1、第五部分基本实验和科学探究第五部分基本实验和科学探究第二节常见气体的制取 要 点 梳 理 要点要点 1 1 实验室制取气体的思路：原理、装置、收集实验室制取气体的思路：原理、装置、收集1.原理：能够生成气体的某个化学反应。2.实验装置：实验室制取气体的装置由 和 两部分组成。(1)气体的发生装置：一般根据 和 来确定。“固固加热型”：反应物为固体(或固体混合物)，反应需加热。如加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰混合物制氧气的发生装置应选择图5-2-1装置；“固液常温型”：反应物是块状固体和液体，反应不需加热。如制H2或CO2或用MnO2与H2O2的混合物制O2的发生装置应选择图5-2-2装置。发生
2、装置发生装置收集装置收集装置反应物的状态反应物的状态反应条件反应条件(2)气体收集装置：根据气体的 和 来确定。收集气体的常用方法有：排水法：气体 ，且不与 反应(如图5-2-3中a)。向上排空气法：气体的密度比空气 ，且不与 反应(如图5-2-3中b)。向下排空气法：密度比空气，且不与 反应(如图5-2-3中c)。其他方法：若气体不溶于水，采用如图5-2-3中d的方法收集，该方法的实质还是排水法；小小氧气氧气密度密度溶解性溶解性难溶于水难溶于水水水大大氧气氧气若气体密度比空气大，采用如图5-2-3中e的方法收集，气体进出顺序：“长进短出”；若气体密度比空气小，采用如图5-2-3中f的方法收集
3、，气体进出顺序：“短进长出”。注意：若要收集干燥气体，则选择排空气法收集；若要收集较为纯净的气体，则选择排水法。要点要点 2 2 三种气体的实验室制法对比三种气体的实验室制法对比(用图5-2-4中的装置序号回答)CO2 H2 O2收集装置 发生装置 反应的化学方程式 气体 CDAAABBCDCDCED2KClO3 2KCl3O2催化剂催化剂ZnH2SO4 ZnSO4H2CaCO32HCl CaCl2CO2H2O2H2O2 2H2OMnO22KMnO4 K2MnO4MnO2O2注意事项：注意事项：(1)制取气体前一定要检查装置的 。(2)用高锰酸钾制氧气时，试管口要塞一小团 ，以防止 .。(3)
4、用高锰酸钾制氧气时，试管口要向 倾斜，以防止 .。(4)实验室制取CO2时不能用稀H2SO4代替稀HCl，因为 .。(5)实验室制取CO2时不能用稀HCl与Na2CO3，因为 .。气密性气密性棉花棉花高锰酸钾高锰酸钾下下产生的水蒸气产生的水蒸气稀硫酸与碳酸钙稀硫酸与碳酸钙反应速度太快，难以反应速度太快，难以反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面阻止反应继续发生反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面阻止反应继续发生冷却后倒流使试管炸裂冷却后倒流使试管炸裂粉末堵塞导管粉末堵塞导管(6)图5-2-4B中长颈漏斗要插入液面以下，目的是防止 .。(7)图5-2-4D中导气管要插到集气瓶的 。底部
5、底部气体从长颈漏斗气体从长颈漏斗中逸出中逸出控制控制要点要点 3 3 三种气体的收集方法对比三种气体的收集方法对比气体气体 向上排气法向上排气法 向下排气法向下排气法 排水法排水法 O2 H2 CO2 (在正确方法下打“”)注意事项：注意事项：(1)收集氧气可用 或 ，但要收集较纯净的氧气只能用 。(2)固固加热装置制氧气时，排水法收集氧气完毕后，应先 .，再 ，这样做的目的是 。(3)二氧化碳只能用 收集，因为CO2 ，又能和水反应。(4)迁移：NO常温下易与氧气反应生成NO2，其密度比空气的大，难溶于水，则实验室收集NO的方法是 。向上排气法向上排气法排水法排水法排水法排水法将导管从水槽将
6、导管从水槽熄灭酒精灯熄灭酒精灯防止水槽中的水倒流使试管炸裂防止水槽中的水倒流使试管炸裂向上排气法向上排气法可溶于水可溶于水只能用排水法只能用排水法中撤出中撤出要点要点 4 4 气体的检验和验满气体的检验和验满1.氧气：(1)检验方法：.。(2)验满方法：。2.二氧化碳：(1)检验方法：。检验时反应的化学方程式为 。(2)验满方法：。将带火星将带火星(或燃烧或燃烧)的木条伸入集气瓶内，木条复燃的木条伸入集气瓶内，木条复燃(或燃烧或燃烧更旺更旺)，则是氧气，则是氧气将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则氧气已收满将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则氧气已收满将气体通入澄清的石灰水中，石灰水变
7、白色浑浊，则是将气体通入澄清的石灰水中，石灰水变白色浑浊，则是CO2Ca(OH)2CO2 CaCO3H2O将燃烧的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则将燃烧的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则CO2已收满已收满要点要点 5 5 气体的干燥与净化气体的干燥与净化1.常见的气体干燥剂有 、碱石灰(CaO与NaOH的混合物)、无水硫酸铜等。2.干燥原则：干燥剂只能吸收气体中的水分，不能与气体发生反应。3.干燥剂的选择规律：CaONaOH固体固体浓硫酸浓硫酸干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 酸性 浓硫酸 中性气体：H2、O2、CO；酸性气体：HCl、CO2、SO2碱性气体：NH3 碱性 NaOH固体、CaO
8、、碱石灰 中性气体：H2、O2、CO；碱性气体：NH3酸性气体：HCl、CO2、SO2 考 题 研 究 考点考点 1 1实验室制取气体的思路：原理、装置、收集实验室制取气体的思路：原理、装置、收集【例1】(2013重庆)我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。(1)实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有(填序号)。A.反应物的状态 B.气体的密度 C.反应的条件 D.气体的溶解性(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器：仪器的名称是。实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时，不可能选择的仪器是(填序号)。(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化
9、学方程式为 。为了完成该实验，有四位同学组装了以下发生装置，你认为最合适的一套装置是 (填序号)，该装置的最大优点是。思路点拨思路点拨(1)实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有反应物的状态和反应的条件；(2)仪器的名称是长颈漏斗；实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时，属于固体和液体混合不需要加热的反应，所以不需要酒精灯，二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，所以也不用；(3)碳酸钠粉末与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2；该反应是固体和液体混合不需要加热的反应，所以最合适的一套装置是D，该装置的最大优点
10、是能控制反应速率。答案答案 (1)AC (2)长颈漏斗 (3)Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 D 能控制反应速率 实 战 体 验 1.(2013黄冈)图5-2-7所示装置(不可倒置)有多种用途，下列叙述正确的是()A若用排空气法往装置内收集H2时，气体应从a端通入B若要除去H2中的CO2可在此装置中装入NaOH溶液，气体从b端通入C若用排空气法往装置内收集CO2时，气体应从a端通入D若用水将此装置中的O2排出，水应从b端进入2.(2013连云港)在实验室中利用图5-2-8装置，可以进行的实验是 ()用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气 用KMnO4固体制取氧气用KClO3与Mn
11、O2的混合物制取氧气 用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体A.B.C.D.AC 考点考点 2 2三种气体的实验室制法三种气体的实验室制法【例2】(2013武威)化学课外小组设计了一套如图5-2-9所示的气体发生及收集装置，并探究该装置的多功能性。(1)甲同学认为装置可作为实验室制取O2的发生装置，则的a仪器中应加入 ，b仪器中应加入 ，反应的化学方程式为 ，装置中从 管口进气即可作为O2的收集装置。(2)乙同学认为装置可作为实验室制取二氧化碳的发生装置，则的a仪器应加入 ，b仪器中应加入 。(3)如果要用装置收集H2，则应从 管口进气。思路点拨思路点拨 (1)甲同学认为装置可作为实验室制取O2的发
12、生器，则为固体与液体反应，则的a仪器中可加入双氧水或过氧化氢溶液，b仪器加入二氧MnO2气，则装置要作为O2的收集装置应从c管口进气，将空气挤压到集气瓶上部排出；(2)乙同学认为利用装置可作为实验室制二氧化碳的发生器，则为稀盐酸与大理石或石灰石反应，则中a仪器可加入稀盐酸，b中加入大理石或石灰石.根据氢气的密度小于空气则装置要作为H2的收集装置应从d管口进气，将空气挤压到集气瓶底部排出。化锰，反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2，因为氧气的密度大于空答案答案 (1)双氧水或过氧化氢溶液 二氧化锰 2H2O2 MnO2 2H2O+O2 c(2)稀盐酸 大理石或石灰石 dMnO2 实 战
13、体 验 3.(2013广东)图5-2-10的实验仪器省去了固定装置，请根据要求回答问题：(1)甲图中仪器的名称为 。(2)乙图中的微型装置H可用于实验室制备CO2，此微型装置在操作上的优点是 ；在甲图中可选择 (填序号)装配与装置H功能相同的装置。长颈漏斗长颈漏斗可控制液体加入量可控制液体加入量(或可控制反应速率或可控制反应发生与停止或可控制反应速率或可控制反应发生与停止)ADEF(或或BDG)(3)装配KClO3制备O2的发生装置，甲图中除固定装置外还差的仪器是 .酒精灯酒精灯(写名称)；该反应的化学方程式为 ；(4)用铁片和稀硫酸在微型装置H中制取氢气，其化学方程式为 ；I是医用输液观察滴
14、夜快慢的滴壶，若用它作微型洗气装置，则气体应从 (填“a”或“b”)进入，其中所装洗气的液体不能装满的原因是 。2KClO3 2KCl+3O2MnO2Fe+H2SO4 FeSO4+H2b通入气体会把洗气液体压出滴壶通入气体会把洗气液体压出滴壶 【例3】(2012深圳)小明为了测定铜和氧化铜的混合物中氧化铜的质量分数，设计组装了如图5-2-11所示的实验装置，看图回答下列问题：(1)仪器识别：a.；b.。(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。(3)能除去H2中混有的少量HCl气体的装置是 (填装置序号)。(4)装置E中硫酸铜粉末变蓝色，说明硬质试管中反应后有 生成。(5)实验前硬质试管中混合物
15、的质量为5g，实验后剩余固体质量为4.2g，混合物中氧化铜的质量分数为 。考点考点 3 3气体的干燥与净化气体的干燥与净化 答案答案 (1)锥形瓶 酒精灯 (2)Zn+2HCl ZnCl2+H2 (3)B (4)水 (5)80%思路点拨思路点拨 锌与稀盐酸反应：Zn+2HCl ZnCl2+H2，生成的H2中常常含有少量HCl气体和水蒸气，因此，在通入硬质试管前要将气体进行净化与干燥，否则会对后面的实验产生干扰。通过NaOH溶液可以将H2中的HCl气体除去，通过浓硫酸可以将H2中的水蒸气吸收除去，这样就得到了纯净、干燥的H2。本题利用无水硫酸铜遇水变蓝色的性质检验H2与CuO反应生成了H2O。H2与CuO发生反应：H2CuO CuH2O，可以发现，硬质试管中固体质量减少了：5g-4.2g0.8g，实际上是CuO中氧元素的质量减少了0.8g。这样，根据关系式即可求出混合物中CuO的质量：设混合物中CuO的质量为x。CuO O 80 16 x 0.8g 混合物中CuO的质量分数为：w(CuO)=4g/5g100%=80%。g8.01680 xx=4g 实 战 体 验 4.除去CO中少量的CO2，选用的试剂和装置均正确的是 ()AABCD试剂NaOH溶液CuO固体CuO固体Na2SO4溶液部分位置
