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- 2021-05-10 发布
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常见气体的制备
一、常见气体的制备
1. 气体发生装置的选择
(1)选择依据:根据反应物的状态及反应条件选取。
(2)常见实验室制取气体的发生装置
反应物状态
固体
固体和液体
反应
条件
加热
不需加热
装置
举例
①高锰酸钾制取氧气
②氯酸钾制取氧气
③氯化铵和熟石灰混合制取氨气
①双氧水制取氧气
②碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳
③锌和稀硫酸制取氢气
【装置拓展】制取气体最佳装置的选择
装
置
图
装置一
装置二
装置三
装置四
装置
特点
安装
简便
便于添
加液体
可控制反应速率
可随时控制反应的发生和停止
适用
范围
用于制
取少量
气体
用于平稳应并制取较多气体
用于剧烈反应并制取较多气体
用于平稳反应并持续时间较长的气
2. 气体收集装置的选择
选择依据:根据气体的密度和溶解性选择合适的收集装置。
依据不易
收集
方法
收集装置
举例
优点
6
不溶于水或难溶于水且不与水反应的气体
排水法
O2、H2、CH4等
气体纯度较高(当导管口有连续均匀气泡冒出时收集)
密度比空气大的气体
向上排
空气法
O2、CO2等
气体较干燥
密度比空
气小的气体
向下排
空气法
H2、CH4等
【特别提醒】多功能瓶的使用
图示
操作目的
气体进出方向
举例与原理
收集密度大于空气的气体
a进b出
(长进短出)
收集CO2、O2,进入的气体聚集在集气瓶下方
收集密度小于空气的气体
b进a出
(短进长出)
收集H2,进入的气体聚集在集气瓶上方
排水法收集气体
b进a出
(短进长出)
收集H2、O2(进入的气体聚集在集气瓶上方,水从下方导管被压出)
洗气或干燥
a进b出
(长进短出)
浓硫酸干燥O2或NaOH溶液吸收CO2
测量气体的体积
a进b出
(短进长出)
连接多功能瓶与量筒,采用排水法测量收集气体的体积(CO2等能溶于水的气体需在液面加一层植物油)
3、气体检验与验满
6
气体
O2
CO2
H2
NH3
检验
方法
将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
点燃,罩一只干冷的小烧杯,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水珠
将湿润的紫色石蕊试纸放在试管口,有刺激性气味,紫色石蕊试纸变蓝
验满
方法
将带火星的木条靠近集气瓶瓶口,木条复燃,
则说明已集满
将燃着的木条靠近集气瓶瓶口,木条火焰立即熄灭,则说明已集满
图
示
二、气体的净化与干燥
1. 实验装置:洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管(如图所示)
2. 气体的净化
吸收剂
吸收的气体杂质
水
易溶性气体,如HCl、NH3等
强碱溶液(NaOH )
酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰(NaOH+CaO)
水蒸气;酸性气体,如CO2、H2S等
灼热的CuO
还原性气体,如H2、CO
灼热的铜网
O2
3. 气体的干燥
6
干燥剂
可干燥的气体
不能干燥的气体
酸性
浓硫酸
O2、H2、CO、CO2、HCl等
NH3
中性
无水氯化钙
O2、H2、CO、CO2、HCl等
NH3
碱性
生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠
O2、H2、CO、NH3等
CO2、HCl等
4. 有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序
(1)组装仪器:一般按从左到右,从下到上的顺序进行。
(2)制取气体时,先检查装置气密性,后装药品。
(3)收集气体时,先净化后收集。
(4)实验结束后,先撤导管后撤酒精灯。
(5)检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。
(6)净化气体时,先除杂后干燥。
1.实验室常用下列装置来制取、收集气体.请阅读资料卡,回答有关问题.
资料:
1.第八届国际天然气水合物大会于2014年7月29日在北京召开.据中国地质调查局相关负责人透露,我国计划于2015年开始着手开发“可燃冰”(如图).“可燃冰”主要成分是甲烷水合物,主要分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,1立方米的“可燃冰”可在常温下释放164立方米的甲烷和0.8立方米的淡水,被认为是有一种潜力较大的能源之一.
2.通常情况下,甲烷是没有颜色,没有气味的气体,比空气轻,极难溶于水,很容易燃烧.甲烷的实验室制法是:用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品,经研磨均匀混合后装入试管中,加热产生甲烷气体.
(1)仪器a、b的名称是 、 .
(2)实验室制取和收集甲烷的装置组合是 ;将反应物装入试管前,应先检查装置的 .简述用排水法收集一瓶甲烷气体的操作方法 ;点燃甲烷前一定要先检验甲烷的 .
(3)通过对实验室制取气体的学习,你认为实验室制取气体的反应,共同点是 (填序号).
a.需要加热 b.需要催化剂 c.反应物中没有气体参加 d.反应物中必须含有要制取物质的元素
2.某化学小组Ⅰ探究用大理石和盐酸反应制取二氧化碳气体,并进行性质实验.如图是有关实验的部分装置,请根据要求回答问题:
6
(1)a仪器的名称为 ;甲同学用A和C组合制取二氧化碳,乙同学用B和C组合制取二氧化碳,你认为哪个组合更便于控制反应 (填写甲或乙).
(2)甲同学利用装置D进行性质实验时,观察到紫色石蕊试液变红色,将红色液体充分加热未能重新变为紫色,你认为可能的原因是 ;为使上述红色液体加热后能重新变为紫色,在气体通入装置D之前可接入如图装置 (填字母序号),在该装置中发生的主要化学反应方程式为 .
(3)乙同学将CO2通入到氢氧化钠溶液中,无明显现象,经过思考讨论后,设计了如图G装置,使该反应有了明显现象,则装置G中的现象为 .
3.利用化学变化可以制备新物质.CO是一种无色、无臭的气体,密度比空气略小,难溶于水,易于血红蛋白结合,具有可燃性.请结合所学知识和CO的相关信息回答下列问题:
(1)下列两个反应都能生成CO,从实验室制备气体的思路分析,实验室制备CO选择反应②而不用①的理由是 (任选一个角度回答).
①炽热的焦炭和水蒸气反应:C+H2OCO↑+H2↑
②草酸晶体和浓硫酸供热:H2C2O4CO2↑+CO↑+H2O
(2)某同学设计下列装置制备、提纯CO,并用CO来还原氧化铜.请根据如图回答:
①写出一氧化碳还原氧化铁的化学反应方程式 .
②该同学的设计存在的一处明显缺陷是 .用改进后装置进行实验,在点燃E处酒精灯之前,必须进行的一项操作是 (从实验安全角度考虑).
③装置B的作用是 ,B中发生反应的化学方程式为 .
④证明一氧化碳能还原氧化铁的实验现象是:装置E中固体颜色的变化为 ,C中 ,F中 .
4.请你分析以下实验装置,并学习所提供的材料.
实验装置:
6
学习材料:氨气(NH3)是一种具有刺激性气味的无色气体,密度比空气小,极易溶于水.氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色.实验室可用加热氯化铵和熟石灰两种固体的方法制取氨气[2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O].
铵盐易溶于水.Ca(OH)2微溶于水.氯化银(AgCl)是白色固体,难溶于水.CaCl2溶于显中性,NH4Cl溶液显酸性.
请回答:
(1)仪器a的名称是 ,仪器b的名称是 .
(2)用KMnO4制取氧气时,应选用A装置.选用A装置的原因是 .
(3)实验室欲制取并收集氨气,选取的发生装置是 (填装置编号,下同),收集装置是 .检验氨气是否收集满的操作方法是 .
某同学对制取氨气反应后反应器内的固体物质进行了进一步的研究:
①取反应器内少量固体于试管中,加水溶解、过滤,得到滤液.
②取少量滤液于试管中,向试管中滴加无色酚酞溶液,溶液颜色无变化,说明固体物质中不含Ca(OH)2.
③另取少量滤液于试管中,向试管中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,该同学得出了固体物质中一定含有NH4Cl的结论.
你认为“固体物质中一定含有NH4Cl”的结论是否正确 (填“是”或“否”),理由是 .
5.如图是实验室制取常见气体及检验相关性质的装置图,据图回答问题.
(1)指出②、④装置中标号仪器的名称:X ,Y .
(2)用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时,需要选用的发生装置是 (填装置标号,下同),反应的化学方程式为 .
(3)二氧化碳的收集装置可选用 ,二氧化碳的检验装置可选用 .
(4)实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰固体混合物来制取甲烷气体.要制取并收集甲烷(密度比空气小,难溶于水),可选用的发生、收集装置依次是 .
6