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  • 2021-05-13 发布

中考高频考点专题气体的净化与干燥

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气体的净化与干燥 ‎1.除杂原则:①不能引入新的气体杂质;②不能减少被净化气体的量。‎ ‎2.除杂原理:(碱石灰是由CaO固体和NaOH固体组成的混合物)。‎ ‎3.干燥剂的选择:(干燥原则:干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应)。‎ 干燥装置 洗气瓶(盛液体)‎ 干燥管(固体干燥剂)‎ U形管(固体干燥剂)‎ 仪 器 无水硫酸铜 ‎(遇水变蓝)‎ 干燥剂 浓硫酸 固体NaOH、生石(CaO)、‎ 碱石灰等 无水CaCl2、‎ 无水硫酸铜(CuSO4)‎ 固NaOH、‎ 生石(CaO)、‎ 碱石灰等 无水CaCl2、‎ 无水硫酸铜(CuSO4)‎ 能干燥 的气体 SO2、CO2、HCl; H2、O2、CO、N2、CH4‎ NH3; ‎ H2、O2、CO、N2、CH4‎ SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、‎ N2、CH4‎ NH3; ‎ H2、O2、CO、N2、CH4‎ SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、N2、CH4‎ 不能干燥 的气体 NH3‎ SO2、CO2、‎ HCl NH3‎ SO2、CO2、‎ HCl NH3‎ ‎4.常见吸收剂及能吸收的气体:‎ 吸收剂 吸收的气体 吸收剂 吸收的气体 水 HCl、NH3‎ NaOH溶液或石灰水 HCl、CO2‎ 碱石灰(NaOH和CaO)‎ CO2、水蒸气、HCl 灼热铜丝或铁丝 O2‎ 浓硫酸、无水CuSO4‎ H2O 灼热氧化铜 CO、H2‎ ‎5.尾气的吸收及处理——环保意识 ‎①.溶液吸收:如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收(极易溶气体要防止倒吸)。‎ ‎②.点燃处理:如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管,将其点燃。‎ ‎③.气球收集:如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。‎ ‎④.防倒吸装置:如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。‎ Fe2O3‎ CO 澄清的 石灰水 纯净的氢气 干燥的 烧杯 ‎ ‎ ‎6.“万能瓶”的几种主要用途:‎ ‎(1).集气:(贮气)学科王 b a ‎①如瓶中为空气,即用排空气法收集气体时,密度比空气大的气体从a管进,密度小的从b管进。‎ ‎②若瓶中为水,即用排水法收集气体时,气体从b管进。‎ ‎(2).洗气:(长入短出) 瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。‎ ‎(3).量气:(短入长出)‎ 瓶内装满水,气体从b端进入,a端接量筒,通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。‎ ‎(4).安全瓶:(长入短出)‎ 点燃可燃气体时,瓶内装少量水,将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。‎ 注明:气体的性质决定收集的方法 收集法 排水集气法 向上排空气法 排空气法 实验图 O2、H2、CO、CH4‎ O2、CO2‎ H2、NH3、CH4‎ 气 体 性 质 适用不易溶于水、难溶于水 且不与水发生反应的气体。‎ 适用不跟空气发生反应 且密度比空气大的气体。‎ 适用不跟空气发生反应 且密度比空气小的气体。‎ 二、常见气体的性质和用途:‎ ‎(一)重要的三种气体:氢气、氧气、二氧化碳 ‎1.物理性质:‎ 三大气体 颜 色 气 味 状 态 密 度 溶 解 性 H2‎ 无色 无味 气体 比空气 小 ‎ ‎ 难 溶于水 O2‎ 无色 无味 气体 比空气 大 ‎ ‎ 不易 溶于水 CO2‎ 无色 无味 气体 比空气 大 ‎ ‎ 能 溶于水 ‎2.化学性质:‎ H2‎ ‎⑴.可燃性 ‎⑵.还原性 ‎2H2+ O22H2O ‎ H2+ CuOCu + H2O O2‎ ‎⑴.与金属反应 ‎⑵.与非金属反应 ‎⑶.与化合物反应 ‎2Mg+ O22MgO ‎3Fe+ 2O2 Fe3O4‎ C+ O2CO2‎ S+ O2SO2‎ ‎4P+ 5O22P2O5‎ CH4+2O2 CO2+ 2H2O C2H5OH+3O22CO2+3H2O ‎2CO+ O22CO2 ‎ CO2‎ ‎⑴.与水反应 ‎⑵.与石灰水反应 ‎⑶.与碳反应 CO2+ H2OH2CO3‎ CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O CO2+ C2CO ‎ ‎3.用途的比较:‎ 氢气用途 氧气用途 二氧化碳用途 ‎⑴填充气球 ‎⑵高能燃料 ‎⑶冶炼重要金属 ‎⑴支持燃烧 ‎⑵供给呼吸 ‎⑶用于炼钢 ‎⑴灭火 ‎⑵作工业原料(制饮料、纯碱、化肥等)‎ ‎⑶“干冰”用于人工降雨 ‎⑷植物的光合作用 ‎(二)具有可燃性的三种气体:氢气、一氧化碳、甲烷 ‎1.物理性质:‎ 颜 色 气 味 状 态 密 度 溶 解 性 H2‎ 无色 无味 气体 比空气 小 ‎ ‎ 难 溶于水 CO 无色 无味 气体 比空气 略小 ‎ ‎ 难 溶于水 CH4‎ 无色 无味 气体 比空气 小 ‎ ‎ 难 溶于水 ‎2.化学性质(可燃性):‎ H2‎ 可燃性 H2、CO、CH4的检验 ‎2H2+ O22H2O 点燃后,⑴在火焰上方罩一干冷的小烧杯,烧杯内壁没有 水雾 ,该气体是 CO ;⑵在火焰上方罩一内壁附有澄清石灰水的小烧杯,石灰水变 浑浊 ,该气体是 CH4 ;另一气体就是 H2 。‎ CO ‎2CO+ O22CO2‎ CH4‎ CH4+2O2 CO2+ 2H2O ‎(三)具有可燃性和还原性的三种物质:氢气、一氧化碳、碳 ‎1.物理性质:‎ 颜 色 气 味 状 态 密 度 溶 解 性 H2‎ 无色 无味 气体 比空气 小 ‎ ‎ 难 溶于水 CO 无色 无味 气体 比空气 略小 ‎ ‎ 难 溶于水 C 金刚石和石墨的物理性质不同,是因为它们中的 碳原子的排列方式 不同。‎ 金刚石和石墨是由 碳 元素组成的 碳单质 的物质;它们的物理性质 不同 ,但化学性质 相同 。(填:相同、不同)‎ ‎2.化学性质: ‎ H2‎ ‎⑴.可燃性 ‎⑵.还原性 ‎2H2+ O22H2O H2+ CuOCu + H2O CO ‎2CO+ O22CO2‎ CO+ CuOCu + CO2‎ C C+ O2CO2‎ C+2CuO2Cu+CO2↑‎ 三、解题策略指导 ‎ 一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。‎ ‎1、除杂和干燥的先后顺序:①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后;‎ ‎②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。‎ ‎2、洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序:‎ ‎①用洗气瓶除杂和干燥时,气体应长进短出;‎ ‎②用球型干燥管除杂或干燥时,气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气),以利于气体充分干燥。‎ ‎3、检验多种气体的先后顺序:有多种气体需要检验时,应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时,应先检验水(用无水硫酸铜检验),后检验二氧化碳(用澄清石灰水检验),最后干燥水(用浓硫酸干燥)。‎ ‎4、记住常见物质的特征反应:‎ CO2能使澄清石灰水变浑浊,白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。要验证H2和CO等还原性气体,可先将净化后的气体通过灼热的CuO,再检验其产物。检验H2的存在是通过其与CuO反应生成H2O,检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。要验证CO和CO2的混合气体,可先将混合气体通入澄清石灰水,后通过灼热的CuO,再检验CO。‎ 四、典型习题 ‎ ‎1. (2013荆州市)实验室用下图所示装置的部分或全部组合后完成如下实验,请回答下列问题:‎ d e A B C D ‎ ‎ ‎ ‎(1)小明要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐,他将A装置中的导气管a与C装置中的导气管 相连,当装置C中产生 的现象时即达到实验目的。‎ ‎ (2)若将A装置中的药品换成稀硫酸和锌粒,产生的H2经干燥后用D装置收集,当D装置的瓶口向下时,导管口的连接顺序应是a→b→c→ 。‎ ‎(3)B装置中使用过的浓硫酸稀释后,还可以用作它用, 用烧杯稀释浓硫酸时,应向烧杯中倒入的物质是 。‎ 弹簧夹 有孔 隔板 水 ‎①‎ ‎②‎ ‎2. (2013镇江市)请结合下图回答问题:‎ 稀 盐酸 A B C D E F ‎ ‎(1)标号①②的仪器名称:① ,② 。‎ ‎(2)实验室选用A、D装置制取O2,气体收集完毕时,应先 (填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”)。‎ ‎(3)实验室可用(NH4)2SO4固体和熟石灰混合加热制取NH3,应选择发生装置为 (选 填序号)。‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ 浓H2SO4‎ 饱 和NaHCO3‎ ‎(4)选择发生装置B和收集装置 (选填序号)可以用于实验室制取CO2,若将发生装置由B改为F,其优点是 。‎ ‎①为了得到纯净、干燥的CO2,除杂装置(如右图)‎ 的导管按气流方向连接顺序是 (选填字母);‎ ‎ a.1→2→4→3 b.2→1→3→4 ‎ ‎ c.4→3→1→2 d.3→4→2→1‎ 用化学反应方程式表示饱和NaHCO3溶液的作用 。‎ ‎②写出用澄清石灰水检验CO2的化学反应方程式 。‎ ‎3.(2013张掖市)下列装置常用于实验室制取气体.根据给出的装置回答下列问题 ‎(1)指出编号仪器名称:②   .‎ ‎(2)实验室利用A装置制取氧气,反应原理用化学方程式表示为  .‎ ‎(3)制取并收集二氧化碳应选择的装置是   (从A﹣﹣E中选择),使用该套装置制取气体的突出优点是   ,该反应原理用化学方程式表示为 ‎   改用F装置收集二氧化碳,则气体应从  端进入.制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气,欲使个G、H装置将以上杂质气体除去,则装置正确的连接顺序是:混合气体→   (用端口字母表示).‎ ‎(4)将纯净的二氧化碳气体通入盛有蒸馏水的洗气瓶一段时间后,测得该装置中溶液的pH、‎ ‎   (填“>”、“<”或“=”)7.‎ ‎4.(2013莱芜市)某同学利用“多米诺骨牌”效应,设计了如图气体制取与性质验证的组合实验,打开A中分液漏斗的活塞,很快看到E中导管口有气泡冒出,且溶液由紫色变红色.请看图回答问题:‎ ‎(1)A中反应的化学方程式   ;B中白磷不燃烧,原因是   .‎ ‎(2)C、D中看到的现象分别是   、   .‎ ‎(3)用化学方程式表示E中颜色变化的原因   ;用F装置收集气体的依据是   .‎ ‎ 5.煤炉燃烧正旺时,蜂窝煤的每个小孔中都会有一个蓝色的火苗在跳动,蓝色火焰是一氧化碳燃烧产生的。‎ ‎ (1)碳不完全燃烧产生一氧化碳,反应的化学方程式为 。‎ ‎ (2)小红上网查阅资料得知:二氧化碳与红热的碳反应也会产生一氧化碳。小红设计了下图所示的实验装置,证明二氧化碳能与碳反应。回答下列问题。‎ ① A装置用于制取二氧化碳,其中发生反应的化学方程式为 。‎ ② ‎ E装置中盛有浓氢氧化钠溶液,该装置的作用是 。‎ ③ ‎ H中氧化铁被冶炼成铁,发生反应的化学方程式为 。‎ ④ ‎ F和I中盛有的药品完全相同,其作用的不同之处是 。‎ ‎ ‎ ‎6.实验室用干燥、纯净的一氧化碳还原氧化铁并检验其产物。实验装置如下图所示。其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式为 浓硫酸H2‎ 加热 H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑‎ ‎   ‎ ‎   回答下列问题:‎ ‎(1) 写出E装置中的实验现象 。 ‎ ‎(2) 请将下列装置正确的接入到B、C、D位置中,装置导管的接口顺序是:a→ →h。‎ ‎(3)B装置中发生反应的化学方程式为 。‎ ‎(4)C装置无明显现象,C装置的作用是 。‎ ‎(5)F装置的作用是 。‎ ‎ 3.已知草酸(H2C2O4)在加热条件下会发生分解反应,同学们对生成物产生了浓厚的兴趣,于是用实验的方法对生成的物质进行探究。‎ ‎ 【提出猜想】产生的气体是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合物。‎ ‎ 【查阅资料】(1)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。‎ ‎ (2)H2在高温条件下可以还原氧化铁。‎ ‎ 【实验过程】同学们经过讨论设计了如下图所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。‎ ‎ ‎石灰水 草酸 浓硫酸 Fe2O3‎ 石灰水 碱石灰 A B C D E ‎ (1)观察到装置D中产生的现象为 。‎ ‎ (2)装置C的作用为吸收混合气体中的水和二氧化碳,其中氧化钙与水反应的化学方程式为 。‎ ‎ (3)观察到装置B中澄清石灰水变浑浊,写出此反应的化学方程式 ,由此得出的结论为 。又知装置C的质量增加了,E中石灰水变浑浊了,并结合上述实验现象,某同学得出了结论。‎ ‎ 【得出结论】同学认为猜想正确,请写出草酸分解的方程式 。‎ ‎ 【反思与评价】‎ ‎ (1)根据上述实验现象,有的同学认为草酸分解不一定生成CO。你认为他的看法是否合理?‎ 原因是 。‎ ‎ (2)有同学认为上述实验中还有不合理的地方,你认为下列建议正确的是 。(填数字序号)‎ ‎ ①应在装置A、B之间增加检验水蒸气的装置 ‎ ②应在装置E后增加尾气处理装置 ‎ ③可将装置C换成装有浓硫酸的洗气瓶 ‎ ④可在装置C、D之间增加盛有澄清石灰水的洗气瓶