专题一 气体的制取与净化
请大家对比实验室制取O2、CO2、H2的实验室制法,补充相关内容,总结实验室制取气体的基本思路和方法:
气体名称氧气二氧化碳氢气
反应原理
药品过氧化氢(二氧化锰做催化剂)高锰酸钾、氯酸钾(二氧化锰做催化剂)大理石(或石灰石)与稀盐酸锌粒和稀硫酸
化学方程式H2O2
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2 ↑
___________________________________________________
发生装置
选择的依据①_________
②_________
收集装置
选择的依据①_________
②_________
操作步骤连、______、______、______、______、______
检验方法将带火星的木条_____集气瓶_____,木条复燃。将气体通入__________,________________
点燃,在火焰上方罩一干冷烧杯,发出_______色火焰,烧杯内壁有___________生成。
验满方法将带火星的木条_______集气瓶____,木条复燃。将带火星的木条_______集气瓶____,木条熄灭。
考点1:制取气体的基本思路和方法:
__________→___________→____________→检验方法→验满方法
典例1:(2013•湛江)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________,然后稍稍用力转动,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________(填字母序号,下同)。若要收集较纯的氧气,可选用的装置是________。
(4)①实验室也可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作发生装置,你认为选用装置C的优点是___________________________________________。
②也可以将注射器连接到装置B的导管口处,用来_______________。
【变式训练】
1、实验室如图所示实验装置:
已知氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水(1:700).在实验室中通常用加热固体氯化铵和氢氧化钙混合物来制取.试回答下列问题:
①实验室制取可以选用_________装置,收集可以选用_________装置。
②试写出实验室制取NH3的化学反应方程式:_________________________________
③如何检验收集的气体是NH3?试写出方法和结论:
____________________________________________________________________。
2、实验室制取的O2、CO2一定是纯净的吗?他们可能混有哪些杂质?怎样验证是否含有这些杂质?如何除去这些杂质以得到纯净干燥的气体?
气体可能混有的杂质检验这些杂质的方法除去这些杂质的方法
O2
CO2
典例2:用稀盐酸和锌粒反应制取氢气时,常常混有氯化氢、水蒸气等杂质。设计实验验证杂质并除去杂质,取得纯净干燥的氢气。
1、若先验证H2中混有的杂质,再除去这些杂质,以制备纯净干燥的H2,各仪器接口的连接顺序是(按接口字母)a→___________________;C装置作用是_______________,发生的现象是_________;D装置作用是____________,发生的现象是__________________。
2、若先除去H2中混有的杂质,再验证这些杂质是否除净,以制备纯净干燥的H2,各仪器接口的连接顺序是(按接口字母)a→__________________________________。
考点2:气体的净化:验证杂质、除去杂质、干燥
1、气体的验证(检验):
检验的气体方法现象
O2
H2O
CO2
CO
HCl
H2
【温馨提示】
(1)验证混合气体中水蒸气的一般顺序是___________验证水蒸气,________后验证其它杂质。
(2)验证H2时,要先除去__________;验证CO之前,要先除去__________。
2、气体的除杂
杂质气体所用试剂杂质气体所用试剂
CO2HCl
COO2
H2H2O
【温馨提示】
(1)基本思路:除去气体中的杂质,所选试剂只能吸收杂质气体,不能吸收待净化的气体,不能引入新的气体。
(2)除去混合气体中水蒸气的一般顺序是_______除去其它杂质,__________除去水蒸气。
3、气体的干燥
干燥的气体常用的干燥剂干燥的气体常用的干燥剂
CO2O2
HClH2
NH3CO
【温馨提示】
(1)选择气体干燥剂的原则是:干燥剂不能与___________发生反应。
(2)常见的干燥装置:
(3)常见的干燥剂:
1)液体酸性干燥剂:浓硫酸:可干燥O2、H2、CO、CO2、HCl等,不能干燥NH3
2)固体碱性干燥剂:碱石灰(CaO和NaOH)、NaOH、CaO:可干燥O2、H2、CO、NH3等,不能干燥CO2、SO2、HCl等
3 ) 固体中性干燥剂:无水氯化钙:除NH3以外的所有气体。
【变式训练】
(2012年 济宁)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气.某课题组同学为验证水煤气的成分,做了以下准备:
(一)资料收集:①H2+CuO Cu+H2O ②CO+CuO Cu+CO2
③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
(二)设计实验装置
请分析上面信息后回答:
①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是_______________________________;
②装置C的目的是___________________________,装置D的作用是____________________________;
③装置E内观察到的现象是_______________________________;
④实验中两次用到装置A,其目的分别是__________________________,________________________;
请你设计一种尾气处理方案:______________________________。
堂堂清测试
1、实验室常用下列装置来制取气体:
F G
(1)采用A装置制取气体时,反应物的状态和反应条件需满足什么要求 ;收集某气体能用E装置,由此推测该气体具有的性质是 。
(2)实验室用B装置可以制取的气体有 ,请写出制取其中一种气体的化学方程式 。
(3)实验室制取CO2气体是选用发生装置B,而制得的CO2气体中常含有少量HCl气体和水蒸气。为了制得纯净、干燥的CO2气体,可使用F、G装置除去HCl气体和水蒸气,则除杂装置的导管按气流方向连接顺序是:B接( )( )接( )( )接D(填导管接口数字)。
2、(2011•日照)下列装置用于实验室里CO2的制备、净化、检验,最后收集一瓶干燥的CO2.,请回答问题:
(1)对制取二氧化碳药品选择探究实验,记录如下:
组别药品实验现象
①碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中
从制取和角度分析,一般选择第____________(填序号)组药品,所发生反应化学方程式为
____________________________________________。
()把C、D中液体名称填入下表:
B(盐)C(碱)D(酸)
液体名称碳酸氢钠溶液_____________________
(3)B中反应化学方程式是_______________________________
(4)C中反应化学方程式是________________________________
(5)反应过程中将弹簧夹关闭,在A中看到现象是______________________________________
(6)E方法说明二氧化碳具有物理性质是_______________________________
3、(2012•槐荫区二模)如图所示为中常见气体、、和性质实验部分仪器,回答问题:(设过程中所有发生反应都恰好完全进行)
(1)若以石灰石和稀盐酸(盐酸有挥发性)为原料制取二氧化碳气体,现要制备并收集一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体①所选仪器连接顺序为______________________(填写仪器序号字母)②生成二氧化碳化学方程式为:____________________________________;③要除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体,请从NaOH溶液、水、AgNO3溶液中选择一种,并简述理由____________________。
(2)实验室制得的一氧化碳中常混有二氧化碳和水蒸气,欲用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体,某同学所选装置的连接顺序为:制得的一氧化碳气体→装置C→装置D→装置E→装置B(友情提示:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2)
①装置C的作用是_________________。②装置E中看到的现象是_______________________ 。
③该实验产生尾气会造成环境污染,请你写出处理尾气方法_______________________。