資源簡介

(共48張PPT)
考點五 科學探究與化學實驗
第18講 常見氣體的制取、檢驗和凈化
2024年中考復習專題
目錄
考點梳理
1
實驗剖析
2
強化訓練
3
常見氣體的制取、檢驗和凈化
常見氣體的實驗室制取方法
收集裝置的選擇
氣體的凈化與干燥
氧氣
二氧化碳
固固加熱型
固液常溫型
常見氣體的檢驗
燃燒法
水封法
溶液吸水法
氣球回收法
實驗室制取氣體的一般思路
常見氣體收集裝置
多功能瓶的使用
發生裝置的選擇
氫氣
常見氣體的檢驗與驗滿
尾氣處理
常見氣體的驗滿
氣體的凈化
氣體的干燥
考點梳理
1
考點1
針對訓練
考點梳理
實驗室制取氣體的一般思路
思路 確定原理 發生裝置 凈化裝置 干燥裝置 收集裝置 尾氣處理
選擇依據 根據藥品及反應條件易實現、操作簡便進行選擇 根據_______和反應物的狀態進行選擇 根據制取氣體和雜質的性質進行選擇 根據制取氣體的性質進行選擇 根據氣體的______、在水中的溶解度、是否與水反應進行選擇 根據制取氣體的性質進行選擇
反應條件
密度
1.發生裝置的選擇
裝置類型 ___________ ______________ 選擇依據 反應條件和反應物狀態 圖示
特點 試管口略向下傾斜,用高錳酸鉀制取氧氣時要在試管口放一團棉花 儀器簡單易操作 便于隨時添加液體藥品 可控制反應速率 可控制反應的發生和停止
適用范圍 反應物為固體,需加熱 制取少量氣體 反應較平穩且制取大量氣體 反應較劇烈且制取大量氣體 反應較平穩且持續時間較長
固固加熱型
固液常溫型
多孔隔板上的藥品必須是顆粒狀或塊狀固體且難溶于水,粉末狀固體不能使用此裝置。
特別提醒
2.收集裝置的選擇
(1)常見氣體收集裝置:
收集方法 排水法 向上排空氣法 向下排空氣法
選擇依據 氣體的密度、在水中的溶解度、是否與水反應 圖示
特點 收集到的氣體純度較高 收集到的氣體較干燥 適用范圍 不與水反應,難溶或不易溶于水的氣體 密度比空氣大的氣體,且不與空氣中成分反應 密度比空氣小的氣體,且不與空氣中成分反應
舉例 H2、O2、NO、CO、CH4等 O2、CO2等 H2、CH4等
(2)多功能瓶的使用:
圖示 用途 氣體進出方向 舉例
收集密度小于空氣的氣體 a進b出 排空氣法收集H2,進入多功能瓶的H2聚集在上方,瓶中空氣從___導管被排出
收集密度大于空氣的氣體 b進a出 排空氣法收集O2,進入多功能瓶的O2聚集在下方,瓶中空氣從__導管被排出
安全瓶 a進b出 防倒吸,若b導管接洗氣瓶,倒吸進入多功能瓶的液體聚集在底部,不會進入發生裝置
收集難溶或不易溶于水且不與水反應的氣體 a進b出 排水法收集H2,進入多功能瓶的H2聚集在上方,水從b導管被排出
洗氣 b進a出 用濃硫酸干燥O2,O2經過濃硫酸被干燥后,從a導管被排出
驗氣 b進a出 檢驗CO中的CO2,氣體經過澄清石灰水后,從a導管排出,觀察有無白色沉淀生成
量氣 a進b出 通過測量量筒內水的體積測得生成氣體的體積,若是能溶于水或與水反應的氣體(如CO2等),需要在瓶內水面上加一層植物油
b
a
3.常見氣體的實驗室制法
氣體 O2 H2 CO2
藥品及反 應條件 KMnO4,加熱 KClO3和MnO2,加熱 H2O2和MnO2,常溫 Zn和稀鹽酸或稀硫酸,常溫 石灰石或大理石和稀鹽酸,常溫
反應原理 _________________________________ __________________________ __________________ _________ ________________________________ __________________________ ________________________________
發生裝置類型 固固加熱型 固液常溫型 固液常溫型 固液常溫型
收集方法 排水法或向上排空氣法 排水法或向下排空氣法 向上排空氣法
+MnO2+O2↑
2KMnO4 K2MnO4
3O2↑
2KClO3 2KCl+
2H2O+O2↑
2H2O2
ZnCl2+H2↑
Zn+2HCl
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl
考點2
常見氣體的檢驗與驗滿
1.常見氣體的檢驗
氣體 檢驗方法 現象 圖示
反應原理
O2 將帶火星的木條 伸入集氣瓶中 木條復燃
C+O2 CO2
CO2 將氣體通入澄清 石灰水中 _____________ _____________
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
H2 點燃氣體,在火 焰上方罩一個冷 而干燥的燒杯 產生淡藍色火 焰,燒杯內壁 有水珠生成
2H2+O2 2H2O
澄清石灰
水變渾濁
氣體 檢驗方法 現象 圖示
反應原理
CO 點燃氣體,在火焰上方罩 一個干燥的燒杯,一段時 間后向燒杯中注入澄清 石灰水 產生藍色火焰,燒杯內 壁無水珠,澄清石灰水 變渾濁
2CO+O2 2CO2
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
CH4 點燃氣體,在火焰上方罩 一個干冷的燒杯,一段時 間后向燒杯中注入澄清 石灰水 產生藍色火焰,燒杯內 壁有水珠,澄清石灰水 變渾濁 CH4+2O2 CO2+2H2O
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
NH3 將濕潤的紅色石蕊試紙 放在試管口 有刺激性氣味的氣體 生成,濕潤的紅色石蕊 試紙變____ NH3·H2O NH3↑+H2O
NH3+H2O NH3·H2O
藍　
氣體 圖示 驗滿方法
原理
O2 用向上排空氣法收集氧氣時,將帶火星的 木條放在集氣瓶口,若木條復燃,則表明氧 氣已收集滿
燃燒的條件之一是可燃物與氧氣接
觸,空氣中的氧氣含量較低,木條不
會復燃
用排水法收集氧氣時,當有大量氣泡從集 氣瓶口冒出時,則表明氧氣已收集滿
集氣瓶中充滿氧氣,繼續通入氧氣將
會從瓶口冒出
CO2 用向上排空氣法收集二氧化碳氣體時,將 燃著的木條放在集氣瓶口,若木條立即 ,則表明二氧化碳已收集滿
燃燒的條件之一是可燃物與氧氣接
觸,二氧化碳不燃燒也不支持燃燒,
木條會熄滅
H2 用排水法收集氫氣時,當有大量氣泡從集 氣瓶口冒出時,則表明氫氣已收集滿 集氣瓶中充滿氫氣,繼續通入氫氣將
會從瓶口冒出
熄滅　
特別提醒
區分“檢驗”與“驗滿”:用帶火星的木條伸入集氣瓶中,木條復燃,則集氣瓶中是氧氣,此實驗為氧氣的檢驗;用帶火星的木條放在集氣瓶口,木條復燃,則氧氣已收集滿,此實驗為氧氣的驗滿。
考點3
氣體的凈化與干燥
圖示 凈化劑 氫氧化鈉等 強堿溶液 飽和碳酸 氫鈉溶液 灼熱的銅粉
灼熱的
氧化銅
可去除 氣體 CO2、HCl、 H2S、SO2、 Cl2等 CO2中混有 的HCl氣體 O2 H2、CO
1.氣體的凈化
2.氣體的干燥
圖示 干燥劑 ________ 堿石灰
無水氯化鈣
可干燥 氣體 H2、O2、N2、CO、 SO2、HCl等 H2、O2、N2、 CO、NH3等
H2、O2、N2、CO、
CO2、HCl等
不可干 燥氣體 NH3 CO2、SO2、 HCl等
NH3
濃硫酸
易錯提示
(1)選擇凈化劑的原則:凈化劑只能與雜質反應,不能產生新的雜質,也不能使被凈化的氣體轉化為其他物質。
(2)選擇干燥劑的原則:干燥劑只能吸收氣體中的水分,不能與氣體反應;酸性干燥劑不能干燥堿性氣體,堿性干燥劑不能干燥酸性氣體。
(3)凈化與干燥的順序:若使用洗氣凈化裝置,則先凈化再干燥;若使用加熱凈化裝置,則先干燥再凈化。
3.常見混合氣體的除雜
氣體 雜質 除雜試劑及方法
CO CO2 先通過NaOH溶液,再通過濃硫酸
CO2 CO 通過灼熱的氧化銅
HCl 先通過飽和NaHCO3溶液,再通過濃硫酸
H2 HCl 先通過NaOH溶液,再通過濃硫酸
N2 O2 通過灼熱的氧化銅
考點4
尾氣處理
方法 燃燒法 水封法 溶液吸收法
氣球回收法
可處理 氣體 CO等可燃 性氣體 HCl、NH3和SO2等 水溶性較大的氣體 SO2、CO2、NH3等酸性 或堿性氣體
CO、Cl2等有毒或可
回收利用的氣體
圖示
操作 將可燃性污 染氣體點燃, 轉化為無污 染氣體 將水溶性較大的氣 體通入水中,被水 吸收,需注意防倒 吸 將酸性氣體通入堿性 溶液,將堿性氣體通入 酸性溶液,反應生成不 具有揮發性的鹽類
將有毒或可回收利
用的氣體,通過氣球
收集起來進行處理
或再利用
1.檢驗氨氣時,紅色石蕊試紙較長時間未變色,可能是因為試紙未先潤濕。 ( )
2.可以用排水法收集氨氣。 ( )
3.氧氣的驗滿方法是將帶火星的小木條伸進集氣瓶中,小木條復燃。( )
4.可以用堿石灰干燥二氧化碳氣體。 ( )
5.生石灰可作食品干燥劑。 ( )
6.排水法收集氣體完畢后,應先熄滅酒精燈,再將導管移出水面。 ( )
×
針對訓練
易錯速判
√
×
×
×
×
常見氣體的制取、檢驗和凈化
命題點
真題試做
3
常見氣體的制取、檢驗和凈化
命題點
1.(貴陽33題,8分)根據下圖回答問題。
(1)反應原理
①加熱高錳酸鉀、分解過氧化氫溶液或加熱氯酸鉀均可產生氧氣,其中分解過氧化氫溶液和加熱氯酸鉀時,加入二氧化錳在反應中起的作用是
。三種方法中,寫出其中一個反應的化學方程式: ________
_________________________________________________ 。
②石灰石和稀鹽酸反應產生二氧化碳的化學方程式為______________
_ 。
催化作用
2H2O2
2H2O+O2↑(或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑、2KClO3 2KCl+3O2↑)
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
3
2
1
4
5
(2)制取O2和CO2,連接如圖的裝置完成實驗。
過氧化
氫溶液
制 取 氣 體 A B
C
反應物 裝置(填“甲” 或“乙”) 物質 作用 作用
O2 ①_______ _______ ② ___ 水 ③_________ 接水
CO2 石灰石和 稀鹽酸 乙 ④_______ 干燥CO2
⑤____________
甲
收集氧氣
濃硫酸
收集二氧化碳
3
2
1
4
5
2.通過一年的化學學習,同學們初步掌握了實驗室制取氣體的知識和技能,請完成下列實驗內容。
3
2
1
4
5
【制取氣體】
實驗名稱 化學方程式 選用藥品 制取氣體所選裝置
實驗室制取二氧化碳 _____________________ 石灰石和稀鹽酸 B C
實驗室制取氧氣 _____________________ __________________________ ________________
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
和二氧化錳
過氧化氫溶液
BC或BE(合理即可)
【探究活動】(1)通常將產生的二氧化碳通入裝置F,目的是_____________。
(2)如果將產生的氧氣通入裝置G,現象是__________________。
【交流總結】如果實驗室需要制取另一種氣體,你的思路是__________________________________________________________________________________________________________________(不寫具體操作)。
蠟燭燃燒的更加劇烈
檢驗二氧化碳
和水溶性,確定收集裝置;③確定如何驗證制取的氣體(合理即可)
①確定反應原理,
選擇藥品;②根據反應物的狀態和反應發生需要的條件確定發生裝置;根據氣體的密度
3
2
1
4
5
補充考法
3.(2022畢節)實驗室常用下列A、B、C裝置制取氣體,
D、E裝置收集氣體。
回答下列問題:
(1)C裝置中儀器X的名稱是 。
(2)用石灰石和稀鹽酸作原料制取二氧化碳,反應的化學方程式為
__________________________,選用的收集裝置為 (填字母,下同)。
(3)用鋅粒和稀硫酸作原料制取氫氣,為實現氣體隨開隨用、隨關隨停,選用的制取裝置為 。
鐵架臺
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
D
B
3
2
1
4
5
(4)實驗室用醋酸鈉和堿石灰(主要成分是NaOH和CaO)固體混合物作原料、在加熱條件下制取CH4,選用的制取裝置為 ,收集裝置為 。
(5)如圖所示裝置用于收集某干燥的氣體,下列氣體中能用它收集的是 (填字母)。
a.O2　 　b.CO2　 　c.H2　 　d.CH4
C
E
a
3
2
1
4
5
4.(2022黔東南州節選)丙同學決定制取二氧化硫來探究酸雨的危害,經查閱有關資料知道:常溫下,二氧化硫是一種有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,實驗室中常用亞硫酸鈉固體和濃硫酸反應制得,若你用此方法在實驗室中制取二氧化硫氣體,收集裝置應選用如圖中的甲而不是乙,原因是___________________________。
便于尾氣處理,防止污染空氣
3
2
1
4
5
5.(2022六盤水)化學課上,某小組
同學利用老師提供的實驗器材,設計了一套簡
易“供氧器”。
【反應原理】根據設計的“反應器”,制取氧
氣的反應原理是 (用化學方
程式表示)。
(1)圖中標號①儀器的名稱是 。
(2)為制取干燥的氧氣,裝置接口連接的正確順序為 (填選項字母)。
A. a→b→c→d　 B. a→b→c→e
C. a→c→b→d D. a→c→b→e
2H2O2 2H2O+O2↑
廣口瓶
C
3
2
1
4
5
(3)制取氧氣的過程中,檢驗“儲氣瓶”氧氣已存滿的方法是_____
____________________________________________________。
(4)反應發生后,使反應停止的操作是_________________________
_____________。
(5)當反應停止,取出“儲氣瓶”中氧氣的操作為_______________
_____________________ _。
【拓展】圖中裝置還可制取 氣體,反應的化學方程式為 。
將帶
火星的木條放在e導管口處,若木條復燃,證明已經集滿氧氣
將銅絲拉起,使二氧化錳與
過氧化氫分離
從分液漏斗注水,
打開漏斗活塞,將氧氣趕出
二氧化碳(合理即可)
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑(合理即可)
3
2
1
4
5
綜合提升訓練
1.(2023廣東)【基礎實驗與跨學科實踐】
(1)實驗室制取O2及性質檢驗:
①圖甲中儀器a的名稱是_______。
②用高錳酸鉀制取O2,應選擇圖甲中
的發生裝置___(填字母),化學方程式為
_______________________________。
基 礎 過 關 練
A
1
2
3
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
錐形瓶
1
2
3
③收集一瓶O2并進行性質檢驗。
操作 現象 結論
硫燃燒時,__(填字母),生成刺激性氣味的氣體 a.產生大量白煙 b.生成黑色固體 c.發出藍紫色火焰 O2只有氧化性
集氣瓶中NaOH溶液的作用是______________________________________ c
吸收反應生成的二氧化硫,防止其污染空氣
KOH
1
2
3
(2)制作氧自救呼吸器:
查閱資料:超氧化鉀(KO2)為黃色固體,可分別與CO2、H2O反應生成O2和白色固體,產氧效率高,適合作生氧劑。
原理分析:4KO2+2CO2 2 K2CO3+3O2,4KO2+2H2O 4X+3O2↑,則X的化學式為______。
動手實踐:設計并制作氧自救呼吸器,如圖乙所示。使用一段時間后,觀察到生氧劑由_____________(填顏色變化)時,則基本失效。
黃色變為白色
2.(2023重慶)氧氣的制備和性質是重要的化學實驗,根據下圖回答問題。
(1)圖A、圖B裝置都可以用于實驗室制備O2。固體X的化學式為________,固體Y可以是____(填字母)。
A.紅磚粉　　B.硫酸銅　　C.氯化鈉
C
1
2
3
KMnO4
AB
(2)圖C中儀器a的名稱是_______,該實驗可觀察到:發出明亮的藍紫色火焰,同時生成一種有_______氣味的氣體。
(3)圖D所示是將氨氣在純凈氧氣中燃燒,生成一種單質和一種常見穩定氧化物,該反應的化學方程式為________________________。
1
2
3
集氣瓶
刺激性
4NH3+3O2 2N2+6H2O
3.(2023廣西)根據下列裝置回答問題。
(1)儀器①的名稱是_____。
(2)實驗室制取二氧化碳常用的藥品是_________________________。用裝置E收集二氧化碳的原因是________________________。
1
2
3
試管
大理石(或石灰石)和稀鹽酸
二氧化碳的密度比空氣大
(3)實驗室用裝置A制取氧氣,反應的化學方程式是_____________________。用裝置C收集氧氣,當觀察到___________________________時,表示氧氣已收集滿。
(4)選用裝置B加熱高錳酸鉀制取氧氣,還需做出的改進是________________________。用裝置F收集氧氣,氣體應該從___(填字母序號)端通入。
1
2
3
集氣瓶口有大量氣泡向外冒出
b
在試管口處放置一
團棉花
2H2O2 2H2O+O2↑
4.(2023山東濰坊)氧氣、二氧化碳是航空母艦中的常用儲備氣體,在急救、滅火等方面具有重要的應用。氣體的制備是初中化學實驗重要的內容,請根據下列裝置回答問題。
(1)儀器①的名稱是_______。
5
4
6
挑 戰 高 分 練
錐形瓶
5
4
6
(2)實驗室利用裝置A,選用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣,化學方程式為
________________________,實驗結束后,從剩余固體中回收二氧化錳,有下列操
作步驟;①過濾;②洗滌;③溶解;④干燥,正確的操作順序是__________(填數字編號)。為檢驗二氧化錳是否洗滌干凈,可向最后一次洗滌液中,滴加________(寫試劑化學式)溶液,觀察現象即可。
③①②④
AgNO3
2KClO3 2KCl+3O2↑
5
4
6
(3)實驗室用裝置B、C、D進行實驗時,C中蠟燭燃燒更旺,D中溶液變渾濁,則B中產生的氣體為______,小試管的作用是___________________。
(4)為制取二氧化碳,需將60 g溶質質量分數為36%的濃鹽酸稀釋至9%,所加蒸餾水(密度為 1 g/mL)的體積為_____mL。用裝置E、F測量二氧化碳的體積時,若E中無植物油,則測得的二氧化碳的體積_____(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
氧氣
形成液封,節約藥品
180
偏小
5.(2023天津)化學是一門以實驗為基礎的科學。
(1)根據下列裝置圖回答:
①儀器a的名稱:______。
鐵架臺
5
4
6
②實驗室用高錳酸鉀制取并收集氧氣,應選用的裝置為________(填字母),反應的化學方程式為________________________________。
③實驗室用石灰石和稀鹽酸制取并收集二氧化碳,應選用的裝置為____(填字母),將生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,觀察到溶液由紫色變成___色。
5
4
6
BD或BE
AD
紅
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
選項 A B C
實驗
現象 有氣泡冒出,觸摸試管外壁,感覺放熱 旋緊瓶塞,振蕩,軟塑料瓶變癟 甲瓶中出現白色渾濁,乙瓶中無明顯現象
結論 化學反應在生成新物質的同時,伴隨著能量變化 二氧化碳能與水反應 人體呼出的氣體中二氧化碳的含量高于空氣中二氧化碳的含量
(2)下列選項中,由實驗及現象推出相應結論正確的是____(填字母)。
AC
5
4
6
6.(2023新疆)具備基本的實驗技能是學習化學的基礎和保證。如圖所示的是實驗室制取氣體的部分裝置,請回答下列問題。
(1)寫出儀器a的名稱:________。
(2)實驗室用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣,在組裝好儀器后,裝入藥品前應進行的操作是_________________。
5
4
6
檢查裝置的氣密性
鐵架臺
(3)實驗室制取二氧化碳,應選用的發生裝置是B,反應的化學方程式為
___________________________________。將產生的二氧化碳氣體通入裝置F中,蠟燭熄滅,其涉及的滅火原理是_________。若用裝置G檢驗二氧化碳,則X溶液為______________。
(4)實驗室用加熱氯化銨和熟石灰兩種固體混合物的方法制取氨氣(氨氣極易溶于水,密度比空氣小),應選用的發生和收集裝置是____。
D
5
4
6
澄清的石灰水
隔絕氧氣
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
AD
7.(2023江蘇蘇州)在實驗室和生活中選擇合適的藥品和裝置可以制取氧氣。
Ⅰ.實驗室用圖甲所示裝置制取并收集氧氣。
(1)用MnO2作催化劑,KClO3加熱分解
得到O2和KCl,該反應的化學方程式為
_______________________。
7
中 考 創 新 練
2KClO3 2KCl+3O2↑
(2)裝置中儀器X的名稱為________。收集干燥氧氣應選取的收集裝置為___(填字母)。
(3)搭建如圖乙所示的裝置時,需要調整試管的
傾斜角度,可松開____(填“K1”“K2”或“K3”)
處的螺絲,待調整后再擰緊。
(4)實驗結束時,下列兩步操作中先進行的
是___(填字母)。
a.移走并熄滅儀器X
b.斷開試管與洗氣瓶之間的連接
C
7
酒精燈
K2
b
Ⅱ.某款家用制氧機利用過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化錳同時加入水中制取氧氣。
已知:①過碳酸鈉易溶于水,遇水分解為Na2CO3和H2O2。
②H2O2可以將KI轉化為I2。
(5)制氧機制氧說明(部分)見下表,其中A劑、B劑的成分是過碳酸鈉或二氧化錳。
A劑 B劑 平均供氧量(毫升/分鐘) 供氧時間(分鐘)
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A劑的成分是__________。
②若突發缺氧性疾病,在呼叫救護的同時進行吸氧,應選擇的最佳配方是________。
7
過碳酸鈉
配方三
(6)按配方一在水中反應6小時后,無明顯氣泡產生。取反應后混合物進行下列實驗:
①將反應后混合物過濾,得到濾液和黑色濾渣。濾渣的成分為________。
②取少量濾液,向其中滴加足量鹽酸有大量氣體產生。該反應的化學方程式為__________________________________。
③另取少量濾液,滴加KI溶液,再滴加_____溶液,溶液變為藍色,證明濾液中仍含有H2O2。
A劑 B劑 平均供氧量(毫升/分鐘) 供氧時間(分鐘)
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
7
MnO2
淀粉
2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+

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