初中化学常见气体的制取.pdf

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1、弘毅教育 VIP 一对一教学方案（穆展鸿） 课时数： 2 课时 （第 4 次）主讲人：解老师 教学内容：初中化学常见气体的制取 重要考点： 学科王 一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取和工业制取 气 体氧气（ O2）二氧化碳（ CO2）氢气（ H2） 制备药品 过氧化氢溶液 和二氧化锰 高锰酸钾 氯酸钾和 二氧化锰 大理石（或石灰石） 和稀盐酸 锌粒和稀硫酸 反应原理 2H2O2 MnO2 2H2O+O2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3 2KCl+3O2 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 反应类型 分解反应复分解反应

2、 置换反应 反应物状态固体与液体混合固体与固体混合固体与液体混合固体与液体混合 反应条件不需加热加热不需加热不需加热 发生装置 气体溶解性不易溶于水能溶于水难溶于水 气体密度密度比空气密度大密度比空气密度大密度比空气密度小 收集装置 （纯净的）或（干燥的） （唯一的） 或 净 化可用浓硫酸或碱石灰干燥 用 NaHCO3溶液除去 HCl， 用浓硫酸干燥 用 NaOH 溶液除去 HCl 杂质，用浓硫酸干燥 收集方法排水法、向上排空气法只能用向上排空气法排水法或、 下排空气法 检验方法 将带火星的木条插入集气瓶内，若木条复燃， 说明是氧气。 将气体通入澄清的石灰水， 若澄清的石灰水变浑浊， 说明是二

3、氧化碳 点燃气体，检 验其生成产物。 淡蓝色火焰， 生成 H2O 验满或验纯 用向上排空气法收集时，将带火星的木条靠近 集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。 用排水法收集时，集气瓶口有气泡冒出。 将燃着的木条靠近集气瓶 口，若木条熄灭，说明已收 集满。 用拇指堵住倒置已收 集满氢气的试管， 靠近 火焰后移开手指， 若听 到“噗”的一声，说明 已纯。 MnO2 b a 注意事项 先检查装置的 气密性 用排水法收集时， 待气泡连续均匀排 出时才收集 导管置集气瓶口 先检查装置气密性 试管口略向下倾斜 试管口放一团棉花 先移出导气管，后 停止加热，以防倒吸 正放 不能用稀硫酸，因反应 生成CaSO4

4、附着在大理石 表面，阻止反应继续进行。 长颈漏斗的末端应插到 液体中（分液漏斗不强调） 正放保存 先检查装置气密性 先验纯再收集 不能用浓硫酸 长颈漏斗的末端应 插到液体中 倒放保存 工业制取 分离液态空气 ( 依氧气和氮气的沸点不同) 加压、蒸发物理变化。 高温煅烧石灰石 CaCO3CO2+ CaO 分离水煤气H2和 CO 注明：1. 固液不加热装置凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图、 、。 学科王 2. 固固加热装置凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图。 二、气体的净化与干燥 1. 除杂原则：不能引入新的气体杂质；不能减少被净化气体的量。 2. 除杂原理

5、：（碱石灰是由CaO 固体和 NaOH 固体组成的混合物） 。 3. 干燥剂的选择： （干燥原则：干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应）。 干燥装置洗气瓶（盛液体）干燥管（固体干燥剂）U 形管（固体干燥剂） 仪 器 干燥剂浓硫酸 固体 NaOH 、 生石 (CaO)、 碱石灰等 无水 CaCl2、 无水硫酸铜 （CuSO4） 固 NaOH、 生石（ CaO） 、 碱石灰等 无水 CaCl2、 无水硫酸铜 （CuSO4） 能干燥 的气体 SO2、 CO2、 HCl； H2、O2、CO、 N2、CH4 NH3； H2、O2、CO、 N2、CH4 SO2、 CO2、 HCl ； H2、O2、CO、 N

6、2、CH4 NH3； H2、O2、CO、 N2、CH4 SO2、 CO2、 HCl ； H2、O2、CO、 N2、CH4 不能干燥 的气体 NH3 SO2、CO2、 HCl NH3 SO2、CO2、 HCl NH3 4. 常见吸收剂及能吸收的气体： 吸收剂吸收的气体吸收剂吸收的气体 水HCl 、NH3 NaOH 溶液或石灰水HCl 、CO2 碱石灰 (NaOH 和 CaO) CO2、水蒸气、 HCl 灼热铜丝或铁丝O2 浓硫酸、无水CuSO4 H2O 灼热氧化铜CO、H2 5. 尾气的吸收及处理环保意识 . 溶液吸收：如CO2、SO2、HCl 、NH3等可用NaOH 溶液吸收（极易溶气体要防止

7、倒 吸） 。 . 点燃处理：如CO、 CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃。 . 气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。 . 防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。 6. “万能瓶”的几种主要用途： (1). 集气： （贮气） 学科王 如瓶中为空气，即用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体从a 管进， 密度小的 无水硫酸铜 （遇水变蓝） Fe2O3 CO 澄清的 石灰水 纯净的氢气 干燥的 烧杯 从 b 管进。 若瓶中为水，即用排水法收集气体时，气体从b 管进。 (2). 洗气： （长入短出）瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。 (3). 量气

8、： （短入长出） 瓶内装满水，气体从b 端进入， a 端接量筒，通过测量量筒内水的体积从而测得生成 气体的体积。 (4). 安全瓶：（长入短出） 点燃可燃气体时，瓶内装少量水，将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。 注明：气体的性质决定收集的方法 收集法排水集气法向上排空气法排空气法 实验图 气 体 性 质 适用不易溶于水、难溶于水 且不与水发生反应的气体。 适用不跟空气发生反应 且密度比空气大的气体。 适用不跟空气发生反应 且密度比空气小的气体。 三、常见气体的性质和用途： （一）重要的三种气体：氢气、氧气、二氧化碳 1. 物理性质： 三大气体颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色

9、无味气体 比空气小难溶于水 O2无色无味气体比空气大不易溶于水 CO2 无色无味气体 比空气大能溶于水 2. 化学性质： H2 . 可燃性. 还原性 2H2+ O22H2O H2+ CuO Cu + H2O O2 . 与金属反应. 与非金属反应. 与化合物反应 2Mg+ O22MgO 3Fe+ 2O2Fe3O4 C+ O2CO2 S+ O2SO2 4P+ 5O22P2O5 CH4+2O2CO2+ 2H2O C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2CO+ O22CO2 CO2 . 与水反应. 与石灰水反应 . 与碳反应 CO2+ H2OH2CO3CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O CO2

10、+ C2CO 3. 用途的比较： 氢气用途氧气用途二氧化碳用途 填充气球 高能燃料 冶炼重要金属 支持燃烧 供给呼吸 用于炼钢 灭火 作工业原料（制饮料、纯碱、化肥等） “干冰”用于人工降雨 植物的光合作用 （二）具有可燃性的三种气体：氢气、一氧化碳、甲烷 1. 物理性质： 颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色无味气体 比空气小难溶于水 CO无色无味气体比空气略小难溶于水 CH4 无色无味气体 比空气小难溶于水 2. 化学性质（可燃性） ： H2可燃性H2、CO、CH4的检验 H2、NH3、CH4O2、 CO2 O2、H2、CO、CH4 2H2+ O22H2O 点燃后，在火焰上方罩一干

11、冷的小烧杯，烧杯内壁 没有水雾，该气体是CO ；在火焰上方罩一 内壁附有澄清石灰水的小烧杯，石灰水变浑浊， 该气体是CH4 ；另一气体就是H2。 CO 2CO+ O22CO2 CH4 CH4+2O2CO2+ 2H2O （三）具有可燃性和还原性的三种物质：氢气、一氧化碳、碳 1. 物理性质： 颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色无味气体比空气小难溶于水 CO无色无味气体 比空气略小难溶于水 C 金刚石和石墨的物理性质不同，是因为它们中的碳原子的排列方式不同。 金刚石和石墨是由碳元素组成的碳单质的物质； 它们的物理性质不同， 但化学性质相同。 （填：相同、不同） 2. 化学性质： H2 .

12、 可燃性 . 还原性 2H2+ O22H2O H2+ CuO Cu+ H2O CO 2CO+ O22CO2 CO+ CuO Cu + CO2 CC+ O2CO2 C+2CuO2Cu+CO2 解题策略指导 学科王 一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。 除杂和干燥的先后顺序：若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；若用加热 装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。 洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序：用洗气瓶除杂和干燥时，气体应长进短出； 用球型干燥管除杂或干燥时，气体应大进（即大管口进气）小出（即小管口出气），以利于 气体充分干燥。 检验多种气体的先后顺序：有多种气体需

13、要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的 干扰。 如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水 （用无水硫酸铜检验） ， 后检验二氧化碳（用澄清石灰水检验），最后干燥水（用浓硫酸干燥）。 记住常见物质的特征反应：CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇H2O 变 蓝。要验证 H2和 CO 等还原性气体， 可先将净化后的气体通过灼热的CuO，再检验其产物。 检验 H2的存在是通过其与CuO 反应生成 H2O， 检验 H2O 时一定要将产物先通过无水 CuSO4 检验。要验证 CO 和 CO2的混合气体， 可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的CuO， 再检验 CO。 教学过程

14、 1、三大气体的制取方法 氧气二氧化碳氢气 反 应 原 理 发 生 装 置(理由） 收 集 装 置 （ 理 由） 验 满 方 法 检 验 方 法 2、注意事项： （1）加热高锰酸钾制取氧气中应该注意的问题 a、步骤：查装定点收离熄 b、注意点试管口略向下倾斜：防止 药品平铺在试管的底部：均匀受热 铁夹夹在离管口约1/3 处 导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出 试管口应放一团棉花： 排水法收集时，时开始收集 （刚开始排出的是试管中的空气） 实验结束时，先再：防止。 （2）在使用长颈漏斗时，漏斗下端管口应该深入液面以下。 （3）用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部 3、实验室制取气体的思路和方法

15、 和决定气体的发生装置 气体的和决定气体收集装置 4、拓展延伸 （1） 、收集装置 用右图所示装置收集密度比空气大的气体（如氧气、 二氧化碳）时气体从进入，收集密度比空气小的气体（如 氢气）时气体从进入， 排水法收集气体时，气体从进入， （2） 、分别说出下列发生装置各有什么优点： 练习巩固 1. 根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题： （1）请写出图中标号仪器的名称： ；。 （2）实验室若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，二氧化锰起作用； 其中发生装置应选用，收集装置应选用。 （填 编号） （3）写出用A 装置制取氧气的化学方程式。 （4） 用 C 装置收集 CO2时， 检验 CO2

16、是否收集满的方法是。 （5）如选用E 装置来收集CO2，则气体应从端（填“ a”或“ b” ）进入。 2、某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下 列问题： A B C D E (1)写出图中标号仪器的名称：a ，b 。 (2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是(填上图字 母)，原因是 可选用 C 装置收集氧气，其原因是。 (3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)，应选择的发生装 置是(填上图字母 )。 3、某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。 （1）写出图中仪器a、 b 的名称a ， b

17、 。 （2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是。应选择的气体发 生装置是，气体收集装置是。 （3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是，应选择 的发生装置是，若用盛满水的F装置收集氧气， 应从导管（填或） 通入。 （4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的 固 体 混 合 物 的 方 法 制 取 甲 烷 ， 则 实 验 室 制 取 并 收 集 甲 烷 应 选 择 的 装 置 组 合 是。 4. 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。 （1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下： 组别药品实验现象 块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中

18、块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止 碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快 从制取 和收集的角度分析，一般选择第组药品，该组药品发生反应的化学方程式为 ； 不选择第组药品的原因是。 （2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你 认为他选择的依据是。 （3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。 验满方法是。 （4）气体检验。将燃着的木条深入集气瓶内，木条熄灭，因此他确定该气体是二氧化碳。 他的检验方法是否正确？请说明理由。 。 5、化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作 用分不开的。结合下列实验装置图

19、回答问题： ABCDE F 水 b 水 a A B C D E 图 1 图 2 (1)写出图中带标号仪器的名称：。 (2)若实验室对你开放，请从图1 中选择合适的装置，制取一种你熟悉的气体。你想制 取的气体是，选择的发生装置是(填序号，下同 )，选择的收 集装置是，选择此收集装置的理由是。 (3)装置 B 虽然操作简便， 但无法控制反应速率。请从图 2 中选取(填序号 )取代 B 中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的。 6. (2013 兰州市 )实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答： （1）指出编号仪器的名称：，。 （2）以上（从 A E 中选择）装置有一处明显的错误，请加以改

20、正。利 用改正后的装置继续完成后面的实验。 （3）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是（填字母），反应原理用化学方 程式表示为；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施 是；若使用C 装置收集氧气，实验结束时，应先从水槽中移出导 气管，再熄灭酒精灯，原因是。 （4）将 CO2和 CO 的混合气体通过F 装置（液体药品均足量） ，实验开始时关闭活塞b，打 开活塞a，广口瓶中观察到的现象是，此时从导管c 逸出的气体主要 是。一段时间后，再关闭活塞a，打开活塞b，将分液漏斗中的稀盐酸滴入广 口 瓶 中 ， 此 时 逸 出 的 气 体 主 要 是， 反 应 原 理 用 化 学 方 程 式 表 示

21、 为，欲收集该气体，应选择的装置是（填字母），验满的 方法是。 7. (2014 孝感市 )实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。 A B C D E F a b c 混合 气体 澄清的 石灰水 稀盐酸 （1）写出所指仪器名称。a ； （2）以上装置图中共有两处明显错误，请将改正的结果填在下列横线上：学科王 ；。 （3）实验室选用C 和 E 装置可以制取的气体是（填化学式） 。 （4）装置 B、C 都可以用来制取气体，比较这两个装置的不同，指出B 装置的一个突出优 点。 8. (2014娄底市 )通过一年的化学学习，相信你已掌握了实验室制取气体的有关知识。请结合 图示回答下

22、列问题。 （1）请写出图中标号a、b仪器的名称： a ；b 。 （2）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，发生反应的化学方程式 为，选用的发生装置是， （填装置序号，下同）收 集装置是。 （3）F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，在水面上放一层植物油的目的是， 植物油上方原有的空气对实验的结果（填 “ 有 ” 或“ 没有 ” ）明显影响。 9.（2014 沈阳市）实验室利用下图所示装置进行相关实验，请回答下列问题： （1）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填字母）；实验结束后，某 同学发现水槽中的水变成了浅紫红色，从实验操作角度分析其原因是； 若用 B 和 D 装置制取氧

23、气，B 中发生反应的化学方程式：。 （2）若要制取二氧化碳，选用的块状固体药品为；若用 F 装置检验二氧化碳， 应在其中装入适量的，出现现象时，证明有二氧化碳产生。 （3）若要制取氢气， 可以使用C 或 E 装置收集的原因是；若选用 F b a 装置代替 C 装置收集氢气，气体应从（填 “a”或“b”）导管口通入。 10 （2014 湛江市） 老师为同学们提供了如下实验装置： （1）写出仪器a，b 的名称 a是，b 是 （2）组装仪器时，将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，要先把玻璃管口，然后稍 稍用力旋转，将其插入 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填字母代号，下同） 若要

24、收集较纯的氧气，可选用的装置是 （4）实验室也可以选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B 中制取氧气，化学方程式 为若选用C 做发生装置，你认为选用装置C 的优点是 也可以将注射器连接到装置B 的导管口处，用来 11. （2014 成都市）下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。 A B C D E 请回答下列问题： （1）将 A、E 装置连接时，应将A 装置的导管a 与 E 装置的导管（选填 “b”或“c”）相 连接。检验E 装置中二氧化碳已收集满的方法是。 （2）将 A、B 装置连接， 观察到的现象是， 可验证二氧化碳的性质是。 （3）将 A、 C 装置连接，可验证二氧化

25、碳与氢氧化钙反应，该反应的化学方程式为： 。 （4）用 E 装置手机慢一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞， 将瓶中的气体沿D 装置烧杯左 侧内壁缓慢倒入， 观察到的现象时，这些现象 说明二氧化碳具有的物理性质，化学性质，。 12 （2014 锦州市）我们已经学过实验室制取气体的一般思路和方法，请利用下列装置回答 相关问题 大理石 稀盐酸 澄 清石灰紫色石蕊溶液 燃着的蜡烛 b c a （1）写出图一中a 和 b 的仪器名称：ab； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应原理是（用化 学方程式表示） 主要实验步骤有：固定装置装入药品加热检查装置的气密性收 集其正确操作顺序为（填编号）若要用排水法

26、收集一瓶较纯净的氧气，收集 的最佳时机是 （3）利用图一中的装置也可制取和收集二氧化碳气体，那么应选择的装置是，实验 室制取二氧化碳的化学方程式为 若要用图二装置收集二氧化碳 气体，则气体应从（填 c或 d）端通入 13我市中考化学实验操作考试有四道题：酸的化学性质；粗盐提纯；CO2的制取， 收集和验满；加热高锰酸钾制取氧气考试方法是由考生抽签确定考题小穆抽签后被 监考老师引导至准备了下列仪器和药品的试验台前 回答下列问题： （1）指出下图中仪器a 的名称；b 仪器的一种用途 是 （2）小穆抽到的是第个考题 （3）下列五个示意图是小穆完成实验的主要操作过程按评分标准，每项操作得1 分，满 分 5 分实验完毕后， 小敏得 3 分，造成他失分的操作是、（填序号） （4）第步操作中，如果气密性良好，观察到的现象是 （5）选用上述部分仪器，药品可另选，再补充一种仪器，则可完成另一个实验考题该考 题是第个考题，补充仪器的名称是