中考专题气体的制取收集净化和干燥 9页

九年级中考化学复习专题 气体的制取、收集、净化和干燥 一、常见气体的实验室制法：‎ 气体 氧气（O2）‎ 氢气（H2）‎ 二氧化碳（CO2）‎ 药品 加热高锰酸钾（KMnO4）或双氧水（加二氧化锰作催化剂）[固（+固）] Δ 锌粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4）‎ ‎[固+液]‎ 石灰石（大理石）（CaCO3）和稀盐酸（HCl）[固+液]‎ 反应原理 ‎2H2O22H2O + O2↑ ‎ ‎2KMnO4 == K2MnO4+MnO2+O2↑‎ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑‎ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑‎ 发生装置 检验 用带火星的木条,伸入集气瓶,若木条复燃,是氧气；否则不是氧气 点燃，罩干冷小烧杯，产生淡蓝火焰，杯内壁有水珠，则该气体是氢气 通入澄清的石灰水，看是否变浑浊，若浑浊则是CO2。‎ 收集方法 ‎①排水法(不易溶于水) ‎ ‎②瓶口向上排空气法(密度比空气大)‎ ‎①排水法(难溶于水) ②瓶口向下排空气法(密度比空气小)‎ ‎①瓶口向上排空气法 ‎(密度比空气大)‎ ‎（不能用排水法收集）‎ 验满 验纯 验满：‎ 用带火星的木条,平放在集气瓶口,若木条复燃,氧气已满,否则没满 验纯：<1>用拇指堵住集满氢气的试管口；<2>靠近火焰,移开拇指点火；若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯 验满：用燃着的木条,平放在集气瓶口,若火焰熄灭,则已满；否则没满 放置 正放 倒放 正放 注意事项 ‎①检查装置的气密性 ‎②试管口要略向下倾斜(防止凝结在试管口的小水珠倒流入试管底部使试管破裂)‎ ‎③加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热。‎ ‎④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯(防止水槽中的水倒流,使试管破裂) ‎ ‎⑤用高锰酸钾制取氧气时，试口要塞一团棉花。防此高锰酸钾进入导管。‎ ‎①检查装置的气密性 ‎②长颈漏斗的管口要插入液面下；‎ ‎③点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度（空气中，氢气的体积达到总体积的4%—74.2%点燃会爆炸。）‎ ‎①检查装置的气密性 ‎②长颈漏斗的管口要插入液面下；‎ ‎③不能用排水法收集 小结：‎ ‎1、气体的发生装置（常用发生装置、选择依据、气密性的检验方法）‎ ‎（1）常用发生装置类型：‎ ‎①、固＋固，加热型 （一定要用酒精灯）‎ ‎ (图1)‎ ‎ ‎ ‎②、固＋液，不加热型 （一定不需要酒精灯）‎ ‎ A B C D E F 注意：①图Ｂ、C、F使用长劲漏斗，必须将长劲漏斗的下端管口插到液面下，形成“液封”，以防气体逸出。②图E使用分液漏斗，图B使用有孔塑料板和带活塞的导管是为了控制反应的速率。‎ ‎（2）气体发生装置的选择依据：由反应物状态和反应条件决定。‎ ‎①若反应物只有固体，且需要加热，应选择图1所示的装置。例如，用高锰酸钾或用氯酸钾与ＭｎＯ２的混合物加热制氧气可选择此装置。（注意：用高锰酸钾制氧气时，试管口应塞一团棉花，以防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。）‎ ‎②若反应物状态为“固＋液”，反应不需加热，应选择图A--F中所示的装置。例如用Ｈ２Ｏ２溶液和ＭｎＯ２制Ｏ２；用石灰石和稀ＨＣｌ制ＣＯ２气体；用稀酸和活泼金属反应制Ｈ２。‎ ‎（3）气密性的检验方法 ‎①、受热法：如装置A 将导管的一端放入盛水的容器中，用手掌紧贴试管外壁 ，如果盛水的容器中有气泡冒出，移开手掌，一会儿，导管中有一段液柱，证明装置的气密性良好。如果环境温度偏高，手掌紧贴使锥形瓶内外的温度变化很小，也可采用酒精灯微热或其他方法。‎ ‎②、水压法：如装置B 方法1，用弹簧夹夹住胶皮管，从长颈漏斗中向试管内加水，长颈漏斗中会形成一段液柱，停止加水，液柱不下降，证明装置的气密性良好。‎ 方法2，先从长颈漏斗中向试管内加水，使长颈漏斗下端形成液封，将导管另一端放入盛水的容器中，再向长颈漏斗中加水，如果盛水 的容器中有气泡出现，证明装置的气密性良好。‎ 方法3、将注射器接在导管口，向外轻轻拉动注射器的活塞，浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出，证明装置的气密性良好。‎ 方法4、利用连通器原理，用一个橡皮管接在装置A的导管口，并装上水，将橡皮管的另一端提起，若两端形成液面差，说明气密性良好。‎ ‎ ‎ ‎2、气体的收集装置（常用收集装置、选择依据）‎ ‎(1)常用的气体收集装置 ‎ A B C D E F G H ‎（2）气体收集方法的选择依据：一般是由气体的密度和溶解性来决定。‎ 方法一、排水法：适用于收集难溶或微溶于水，与水不发生反应的气体，如氢气、氧气、甲烷等。可用装置A和B，此方法可得到较纯净的气体。‎ ‎ 方法二、向上排气法：适用于收集密度比空气的密度大的气体，不与空气发生反应的气体，如氧气、二氧化碳等。可用装置C、D和E，此方法可得到较干燥的气体。‎ 方法三、向下排气体：装置F、G和D，适用于收集密度比空气的密度小的气体，不与空气发生反应的气体，如氢气，一氧化碳、甲烷等。此方法可得到较干燥的气体。‎ 注意：有毒气体的收集，若气体不溶于水，采用类似洗气瓶的装置排水收集（如图４所示）；若气体易溶于水，同样采用类似洗气瓶的装置排空气收集（如图B、C或G所示）。密度比空气大的气体导入集气瓶时，应“长进短出”；反之，则“短进长出”。‎ 二、气体的净化、除杂和干燥（一定先净化后干燥）‎ 发生装置 净化装置 干燥装置 收集装置 吸收装置 ‎（由反应物状态和反应条件决定）‎ ‎（由气体及杂质是性质决定）‎ ‎（由气体的性质来选择干燥剂）‎ ‎（由气体的密度和溶解性等决定）‎ ‎（由气体的毒性选择吸收剂）‎ ‎1、气体的净化（除杂）‎ 将不纯的气体中杂质气体除去从而得到较纯净的气体的过程叫做气体的净化。若选用的试剂是液体，这个过程又叫做气体的洗涤。‎ 气体的净化常用试剂：‎ ‎（1）除CO2 ：可用氢氧化钠溶液。‎ ‎（2）除HCl ：可用NaOH溶液、 Na2CO3溶液、 NaHCO3溶液或水 ‎（3）除H2 ：先用灼热的氧化铜将其氧化成水，再用浓硫酸或碱石灰吸收。‎ ‎（4）CO ：先用灼热的氧化铜将其氧化为CO2 ，再用NaOH溶液吸收。‎ ‎（5）除O2 ：可用灼热的铜网。‎ 注意：净化气体所用的试剂应根据气体的性质来选定。吸收的试剂只能吸收杂质气体，不能吸收待净化的气体。如CO2中混有HCl时，不能用NaOH溶液、Na2CO3溶液，因为它们既吸收了HCl，又吸收了CO2，所以要选用NaHCO3溶液，可将CO2中HCl除去。‎ 仪器装置 所用试剂 可除去的气体 NaOH溶液 可除去酸性气体，如CO2 、SO2 、HCl等 水 可吸收易溶于水的气体，如HCl 、NH3等。‎ 氧化铜 可除去H2和CO 铜网 可除去O2‎ ‎2、气体的干燥（除水）（用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的干燥。）‎ 仪器装置 干燥剂 可干燥的气体 不可干燥的气体 碱性：‎ 生石灰、碱石灰、 烧碱 碱性：NH3‎ 中性：H2、O2、N2、CH4‎ 酸性：CO2、HCl等 中性:无水氯化钙 大部分气体 酸性：浓硫酸 中性：H2、O2、N2、CO、CH4等 酸性：CO2、HCl等 碱性：NH3‎ 三、气体的检验及性质实验 仪器装置 所用试剂 气体的检验 气体的性质 澄清石灰水 石灰水变浑浊，证明有CO2‎ 高锰酸钾溶液 紫红色逐渐褪去，证明有SO2‎ 硝酸银溶液 有白色沉淀产生，证明有HCl 氧化铜 黑色粉末逐渐变成红色，说明可能有H2、 CO存在。‎ 可验证H2、 CO、C的还原性。‎ 氧化铜或氧化铁 可验证H2、 C的还原性。‎ 白色的无水硫酸铜 无水硫酸铜由白色变为蓝色，证明有水存在。‎ 注意：要证明某混合气体中某气体的存在，必须先除去混合气体中会造成所证气体实验现象不可靠的气体。初中化学中常验证的气体有水蒸气、ＣＯ２、ＨＣｌ气体、ＣＯ、Ｈ２等，它们通过试剂所表现的现象分别为：‎ ‎　　①水蒸气———无水ＣｕＳＯ４———变蓝（一般放在最先验证）；‎ ‎　　②ＣＯ２———澄清的石灰水———白色浑浊；‎ ‎　　③ＨＣｌ———ＡｇＮＯ３溶液———白色沉淀；‎ ‎　　④Ｈ２———灼热氧化铜、无水ＣｕＳＯ４———黑色粉末变红，白色粉末变蓝；‎ ‎　　⑤ＣＯ———灼热氧化铜、澄清石灰水———黑色粉末变红、石灰水变浑浊。‎ 四、其它 ‎1、尾气体的处理方法（当收集的是有毒气体，会污染环境，还需要考虑尾气的处理。）‎ ‎（1）燃烧法 ‎ 如：CO （2）液体吸收 如：SO2 （3）收集法 ‎2、水的处理 ‎（1）作为杂质而除去：要先除去其他杂质，后干燥。‎ ‎（2）作为产物的检验：先检验水，再检验其他产物。‎ ‎（3）水的定测量：前后都要排除外来水的干扰。‎ 证明时，一定要先证明水再证明其它物质，证明水一定要用无水硫酸铜；除去水时，先除去杂质，再除去水 。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。‎ ‎3、气体的测量。‎ 典型例题 例1、右图所示装置，有洗气、储气等用途。医院给病人输氧气时， A B 也利用了类似的装置。以下说法不正确的是（ ） ‎ A．B导管连接供氧钢瓶 B．B导管连接病人吸氧导气管 C．该装置可用来观察是否有氧气输出 D．该装置可用来观察输出氧气的速度 A B C D 例2、 为了检验在氢气和二氧化碳的混合气体中是否混有一氧化碳，用右图所示装置进行实验。试回答：‎ ‎（1）装置B中盛放的试剂是_______，目的是为了_____________________。‎ ‎（2）当观察到__________________时，说明混合气体中一定混有一氧化碳。‎ ‎（3）如果混合气体中混有一氧化碳，为了保护环境，应在D装置的排气管口采取的措施是_______________．‎ 例3、根据实验装置图，回答下列问题：‎ A B C D E F ‎ a b ‎⑴实验室用排空气法收集氧气可选用 装置（用编号回答）。‎ ‎⑵实验室用KMnO4制氧气的反应方程式为 　　　 　 　 　　　　。用KMnO4制氧气的实验中，如果发现试管破裂，原因可能是 ‎ ‎ （填操作失误方面的原因）。‎ ‎⑶可选用 装置除去CO中混有的CO2(用编号回答)；该装置中最好盛 溶液。‎ ‎⑷实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷气体。甲烷的密度比空气小，不溶于水。制取甲烷的发生、收集装置可选用 和 （用编号回答）。‎ 中考演练 ‎1、澄清石灰水 NaOH溶液 澄清石灰水 气体X→‎ A B C a b 某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或两种组成，为了解其组成情况，某同学设计了如下装置进行实验。‎ 请根据下表中对可能出现的实验现象的描述，推测气体X的组成情况，并写出有关的化学方程式。‎ 肯能出现的实验现象 气体X的组成 有关的化学方程式 A中液体 B中黑色粉末 C中液体 ‎①‎ 不浑浊 变成光亮的红色 不浑浊 A或C中液体变浑浊的化学反应方程式：‎ ‎_________________________‎ H2还原CuO的化学方程式：‎ ‎_________________________‎ CO还原CuO的化学方程式：‎ ‎_________________________‎ ‎②‎ 不浑浊 变成光亮的红色 变浑浊 ‎③‎ 变浑浊 变成光亮的红色 不浑浊 ‎④‎ 变浑浊 变成光亮的红色 变浑浊 若b口导出的气体中还含有部分CO气体，应采取的措施是_________________________。‎ ‎2、实验室中常用高锰酸钾受热分解制取氧气。‎ ‎ （1）写出该反应的化学方程式__________________________________________________。‎ ‎（2）为组装制氧气发生装置，请你从下图中选择所需的仪器（填序号，下同）__________。‎ 装药品前应首先进行 。‎ ‎ ‎ ‎（3）实验室里还可采用右图装置，通过分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气。写出该反应的化学方程式：__________________________________。‎ 此装置中锥形瓶可用上图中的哪些仪器替代________，收集氧气的方法还可以用_________________。右图发生装置还可用于制取的气体有_______________。‎ ‎3、硫化氢(H2S) 是一种没有颜色，具有臭鸡蛋气味的有毒气体，其密度比空气大，且能溶于水形成氢硫酸，在空气中点燃硫化氢气体有SO2和水生成。实验室通常用块状固体硫化亚铁(FeS)，与稀硫酸混合，在常温下发生复分解反应，制得硫化氢气体，试回答：‎ ‎(1)具有臭鸡蛋气味，这属H2S的 性质。(物理或化学) ‎(2)写出硫化氢在空气中燃烧的化学方程式 。‎ ‎(3)写出制取硫化氢气体的化学方程式 。‎ ‎(4)根据装置图回答下列问题： ‎ ①制取H2S气体的发生装置可选用  ‎ ②若用C装置收集H2S气体，进气口应为  ③为了验证硫化氢的水溶液呈酸性，可将气体通入装置D。D中所盛的试剂应该是 ，反应现象为 ④做上述实验时，为了防止多余的H2S气体逸出污染环境，可将其通入装置E吸收。E中试剂应为 。 ‎4、(05南京)为了测定蜡烛中碳、‎ 氢两 种元素的质量比，某化学兴趣小 组设 计了如右图所示的实验。实验步 骤如下：先分别称量蜡烛、装置Ⅱ、‎ 装置Ⅲ的质量。按图示连接好仪器装 蜡烛 装置Ⅱ 装置Ⅲ 反应前的质量/g ‎15.8‎ ‎182.3‎ ‎212.2‎ 反应后的质量/g ‎14.4‎ ‎184.1‎ ‎216.6‎ 置，点燃蜡烛，同时从a导管口抽气。‎ 一段时间后熄灭蜡烛，再分别称量蜡 烛、装置Ⅱ、装置Ⅲ的质量。实验数 据如右表。 ‎ ‎(1)该实验中测得水的质量为 g，二氧化碳的质量为 g。‎ ‎(2)由该实验数据计算，蜡烛中碳、氢元素的质量之比为 。‎ ‎ (相对原子质量：H一1；C—12；O—16) ‎ ‎(3)装置Ⅱ和装置Ⅲ的顺序能否颠倒? (填“能”或“不能”)。‎ ‎(4)理论上，装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的总质量大于蜡烛失去的质量，其原因是 ‎ ‎ 。‎ ‎(5)该实验能否准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量? (填“能”或“不能”)，‎ ‎ 理由是 ‎ ‎ 。‎ ‎5、将下列仪器组装成一套装置，进行有关实验：①验证反应开始所得气体中混有氯化氢；②制备纯净的氢气；③检验氢气的还原性。‎ 回答：‎ ‎（1）丙装置中盛放的药品为____________溶液，各装置管口的连接顺序为（填管口的字母编号）：‎ ‎（2）在做好连接仪器，检查气密性，放入药品等准备工作之后，实验开始时的操作步骤是：打开分液漏斗的____________，过一会儿，再____________。‎ ‎（3）反应一段时间后，根据反应前后的有关固体质量变化，可测定水中氢跟氧的质量比。为什么?_________________________‎ ‎ ‎ ‎6、下图为供选择的装置，A～H为装置代号。根据图示，选择装置代号填空，并回答下列问题。‎ ‎（1）实验室制取二氧化碳气体最好选择下列____________组试剂（写编号）。‎ ‎①大理石与浓盐酸 ②石灰石与稀盐酸 ③③碳酸钠与稀硫酸 ④石灰石与稀硫酸 若要制得纯净、干燥的二氧化碳气体，应选择装置是（写装置编号的大写字母）____________。其导管口连接顺序为（写接口处编号的小写字母）：____________接____________；____________接____________；____________接____________。‎ ‎（2）实验室制取H2并用纯净、干燥的H2还原CuO的实验应采用的装置是（写装置编号的大字母）：_________。在H2还原CuO的实验中，开始时，应向试管中通入一分钟H2，再用酒精灯给试管加热，这是为了____________。反应完成时，应先熄灭酒精，等试管冷却后再停止通入H2，这是为了_______________。‎ ‎（3）若选用装置A制取氧气，发现装置有三处错误，应如何改正。‎ ‎①_________________ _____，②___________ ___________，③_______ _______________。‎ 若用高锰酸钾制取并收集不混有空气的氧气，最好选用装置（写装置编号的大写字母）____________作收集装置。用此法收集满氧气后，取走集气瓶，停止加热，应_________________________。‎ ‎7、下图装置是用燃烧法来确定有机物组成的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成（已知：C中的氧化铜是确保有机物中的碳元素完全转化为二氧化碳；A中的反应为2H2022H2O2+O2↑）。 ‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）A装置中a仪器的名称         ，b中盛放的物质是         。‎ ‎（2）若去掉B装置会对什么元素的测量结果有影响?              。‎ ‎（3）E装置中所盛放物质最好选用          （选填：①氢氧化钙溶液②氢氧化钠溶液③水）。‎ ‎（4）若准确称取1．12g样品（样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种）。经充分燃烧后，D装置增重1．44g，E装置增重3．52g，则该有机物样品中所含的元素为                。‎