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(共44張PPT)
專題六　氣體的制取、檢驗與凈化
氣體的制取
一、題目特點
該類試題常依托氣體的制備原理和性質,借助于化學實驗考查有關氧氣、CO2的實驗室制取及相關實驗操作流程,制取某種氣體原理的選擇與評價,收集裝置的選擇與依據,實驗操作順序及注意事項,裝置改進與實驗創新等,試題命題形式和命題角度靈活,多以選擇題和實驗探究題的形式呈現。
二、解題方法
解析該類試題的關鍵是了解氣體的制備原理,明確氣體的性質,依據基本的實驗技能進行解析。
1.原理選擇
不僅要看反應能否發生,還要考慮實驗室條件是否滿足、反應的速率是否適中及制取氣體的純度等。
2.發生裝置
(1)加熱固體制氣裝置
(2)固、液常溫接觸制氣裝置
優缺點:
A:制取少量氣體,若將試管換成錐形瓶可用于制取較多量的氣體。
B:可隨時添加液體,長頸漏斗下端管口要伸入液面以下。
C:可連續制取并控制反應速率,分液漏斗也可換成注射器。
D:可控制反應隨時停止或開始,下述裝置也能達到相同的實驗效果,長頸漏斗也可用分液漏斗代替。
3.收集裝置
(1)密度大于空氣且不與空氣中任何成分發生反應的氣體可用向上排氣法收集,如A圖所示;若用C圖裝置收集,則氣體由m端進入,空氣由n端
排出。
(2)密度小于空氣且不與空氣中任何成分發生反應的氣體可用向下排氣法收集,如B圖所示,若用C圖裝置收集,則氣體由n端通入,空氣由m端
排出。
(3)難溶于水且不與水反應的氣體可用排水法收集,如D圖所示,若用E裝置收集,則氣體應由a端通入,水從b端排出;若b端接量筒,則可測量收集的氣體體積。
“多功能瓶”收集氣體
圖示 操作目的 氣體進出方向
收集密度大于空氣的氣體 a進b出(長進短出)
收集密度小于空氣的氣體 b進a出(短進長出)
收集密度大于空氣的氣體 b進a出(短進長出)
收集密度小于空氣的氣體 a進b出(長進短出)
排水法收集氣體 b進a出(短進長出)
洗氣或干燥 a進b出(長進短出)
收集并測量氣體體積 a進b出(短進長出)
[例1](2023泰安)下列有關實驗室制取氣體的說法錯誤的是( )
A.裝置①可作為制取CO2的發生裝置
B.裝置①使用分液漏斗的優點是可以控制反應速率,節約藥品
C.裝置①③組合可以用來制取氧氣
D.裝置②干燥O2時,氣體由b管進a管出
D
氣體的檢驗與凈化
一、題目特點
該類試題依據氣體及雜質的性質,選擇不同的裝置與除雜試劑對氣體進行凈化處理,對收集的氣體進行檢驗和驗滿操作,以及檢驗氣體時的現象與原理等。
二、解題方法
了解制取氣體和雜質氣體的性質、各種除雜試劑的使用及除雜裝置的應用等是解析該類試題的關鍵。
1.常見氣體的檢驗方法(詳見專題二)
2.常見氣體的驗滿
(1)氧氣:將帶火星的木條放在集氣瓶口或導管口,若木條復燃則說明已集滿。
(2)二氧化碳:將燃燒的木條放在集氣瓶口或導管口,若木條熄滅則可證明已集滿。
(3)用排水法收集氣體時,若觀察到瓶口有大氣泡逸出,則說明瓶中已集滿氣體。
3.氣體的凈化
在實驗室制備的各種氣體中,常含有少量的酸霧、水蒸氣和其他氣體雜質,需經過凈化和干燥后才能得到純凈的氣體。
(1)依據:收集氣體與雜質氣體性質上的差異,如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性等。
(2)原則:不減少收集氣體、不引入新的氣體雜質、在密閉裝置內進行。
(3)裝置:常用的干燥及凈化裝置主要是洗氣瓶、干燥管、U形管及加熱固體裝置等。
(4)干燥試劑的選擇
選用干燥劑應根據氣體的性質和干燥劑的性質而定,其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分,而不能與氣體發生反應。
如下表中是常見氣體的干燥劑:
干燥劑 可干燥的氣體 不能干燥的氣體
濃硫酸 H2、O2、CO、HCl 等中、酸性氣體 堿性氣體,如NH3
無水氯化鈣 (CaCl2) H2、O2、CO、 CO2、HCl等 能干燥絕大多數氣體,NH3
除外
氫氧化鈉固 體或堿石灰 H2、O2、CO、NH3 等中、堿性氣體 酸性氣體,如CO2、SO2、HCl、H2S等
(5)氣體的凈化
①常見氣體的吸收試劑或物質
雜質氣體 吸收試劑或物質
O2 灼熱的Cu網
CO2 NaOH溶液
CO 先用灼熱的CuO或Fe2O3將其氧化為CO2,再用NaOH溶液吸收
HCl NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、AgNO3溶液等
H2O 濃H2SO4、無水CuSO4、NaOH固體或堿石灰(NaOH和CaO的固體混合物)等
②氣體的凈化順序:先除雜,后干燥。
③尾氣處理
A.原則:能充分吸收尾氣、不能倒吸。
B.常用裝置
(6)凈化裝置的組裝順序:一般應遵循制取氣體的裝置→除雜裝置→氣體干燥裝置→驗證氣體性質裝置→尾氣處理裝置。
[例2](2023深圳節選)已知H2與菱鐵礦(主要成分FeCO3,其他成分不參與反應)反應制成納米鐵粉。某小組進行探究并完成如下實驗:
查閱資料:①H2能與CuO反應生成H2O,H2O能使無水硫酸銅變藍;
②CO2與無水硫酸銅不反應。
(1)某同學探究反應后氣體成分,先將反應后氣體通入無水硫酸銅,無水硫酸銅變藍,證明氣體中含有　 　,再通入足量的澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,反應的化學方程式為　 　。(2)對剩余氣體成分進行以下猜想:
猜想一:H2。
猜想二:　 　。
猜想三:CO和H2。
濃H2SO4的作用:　 　。
水蒸氣(或H2O)
一氧化碳(或CO)
干燥氣體,防止影響氫氣的鑒別
甲中現象:　 。 乙中無水CuSO4變藍,丙中變渾濁 猜想　 　正確
固體由黑色變為亮紅色
三
1.(2023 荊州節選)實驗室制取氣體時,下列因素中,不需要考慮的是
( )
A.所要制取氣體的顏色
B.藥品容易獲得,能生成所要制取的氣體
C.反應條件易于控制,反應速率適中
D.操作簡便易行,安全可靠,節能環保
A
2.(2022日照)用如圖所示裝置制備氣體,并隨時控制反應的發生與停
止,下列所選試劑制備相應氣體合適的是( )
①用硫酸銅粉末與過氧化氫溶液混合制備O2
②用鋁片與稀鹽酸混合制備H2
③用高錳酸鉀固體制備O2
④用塊狀碳酸鈣與稀鹽酸混合制備CO2
⑤用氯酸鉀固體與二氧化錳固體混合制備O2
A.②④ B.①③⑤
C.①③④ D.②⑤
A
3.(2023上海金山區二模)下列實驗不能達到實驗目的的是(注:濃硫酸具有吸水性,常用來做干燥劑)( )
B
A.干燥CO2 B.收集O2 C.驗證CO2的性質 D.監測氣體流速
4.(2023西安一模)下列混合氣體(括號內氣體為雜質)能用如圖裝置進行除雜、干燥、收集的是( )
A.O2(CO2) B.H2(HCl)
C.CO2(HCl) D.CO2(CO)
B
5.(2023泰州姜堰區一模)實驗室里通過加熱熟石灰與氯化銨的固體混合物來制備氨氣。氨氣密度小于空氣,有刺激性氣味。下列氨氣的制備、干燥、收集、檢驗的操作正確的是( )
B
A.制取NH3　　　 B.干燥NH3 C.收集NH3　　　 D.檢驗NH3
6.(2023呼和浩特)下圖所示為實驗室常用的實驗裝置,請回答下列
問題:
(1)實驗小組用裝置A和E制取并收集O2,發生反應的化學方程式為
　 　,實驗結束時為防止倒吸應進行的操作是　 　;
先將導管從水槽中移出,然后再熄滅酒精燈
(2)實驗小組用石灰石和稀鹽酸制取并收集CO2,所選裝置的接口連接順序是　 　→e,其中D裝置的作用是　 　。
b→d→c
檢驗CO2氣體是否收集滿
7.化學是一門以實驗為基礎的自然科學,根據如圖所示裝置回答相關
問題。
(1)儀器①名稱為　 　;用A裝置給固體物質加熱時,試管口略向下傾斜的原因是　 　。
集氣瓶
A B C D E
防止冷凝水倒流引起試管炸裂
(2)實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣,反應的化學方程式為
　 　,可選擇的發生裝置為　 　(填字母);選擇用E裝置收集氧氣的理由是　 　;若用E裝置收集到的氧氣不純凈,原因可能是　 .
　(只寫一種)。
B
氧氣不易溶于水且不與水反應
導管口剛出現氣泡就開始收集(或集氣瓶未裝滿水等)
8.(2023通遼)請結合下列實驗裝置圖及所給信息回答問題。

已知:實驗室用乙酸鈉固體和堿石灰固體共熱制甲烷。甲烷是密度比空氣小,難溶于水,易燃,不與酸、堿發生化學反應的氣體。
(1)實驗室制取甲烷的發生裝置是　 　(填字母)。
(2)可選用　 　(填物質名稱,寫出一種即可)干燥甲烷。
(3)若用D裝置收集甲烷,應從導管口　　(填“a”或“b”)通入氣體。
(4)點燃實驗室制得的甲烷前要　 　。
C
濃硫酸(或堿石灰等合理即可)
b
檢驗純度
9.(2022呼和浩特)氣體的制取和性質是初中化學核心知識之一。結合以下常用實驗裝置回答相關問題。
A B C D E F G
(1)儀器①的名稱是　 　。
(2)實驗室用高錳酸鉀制氧氣應選用的發生裝置是　 　(填字母),反應的化學方程式為　 　。
長頸漏斗
A
10.請根據下列實驗裝置圖,回答有關問題:
A B C D E F G
(1)請寫出圖中儀器的名稱:a　 　;
(2)若用A裝置作為實驗室制取氧氣的發生裝置,反應的化學方程式是
　 　,若用D裝置收集,驗滿的方法是　 .
　;
酒精燈
把帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃則集滿
(3)實驗室可用　 　(填一個字母序號)裝置作為發生裝置制二氧化碳,該裝置的主要優點是　 .
　;
(4)若用G裝置收集一瓶干燥的某氣體,則該氣體不可能是　 　(填字母)。
a.CH4 b.H2
c.O2 d.CO2
B(或C)
可隨時添加液體藥品(或能夠控制反應的發生與停止)
ab
11.(2023赤峰紅山區模擬節選)化學是一門以實驗為基礎的學科。請結合下列實驗裝置圖回答問題。
(1)寫出儀器①的名稱:　 　。
(2)實驗室如用裝置B作為發生裝置制取干燥的O2,所需裝置的接口順序為　 　(填接口小寫字母),該反應的化學方程式為
　 　。
酒精燈
b、d、e、f
(3)某興趣小組用熟石灰與氯化銨固體混勻,共熱制備氨氣。
(已知:氨氣有刺激性氣味,密度比空氣小,極易溶于水)
制備氨氣時所需要的發生和收集裝置的組合是　 　(填字母)。檢驗氨氣收集滿的方法是　 .
　。
AE
將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍,說明瓶中已集滿氨氣
12.如圖是實驗室制取氣體的常用裝置,請回答下列問題:
(1)寫出儀器M的名稱:　 　。
(2)實驗室常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳,其反應的化學方程式為
　 　,應選用的發生裝置和收集裝置的組合為　 　(從A～E中選擇)。
錐形瓶
BD
(3)若用裝置A、F制取氧氣,按氣體流向,導管口連接順序為　 .
　,F裝置還可用于干燥氧氣,則需盛裝的干燥劑為　 　(填名稱)。
(4)某氣體只能用E裝置收集,則該氣體可能具有的性質為　 　(填序號)。
①能與空氣中的某物質反應
②密度與空氣的密度接近
③能與水反應
a→b(或a→b→c)
濃硫酸
①②
13.如圖是實驗室制取氣體的有關儀器和裝置,據圖回答下列問題。
A B C D
E F G H
(1)用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣,應選擇　 　 .
(從A～G中選擇,填字母,下同)組合裝置,反應的化學方程式為
　 　。
(2)實驗室制取二氧化碳,為了便于控制反應速率,組合發生裝置應選擇
　 　。將氣體通入H裝置(從m口進入),還可以進行許多實驗。下列實驗不能達到預期目的的是　 　(填序號)。
①收集二氧化碳;
②H中盛澄清石灰水,檢驗二氧化碳;
③H中盛滿水,n口連接量筒,測二氧化碳的體積;
④H中盛氫氧化鈉溶液,除去二氧化碳中的氯化氫氣體。
BEF
AC
③④
(3)小明同學設計一套實驗室制取二氧化碳的發生裝置(如圖),其突出優點是　 　。該發生裝置　 　(填“能”或“不能”)用于稀硫酸和鋅粒反應制氫氣。
可以控制反應的發生和停止
能
14.(2022通遼)請結合下列實驗裝置圖及所給信息回答問題。
A B C D E F
已知實驗室制取氣體的相關信息如下:
①鋅粒與稀硫酸反應制取H2。
②亞硫酸鈉固體和濃硫酸常溫下反應制取SO2,SO2是無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易溶于水。
③NH4Cl固體與Ca(OH)2固體共熱制取NH3。NH3是無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,極易溶于水。
(1)實驗室制取以上三種氣體,發生裝置可選用B的有　 　(填化學式)。
(2)實驗室制取H2的化學方程式為 　 　,可選用　 　(填字母,填所有可用裝置)收集H2。
(3)將SO2氣體通入紫色石蕊溶液中,看到液體變紅,說明SO2與水反應生成　 　(填物質類別),可用　 　(填試劑名稱)干燥SO2。
(4)實驗室制取并吸收多余NH3,裝置接口連接順序為　 　。
H2、SO2
D或F
酸
濃硫酸
a、e、d、f
15.(2023烏海一模)如圖是實驗室常用的部分實驗裝置。請按要求回答問題。
A B C D E F G
(1)寫出標號①的儀器名稱:　 　。
(2)用A裝置制取氧氣有一處明顯錯誤,請加以改正:　 .
　。寫出用改正后的裝置制取氧氣的化學方程
式:　 　。
長頸漏斗
試管口應略向下傾斜
(3)實驗室用加熱氯化銨和熟石灰固體混合物的方法制取氨氣。已知NH3是無色、有刺激性氣味的有毒氣體,極易溶于水且密度小于空氣,制取并吸收多余NH3,應選裝置連接順序是　 　(從A～G中選)。
(4)某同學利用混有少量CO2的CO還原Fe2O3,并驗證反應后的氣體產物?，F有如圖所示實驗裝置(可重復使用),按氣體從左到右的流向,裝置的正確連接順序是乙→　 　→丁。
AEG
甲→丙→甲
謝謝觀賞！

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