資源簡介

(共47張PPT)
第21講　氣體的實驗室制法研究
主題五 科學探究與化學實驗
第21講　氣體的實驗室制法研究
考試要求 1.氧氣、二氧化碳和氫氣的實驗室制取及檢驗、驗純(掌握、獨立操作)
2.運用簡單的裝置和方法制取某些氣體(應用、獨立操作)
3.形成化學實驗探究的一般思路與方法；建構模型(概括、應用)
近年考情 年份 廣東高頻考點 分值 廣州高頻考點 分值 題型
2021 氧氣的制取、二氧化碳的制取、氨氣的制取、多功能瓶使用 10 制取氧氣的化學方程式、裝置選擇 3 選擇題、實驗題
2022 氧氣的制取、裝置選擇 4 氣密性檢查的微觀解釋、二氧化碳制取的研究 10 選擇題、實驗題
2023 氧氣的制取、裝置選擇、氧氣的性質 7 氣體發生裝置、 氣體收集裝置 4 選擇題、實驗題
一、常見氣體的實驗室制法
(1)裝置 發生裝置 收集裝置
(2)選擇依據 ___________ ___________ _________ _________ _________ _________ 氣體密度比空氣的 _______且不與空氣中的成分發生反應 氣體密度比空氣的
　　　且不與空氣中的成分發生反應
(3)舉例 _______________________ ___________________ __________________ 氧氣、___ _________　　　
反應物為固體，需要加熱
反應物為固體(液體)和液體，不需要加熱
氣體不易溶于水，不與水發生反應
大
小
氧氣
二氧化碳
氫氣、
甲烷
氧氣、二氧
化碳、氫氣
氧氣、氫氣、
氮氣、甲烷　
二、常見氣體的檢驗與驗滿
(1)氣體 氧氣 二氧化碳
(2)檢驗方法 將 ，證明該氣體為氧氣 將　　　　　　　　　，證明該氣體為二氧化碳
(3)驗滿方法 將 ，證明已經收集滿 將 　，證明已經收集滿
(2)帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復燃　
氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁
(3)帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃　
燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅
三、多功能瓶的使用
(1)功能 排空氣法收集氣體 排水法收集氣體 氣體除雜、干燥、檢驗等
(2)裝置圖
(3)使用說明 ①密度比空氣的大的氣體從　　　　進(下沉)， 　　　　出； ②密度比空氣的小的氣體從　　　　進(上浮)， 　　　　出； ③若該多功能瓶倒放，則順序剛好　　 　 氣體從　　進(將水排出)。測量收集到的氣體的體積時，可在　　　導管端放一個 　　　　 進行除雜、干燥、檢驗時，氣體均從　　　　進(與液體接觸)
a
b
b
a
相反
d
c
量筒
f
【例題】(2023年中考題)如圖所示為實驗室制取某些氣體的裝置圖。回答下列問題。
(1)儀器a的用途是　　　　　　　　　　　。
(2)寫出用裝置B制取氧氣的化學方程式：　　　　　　　　　　，其基本反應類型是　　　　反應，裝置B相對于裝置C，其優點是
　 。
用于給物質加熱
分解　
可以控制反應的速率
(3)比較用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳與用過氧化氫溶液制取氧氣的實驗，兩者的共同點是　　　　(選填字母)。
a.發生裝置可以相同
b.都可以用二氧化錳作催化劑
c.完全反應后剩余固體成分相同
d.收集裝置可以相同
ad
(4)裝置A中試管口略向下傾斜的原因是 ________________________
　 。
(5)用裝置E收集氫氣時，開始收集的適宜時刻是 _________________
　 。
(6)氯化氫氣體具有刺激性氣味，極易溶于水，密度比空氣的大，實驗室可以用加熱氯化鈉固體和濃硫酸的混合物來制取，應選用的發生裝置是　　　(選填字母)。
防止加熱時冷凝水回流，
炸裂試管
導管口氣泡連續
均勻冒出時
D
點撥：此題考查了氣體制備的相關知識。學生要熟悉常見的氣體(氧氣、二氧化碳、氫氣)的實驗室制法，其中包括氣密性檢查的原理、選擇發生裝置(選擇依據、不同裝置的優缺點)、選擇收集裝置(選擇依據)、檢驗方法、驗滿方法、操作中的注意事項等。陌生氣體的制備方法需根據氣體制備的方法進行推演、類比、遷移，萬變不離其宗。
【變式訓練】(2023年天河區模擬題節選)CaH2是一種儲氫材料，是登山運動員常用的能源提供劑。某小組對CaH2的制備和性質進行探究。
【查閱資料】
Ⅰ.H2與鈣加熱可得CaH2，鈣、CaH2遇水均反應生成一種堿和一種可燃性氣體；
Ⅱ.堿石灰的主要成分為NaOH和CaO。
【探究】H2的制備(裝置如圖所示)
(1)儀器F的名稱是　　　　　　　。
(2)實驗室常用鋅和稀硫酸反應制取H2，從圖中選擇合適的儀器組裝一套H2發生裝置，要求能夠隨時控制反應的發生和停止，需要用到的儀器除了A外，還有　　　　　　(選填字母，若儀器需重復使用只填一次即可)。
酒精燈
DGH
1.氣體發生裝置與氣體收集裝置的考查是中考的常考點，審題時要注意，避免答非所問。氣體發生裝置是指產生氣體的裝置，要根據
　　　　　　　　　　　　　　來選擇；氣體收集裝置，只包含氣體的收集裝置部分。氣體制取裝置包含　　　　　　　　　　和
　　　　 　　　。
2.檢查裝置氣密性的要領：①密閉裝置；②　　　　　　　。
反應物狀態和反應條件
氣體發生裝置
氣體收集裝置
改變壓強
3.固(液)—液常溫型氣體發生裝置的評價問題。
常規裝置 改進裝置
氣體發生 裝置圖
常規裝置 改進裝置
評價 操作簡便 可以　　　 　　　　　 　　　　　 固(塊狀)液分離，　


隨時添加
液體藥品
可以通過控制液體的滴
加速率，從而控制反應
速率
可以隨時控制反
應的發生和停止
點撥：氣體的制取研究題型的解答，重在對原理的理解。根據不同的需要，裝置會在原來的基礎上進行改進，但萬變不離其宗。若需要控制反應速率，則需要控制液體的流速；若需要隨時控制反應的發生和停止，則需要使固液隨時可以分離。解題時可以尋找裝置圖是否具備上述特征。
1.(2022年廣州市)如圖所示，檢查裝置氣密性時觀察到導管口有氣泡冒出，對此現象的微觀解釋正確的是(　　)
A.裝置內氣體分子的數目增多
B.裝置內氣體分子的間隔變大
C.裝置內氣體分子的種類發生變化
D.裝置內氣體分子的大小發生變化
B
2.(2022年中考題)如圖1所示，實驗室常用裝置A、B、C制取氣體，裝置D、E收集氣體?；卮鹣铝袉栴}。
(1)裝置C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
　　　　　(選填字母，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，選用的發生裝置為　　　　　　　　　。
鐵架臺
CaCO3+2HCl ===CaCl2+H2O+CO2↑　
D
B
(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，選用的發生裝置為　　　　　，收集裝置為　　　　　。
(5)圖2裝置可用于收集某干燥的氣體。下列氣體中能用它收集的是
　　　　　(選填字母)。
a.O2　　　　b.CO2　　　　
c.H2　　　　d.CH4
C
E
a
3.(2022年中考題)圖1和圖2是實驗室制取氣體的常用裝置。
(1)寫出圖1中儀器a的名稱：　　　　　　。
(2)圖3是根據圖2設計的簡易制氧機簡圖，推斷A劑和B劑分別是
　　　 　　 　　，其基本反應類型是　　　　　　。
試管
過氧化氫溶液、二氧化錳
分解反應
4.(經典中考題)根據圖示，回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是　　　?。粓D中可用于加熱KClO3制取O2的裝置為　　　(選填字母)，反應的化學方程式為 　 。
漏斗
C
(2)若用鐵片與稀鹽酸在裝置A中制取H2，鐵片應放在 　 ；用裝置F收集H2時導入氣體的導管端為　　　　(選填“b”或“c”)；檢驗裝置D氣密性的方法是：用彈簧夾夾緊導管口的橡膠管后，
__________________________________________________________ ，則氣密性良好。
有孔塑料片上
c
向長頸漏斗中加水，將長頸漏斗下端口液封，若液柱保持穩定
(3)圖中可用于固液反應制取氣體的裝置中，不能使反應隨時發生或停止的裝置是　　　　(選填字母)，原因是反應過程中若用彈簧夾夾緊橡膠管后，____________________________________________
　 。
(4)若用過氧化氫溶液制取O2，最好選用裝置　　　　(選填字母)，把裝置F裝滿水，用排水法收集O2并測定氣體體積，應在　　　(選填“b”或“c”)端連接一個量筒。
B
不能分離固體和液體藥品，無法控制反應的發生
或停止
B
b
5.(2021年廣州市改編)探究不同催化劑催化效果的實驗方案：將等體積5%過氧化氫溶液加到不同催化劑中，比較用排水法收集50 mL氧氣的快慢。如圖所示，選擇合適的儀器(每種儀器限用一次)，組成該探究的完整實驗裝置。
(1)不需要用到的儀器是　　　　(選填字母)。
(2)用排水法收集氧氣的適宜時機是 ___________________________
　 。
(3)若用標有刻度的集氣瓶收集氧氣，當________________________　　　　　　　　　　　　時，停止用排水法收集氧氣；后續的操作是 ____________________
　 。
AE
當導管口有連續且均勻的氣泡
冒出時(或大量氣泡冒出時)
有氣泡從集氣瓶口冒出時
在水下用玻璃片蓋住
集氣瓶口，然后正放在桌面上
6.(2023年中考題)某興趣小組利用注射器進行如圖所示探究。回答下列問題。
(1)圖1：注射器完好，手能推動活塞，這是因為分子之間　　 　 。
(2)圖2：儀器a的名稱是　　　　　。用手向左推動注射器活塞，若觀察到 　 ，則裝置的氣密性良好。
有間隔
長頸漏斗
長頸漏斗中形成一段穩定的水柱
(3)圖3：實驗室制取CO2時，注射器中所裝的試劑為　　　　　，反應后無塊狀固體剩余，取反應后的溶液，滴加Na2CO3溶液，若觀察到 　 ，說明反應物剛好完全反應。
稀鹽酸
產生白色沉淀，無氣泡產生
1.(2022年廣州市)某化學興趣小組研究影響化學反應快慢的因素。
(1)如圖所示為實驗室中常用的儀器。
①儀器A的名稱是　　　　　　　　　　　　；
②從圖中選擇合適的儀器組裝一套CO2發生裝置，要求添加鹽酸無需拆開裝置，需要用到的儀器有　　　　　　(選填字母)。
長頸漏斗
ABD
(2)該小組的實驗設計和數據記錄如表所示。每個實驗均在反應開始后，就立即用排水法連續收集多瓶CO2；表中“—”表示氣泡太少，不再收集。
序號 反應物 收集每瓶氣體所用時間/s
鹽酸 濃度/% 鹽酸 體積/mL 大理石 形狀 第1瓶 第2瓶 第3瓶 第4瓶 第5瓶 第6瓶
實驗1 10 70 小顆粒 8 9 10 12 14 19
實驗2 塊狀 11 12 15 17 21 23
實驗3 7.5 70 小顆粒 10 12 13 15 17 26
實驗4 塊狀 t 14 16 19 22 24
實驗5 5 70 小顆粒 14 18 19 32 63 —
實驗6 塊狀 20 59 59 — — —
①該小組研究了哪些因素對反應快慢的影響？
。
②為了分析濃度對反應快慢的影響，可對比表中實驗　　　　(選填字母)。
A.2和3　　　　B.2和4　　　　C.4和5　　　　D.1和6
③根據實驗數據反映出的規律，表中數值t的合理范圍是_________　　　　鹽酸濃度、大理石形狀　
B
11　
14
(3)該小組在反應開始后立即收集第1瓶氣體，你認為該做法合理嗎？說出你的觀點并闡述理由：__________________________________
　 。
合理。每個實驗均在反應開始后，就
立即用排水法連續收集的，收集的空氣體積都一樣多
2.(2023年白云區模擬題) 化學產品制備正向著綠色、低碳、可持續的方向發展。
(1)工業制備硫酸銅的兩種方案的原理：Ⅰ.Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O；Ⅱ.2Cu+O2 2CuO，CuO+H2SO4 CuSO4+H2O。
已知濃硫酸含水2%，二氧化硫易溶于水?；卮鹣铝袉栴}。
①儀器a的名稱是　　　　　　　　。
②方案Ⅰ的發生裝置選擇　　　(選填字母，下同)，氣體收集裝置選擇　　　　。收集二氧化硫氣體的裝置后應增加尾氣吸收裝置，避免污染空氣，反應的化學方程式是 _________________________
　 。
③方案Ⅰ中100 g濃硫酸能制取　　　　　　g CuSO4。
鐵架臺
B
D
SO2+2NaOH ===Na2SO3+H2O
(答案合理即可)
80
(2)某興趣小組三位同學探究制備硫酸銅的新方案的原理：Ⅲ.Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O。他們將反應物混合，觀察到開始有少量氣泡，然后反應劇烈并產生大量氣泡，溶液呈藍色，試管發熱。逸出氣體能使帶火星木條復燃。他們對反應產生大量氣泡感到非常好奇，推測是某些因素加快了H2O2分解。甲同學認為是反應生成的CuSO4所導致，乙同學認為是反應放熱使溫度升高所導致。于是他們設計了如表所示實驗進行探究。
序號 試劑 溫度/℃ 現象
① 10 mL 30%H2O2、 1 mL 10%CuSO4 30 產生少量氣泡
② 10 mL 30%H2O2 　　　　　 無明顯現象
③ 10 mL 30%H2O2、 1 mL 10%CuSO4 80 產生較多氣泡
30
甲同學對比實驗①②認為自己的推測正確，請將表中實驗②補充完整。乙同學對比實驗　　　　　　(選填編號)認為自己的推測正確。丙同學分析甲、乙同學的實驗探究過程，得出結論：____________
　 。
①③
反應生成的
CuSO4和反應放熱使溫度升高都會加快H2O2分解
(3)綜合評價制備CuSO4的方案Ⅲ，下列說法正確的是　　　　(選填字母)。
A.Ⅲ比Ⅰ更環保、比Ⅱ更節能
B.消耗等質量銅，Ⅲ生成CuSO4最多
C.Ⅲ中有原料發生分解，降低了原料的利用率
AC
3.(經典中考題)現有如圖所示實驗裝置，回答下列問題。
(1)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，通常選用　　　　作為發生裝置，反應的化學方程式是 ；在固定試管時，若發現試管口沒有略向下傾斜，應調整鐵夾　　　　 (選填“A”“B”或“C”) 部位。若用裝置④收集氧氣，氣體應該從　　端導入。
(2)用塊狀固體和液體常溫下制取氣體時，用裝置③代替②裝置的優點是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
①
B
D
可以隨時控制反應的發生和停止
(3)觀察裝置③的反應，判斷氣體制取處于　　　　(選填“進行”或“停止”)中。
進行

展開更多......

收起↑