,生成物是两种,属于分解反应.
故填:2H2O22H2O+O2↑;分解反应.
(4)二氧化碳能够溶于水,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即用D装置收集;若要制取干燥的CO2,还应将气体通过F装置.故填:D;F.
3、【解析】此题是一道综合的实验探究题。若实验室需制取干燥的CO2
气体,选择的干燥装置是A,不能用F,因为碱石灰会和二氧化碳反应;实验室制取的X气体只适用B装置进行收集,则该气体密度比空气小或能溶于水;D装置在装药品之前需检查气密性。在不与其他装置连接时,其检验方法及气密性良好的标志用弹簧夹(或止水夹)夹紧胶皮管,从长颈漏斗中加水至使长颈中形成一段水柱,若在一段时间内水柱液面不下降,则该装置的气密性良好。
【答案】(1)A E (2) 密度比空气小或能溶于水
(3)用弹簧夹(或止水夹)夹紧胶皮管,从长颈漏斗中加水至使长颈中形成一段水柱,若在一段时间内水柱液面不下降,则该装置的气密性良好。
4、解析:(1)标号仪器分别是铁架台和酒精灯;
(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气不需加热,属于固液常温型,故选发生装置A,反应方程式是:2H2O22H2O+O2↑,二氧化锰在此反应中起催化作用,能加快化学反应速率;
(3)二氧化碳密度比空气大且能溶于水,所以用向上排空气法收集;
(4)向烧杯中倾倒二氧化碳,可以看到下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有既不燃烧,也不支持燃烧,且密度比空气大;
答案:(1)铁架台;酒精灯;(2)B;2H2O2 2H2O+O2↑;催化;
(3)C;(4)比空气大.