第15講：氣體的制取與凈化

第16講氣體的制取與凈化

1．初步學習運用簡單的裝置和方法制取某些氣體。

2．初步學會常見氣體(O2、CO2)的檢驗方法，并能描述實驗現(xiàn)象。

3．初步學會常見氣體的凈化方法。1．實驗室制取二氧化碳可以選用的發(fā)生裝置是()。2．(泰州)已知同溫同壓下，氣體的相對分子質(zhì)量越小密度就越小，則下列氣體中密度最小的是(）A．CH4B．COC．SO2D．N2BA3．下列有關“固—液反應，不需加熱”的氣體發(fā)生裝置合理的是()。

解析：C中長頸漏斗的位置錯誤，應該插入到液面以下；D中用的是分液漏斗，正確。

答案：D4．（臨沂)使用下圖裝置可以進行下列實驗中的（）

A．鋅與稀硫酸制取、收集氫氣B．KClO3

與MnO2制取、收集氧氣C．KMnO4制取、收集氧氣D．過氧化氫溶液與MnO2

制取、收集氧氣D(2)用高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式為：__________________________________，若選擇A和E裝置制取并收集氧氣，則要對A裝置進行的改進是__________________，證明氧氣已收集滿的方法是_____________________________________________________________。(3)組裝一套實驗室制取并收集二氧化碳的裝置，可選用圖中__和__。(1)寫出帶有標號的儀器名稱：a________，b________。集氣瓶△E試管2KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑在試管口放一團棉花將一根帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明已收集滿了B5．老師為同學們提供了如下實驗裝置：2KClO3=====2KCl＋3O2↑。(3)雙氧水與二氧化錳：___________________________。一、實驗室制取氧氣1．反應原理△(1)加熱高錳酸鉀：__________________________________。(2)加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物_______________________________：MnO2△MnO22KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑2H2O2=====2H2O＋O2↑2．發(fā)生裝置

加熱高錳酸鉀選裝置________(填裝置序號，下同)；加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物選裝置____________；二氧化錳催化雙氧水分解選裝置________。AAB3．收集裝置向上排空氣

收集氧氣可以選擇__________法收集，也可以選擇________________法收集。

4．操作步驟(以加熱高錳酸鉀分解為例)熄滅酒精燈

______________________；裝藥品；固定裝置；加熱；____；將導氣管移出水面；______________。排水檢查裝置氣密性收集5．檢驗與驗滿(1)檢驗：用帶火星的木條伸到集氣瓶中，若______________，則表明是氧氣。(2)驗滿：將帶火星的木條________________，若木條復燃，則表明已集滿。木條復燃伸到集氣瓶口二、實驗室制取二氧化碳1．原理稀鹽酸

實驗室用_________________和______制取二氧化碳，反應方程式為：_____________________________。 2．發(fā)生裝置和收集裝置大理石(或石灰石)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑3．操作步驟稀鹽酸

檢查裝置氣密性；裝藥品(先裝________，后加________)；固定裝置；收集；撤裝置。

4．檢驗與驗滿

(1)檢驗：將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若__________________，表明是二氧化碳。

(2)驗滿：將燃著的木條________________，若木條立即熄滅，表明已集滿。大理石石灰水變渾濁伸到集氣瓶口固固加熱型固液常溫型裝置裝置A裝置B適用氣體O2、NH3CO2、O2、H2考點常見氣體的制取【方法技巧】1．實驗室制取氣體的發(fā)生裝置。排水法排空氣法向上排空氣法向下排空氣法依據(jù)不與水反應，在水中的溶解度小不與空氣中的物質(zhì)反應，密度比 空氣大不與空氣中的物質(zhì)反應，密度比 空氣小裝置適用氣體O2、H2、CH4CO2、O2H2、NH3、CH42．實驗室制取氣體的收集裝置。3.氣體的凈化、干燥與檢驗。(1)氣體的凈化。①氣體凈化的原則：不減少被凈化的氣體的量(但可以增加)；不引入新的雜質(zhì)。②氣體凈化的方法。a．吸收法：用吸收劑將雜質(zhì)氣體吸收除去。b．轉(zhuǎn)化法：通過化學反應，將雜質(zhì)氣體轉(zhuǎn)化為所要得到的氣體。吸收劑可除的氣體雜質(zhì)吸收劑可除的氣體雜質(zhì)水

可溶性氣體HCl、NH3

等NaOH固 體CO2、HCl、H2O

無水CuSO4H2O堿石灰CO2、HCl、H2O灼熱的銅網(wǎng)O2NaOH溶液CO2、HCl灼熱的CuOH2、CO濃硫酸H2O③常見氣體凈化的吸收劑。(2)氣體的干燥。

①干燥劑的選擇原則：酸性干燥劑不能用來干燥堿性氣體；堿性干燥劑不能用來干燥酸性氣體；干燥中性氣體時，酸、堿性干燥劑均可。干燥裝置的選擇由干燥劑的狀態(tài)決定。干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體干燥裝置名稱或化學式酸堿 性狀態(tài)濃硫酸酸性液態(tài)H2、N2、O2CO2、HCl、CH4、CO等NH3裝置1

堿石灰

(固體NaOH、 生石灰)堿性固態(tài)H2、O2、N2 CH4、CO、

NH3

等CO2、SO2、

HCl裝置2或 裝置3無水CaCl2中性固態(tài)除NH3外所 有氣體NH3裝置2或 裝置3②常見的干燥劑(裝置見③)。

一般來說，固體 干燥劑選裝置2或裝置3，液體干燥劑選裝置1。注 意：球形干燥管 要“大進小出”洗氣瓶要“長進短出”裝置1裝置2裝置3③常用干燥裝置。(3)氣體的制取、檢驗和凈化中的“先”、“后”順序。①制取氣體時，先檢查氣密性，后裝藥品，先凈化后收集。②檢驗氣體時，先驗水后驗雜(其他氣體雜質(zhì))。③凈化氣體時，先除雜后干燥?！纠?】(廣東)現(xiàn)有以下裝置、儀器和藥品。請根據(jù)要求回答問題：(1)寫出儀器的名稱：E________，F(xiàn)________。

(2)圖A實驗室制氧氣的裝置有兩處錯誤，請改正錯誤：_________________；_____________________________。

(3)裝置B中反應的化學方程式為：____________________________________________；把H與B組合，操作彈簧夾可以使反應停止或發(fā)生，還可以從“C至H”中選擇儀器________(填序號)組裝成一個可隨時使反應發(fā)生或停止的裝置；若用H2O2和MnO2制取O2，且能獲得平穩(wěn)的氣流，應選E(或F)與________組合。(4)若用下圖Ⅰ所示醫(yī)用塑料袋排空氣法收集H2，則H2導入端為________(填“a”或“b”)。

(5)用上圖J所示礦泉水瓶可以證明CO2與NaOH溶液確實發(fā)生了反應，其現(xiàn)象是__________________，應做的對比實驗是____________________________。

點撥：裝置A的錯誤可以從是否試管口略向下傾斜和是否塞了棉花去考慮；多孔塑料板可以控制反應的反應和停止，分液漏斗主要是控制反應速率。答案：(1)試管錐形瓶(2)試管口應放一團棉花試管口應略低于試管底部CEHD(3)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑(4)b(5)礦泉水瓶變癟(或扁)用等體積水重復上述實驗【例2】(梅州)請根據(jù)下圖所示實驗裝置回答問題。

(2)實驗室若用裝置A制取氧氣，則發(fā)生反應的化學方程式____________________________ 選用高錳酸鉀，則發(fā)生反應的化學方程式為：__________________________________，在試管口放一團棉花的作用是___________________________________________。(1)寫出圖中標號儀器的名稱：a___________，b________?！鏖L頸漏斗酒精燈2H2O2====2H2O＋O2↑MnO22KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管

(3)實驗室收集二氧化碳應選用裝置______(填序號)。若收集某氣體只能采用裝置E，由此推測該氣體具有的性質(zhì)是________________________。

D溶于水且密度小于空氣考點常見氣體的制取1．(佛山)下列實驗設計及氣體流向(“→”表示)。氣體流向)正確的是( A．干燥氨氣

C．收集氨氣B．收集氫氣D．收集氧氣C2．(廣州)實驗室常用排空氣法收集干燥的氣體。下圖是兩種簡易的排空氣集氣裝置。用編號填空：（1）實驗室收集CO2

選用______，收集O2

用_____。

(2)如果要收集SO2應選用____，收集CH4

選用___。

A

AA

B

3．(清遠)化學是一門以實驗為基礎的科學，化學所取得的豐碩成果，是與實驗的重要作用分不開的。結(jié)合下圖中的實驗裝置回答問題：ABCDE(1)寫出指定儀器的名稱：①______，②_________。集氣瓶

(2)實驗室用無水醋酸鈉固體、NaOH和堿石灰共熱制取密度比空氣小、難溶于水的甲烷： 堿石灰 CH3COONa＋NaOH=====CH4↑＋Na2CO3

_(填字母，下同)，可選用的

可選用的發(fā)生裝置是_____收集裝置是________。試管AD、E

(3)實驗室可用B裝置制取的氣體是____(任答一種)，該反應的化學方程式為：________________________________，收集該氣體的裝置是_______。Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑D、EH2(4)實驗室通常用如右圖所示的洗氣裝置對氧氣進行干燥，洗氣瓶里面填裝的藥品可以是________。A．濃硫酸B．氫氧化鈉溶液C．生石灰D．氯化鈉固體A4．(肇慶)請根據(jù)下圖回答問題。(1)儀器A的名稱是________，儀器B的名稱是______________。長頸漏斗

(2)用KClO3與MnO2混合制取和收集純凈的O2，應選用上圖中的______(填序號)，反應的化學方程式：

_________________________

(3)實驗室制取和收集CO2，應選用上圖中的_____(填序號)，反應的化學方程式：__________________________________；如何檢驗已集滿一瓶CO2氣體：_____________________________________________________________。試管

ACDH2KClO3=====2KCl＋3O2↑MnO2ABEFCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑將燃著的木條伸到集氣瓶口，若火焰熄滅，則已集滿(4)右圖為某同學組裝的制取H2并還原CuO的實驗裝置。請你指出其中的錯誤：①_______________________；②__________________________；③_____________________________________________。長頸漏斗未插入液面下盛

CuO

的試管口未向下傾斜通H2

的導管未伸到裝CuO的試管底部下圖是化學實驗中常用的幾種裝置。

請回答下列問題：（1）指出有編號的儀器名稱：①

，②

。（2）利用上述A、D裝置的組合可以制取的一種氣體是

，寫出實驗室制取該產(chǎn)氣體反應方程式：______________________。

（3）某同學欲收集一種難溶性氣體，認為E裝置可以代替B裝置。請簡述該同學應如何使用E裝置？分液漏斗

集氣瓶

O2

（或CO2）E裝置充滿水后正放，氣體由b端進入。（或E裝置充滿水后倒放，氣體由a端進入。）中考鏈接1.在下列中學化學實驗常見的實驗裝置中:(1)請寫出有標號儀器的名稱：①___________；②__________。(2)若制取的一種氣體是氧氣，應選用的收集裝置是____________(填序號，下同)。酒精燈試管C或D(3)在常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，應選用的發(fā)生裝置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應用_________裝置進行收集，以便將尾氣吸收處理，避免造成大氣污染。BE左右2.為了避免實驗失敗甚至造成嚴重后果，有些化學實驗必須嚴格遵循操作的順序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等氣體時必須先檢查裝置的氣密性，再向容器中裝入藥品。請你仿照示例填寫下表中的空格：必須嚴格遵循操作順序的實驗先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等氣體先檢查裝置的氣密性再向容器中裝入藥品（1）先再（2）先再3.實驗室用來制備和收集氣體的部分裝置為（1）①用高錳酸鉀制備氧氣，選用的發(fā)生裝置為

（填序號）;

②選用該裝置的理由是

。③使用該裝置的注意事項之一是___________________。

④使用該裝置還可完成的另一個實驗的名稱是________。

（2）①石灰石和稀鹽酸反應制CO2氣體，選用的收集裝置為

（填序號）;

②能用該裝置收集的氣體必須具備的物理性質(zhì)是

；

③要證明集氣瓶內(nèi)已經(jīng)收集滿二氧化碳氣體，應該進行的操作和觀察到的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；

④假若二氧化碳氣體始終不能收集滿，除裝置漏氣外，還可能的一種原因是

。丙密度比空氣大用點燃的木條放在集氣瓶口，木條熄滅4.實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣。常溫下NH3是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小。NH3極易溶于水，其水溶液呈堿性。⑴現(xiàn)選擇合適的裝置來制取并收集NH3，應該選擇的發(fā)生裝置是

，收集裝置是_________。⑵若用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗NH3，產(chǎn)生的現(xiàn)象是______。ＡＤ濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色確定某種氣體的實驗室制法時不需考慮的是（）A、反應所需的藥品和條件B、實驗裝置C、氣體的驗證D、氣體的用途下圖是常用的制取氣體的裝置圖：ABCDE（1）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，發(fā)生裝置可用

，還應該在試管口放

，目的是

，試管口

試管底，反應的文字表達式和化學方程式

，收集裝置選

，若用C收集，實驗結(jié)束時應先

再

。（2）利用雙氧水、二氧化錳制取氧氣可選用上述

作為發(fā)生裝置，收集裝置用

，發(fā)生反應的文字表達式和化學方程式為

,利用上述發(fā)生裝置還能制取的氣體是

，收集裝置可以用

，反應的文字表達式和化學方程式是

。（3）連接好裝置之后，我們要做的第一件事是

，方法是

當用D裝置收集氧氣或二氧化碳時，我們還要進行驗滿操作，怎樣驗滿？根據(jù)制取的氣體來選擇發(fā)生裝置：（1）鋅和稀硫酸制氫氣（）（2）加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物可得到氨氣（）（3）硫化亞鐵固體和稀鹽酸混合可得到硫化氫氣體（）AB對比下列兩個氣體發(fā)生裝置，指出它們的各自的優(yōu)點。1、便于隨時添加液體

2、能控制反應的速度1、便于添加液體2、能控制反應的發(fā)生和停止選擇下列合適的儀器組裝制取二氧化碳的發(fā)生裝置（有幾種選擇就寫幾種）。雙孔塞單孔塞利用下列裝置也可以用來收集氣體，如果用該裝置收集氧氣、氫氣，進氣口分別是A還是B？水A.b導管口連接病人呼吸氧氣的膠管。B.a導管連接供給氧氣的鋼瓶。C.b導管連接供給氧氣的鋼瓶。D.該裝置可用來觀察輸出氧氣的速度。下圖所示裝置，有洗氣、儲氣等用途。醫(yī)院在給病人輸氧氣時也利用了類似裝置，以下說法不正確的是（）C甲烷是一種無色、無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。實驗室通常加熱無水醋酸鈉和堿石灰反應制取甲烷氣體，實驗室可選擇下圖中的

和

組成制取甲烷氣體的裝置，若改變裝置中的藥品，還可以制取

。若用F收集甲烷氣體，氣體從

端（填“左、右”）進入。FO2、CO2的制?。◤土暎o變化濾紙條變紅澄清石灰水變渾濁已知濃硫酸能干燥氣體。如圖所示，當A裝置中產(chǎn)生的二氧化碳氣體經(jīng)過B中濃硫酸的干燥后，再通入以下裝置：C干燥的浸有紫色石蕊試液的濾紙條；D潮濕的浸有紫色石蕊試液的濾紙條；E澄清石灰水，分別出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？C：____________D：________________E：_____________

并說明原因。下圖是化學實驗中常用的幾種裝置。分液漏斗

集氣瓶

O2

（或CO2）E裝置充滿水后正放，氣體由b端進入。（或E裝置充滿水后倒放，氣體由a端進入。）

請回答下列問題：（1）指出有編號的儀器名稱：①

，②

。（2）利用上述A、D裝置的組合可以制取的一種氣體是

，寫出實驗室制取該產(chǎn)氣體反應方程式：______________________。

（3）某同學欲收集一種難溶性氣體，認為E裝置可以代替B裝置。請簡述該同學應如何使用E裝置？在下列中學化學實驗常見的實驗裝置中:(1)請寫出有標號儀器的名稱：①___________；②__________。(2)若制取的一種氣體是氧氣，應選用的收集裝置是____________(填序號，下同)。酒精燈試管C或D(3)在常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，應選用的發(fā)生裝置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應用_________裝置進行收集，以便將尾氣吸收處理，避免造成大氣污染。BE左右為了避免實驗失敗甚至造成嚴重后果，有些化學實驗必須嚴格遵循操作的順序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等氣體時必須先檢查裝置的氣密性，再向容器中裝入藥品。請你仿照示例填寫下表中的空格：必須嚴格遵循操作順序的實驗先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等氣體先檢查裝置的氣密性再向容器中裝入藥品（1）先再（2）先再實驗室用來制備和收集氣體的部分裝置為（1）①用高錳酸鉀制備氧氣，選用的發(fā)生裝置為

（填序號）;

②選用該裝置的理由是

。③使用該裝置的注意事項之一是_______________。

④使用該裝置還可完成的另一個實驗的名稱是。

（2）①石灰石和稀鹽酸反應制CO2氣體，選用的收集裝置為

（填序號）;

②能用該裝置收集的氣體必須具備的物理性質(zhì)是

；

③要證明集氣瓶內(nèi)已經(jīng)收集滿二氧化碳氣體，應該進行的操作和觀察到的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；