初中化学 初高中衔接专题知识讲座 气体的制取、净化和干燥 新人教版.doc

初高中化学衔接气体的制取、净化和干燥考点整合考点一 实验室制取气体的思路与方法实验室制备气体应从发生装置、收集装置、气体贮存三个方面考虑。1制取气体的原理：实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则；科学性，必须能通过化学反应制取所需气体。反应条件不能太苛刻，反应速度要适中，便于实验室操作，且也比较容易收集。价格要便宜2制取气体的装置：根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。如：（1）药品状态为固固，且反应需要加热的，可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。（2）药品状态为固液，且反应在常温下进行的，可选择实验室制二氧化碳的方法制取。3气体的收集装置：方法排水法向上排空气法向下排空气法用于收集难溶于水或不易溶于水气体用于收集密度大于空气的气体收集密度小于空气的气体装置图（集气瓶应垂直）量多量少导管伸到集气瓶口内导管伸到集气瓶底注意事项收集的气体较纯（含少量水蒸气）瓶口有大气泡向外冒出时集满收集的气体比排水法不纯（含少量空气）在瓶口处验满考点二 实验室制取气体的操作程序实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般程序是：组装仪器；一般按从左到右，从下到上的顺序进行；检查装置气密性；装药品；若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；准备收集装置；若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶装满水；制取气体；收集气体并验满；拆洗仪器。考点三 气体的干燥与净化1实验装置：常用的干燥及净化装置主要是：洗气瓶、干燥管和u形管浓硫酸 氯化钙 碱石灰2气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。如下表中常见气体的干燥剂。干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体浓硫酸h2、o2、co、hcl等中性或酸性气体碱性气体，如：nh3氯化钙h2、o2、co、hcl等绝大多数气体nh3除外氢氧化钠固体或生石灰h2、o2、co、n2、ch4、nh3等中、碱性气体不能干燥酸性气体，如：co2、so2、hcl、h2s等3气体的净化根据被净化的气体和杂质性质的差异来选择净化的方法和装置。原则：吸收剂只与杂质反应，不与待净化气体反应，不能引入新的杂质；吸收剂与杂质反应彻底、迅速；能用液体吸收剂的则不用固体吸收剂。在多种气体杂质共存时，要注意除杂顺序。选择吸收装置时，要注意进、出气体导管连接方法，若用洗瓶，注意“长进短出”，若用干燥管，注意“大进小出”。常见除去气体杂质的试剂如下表所示：除杂试剂可除去的气体杂质无水cuso4既能说明物质含有水，又能除去水，但实验中前者用它更多一些naoh固体吸收h2o和co2、hcl等酸性气体naoh溶液吸收co2、hcl等酸性气体ca(oh)2溶液证明co2气体存在，少量co2可用它吸收浓h2so4吸收水蒸气灼热cu网吸收o2灼热的cuo吸收h2、co应用示例类型之一 制取气体实验装置的选择例1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回答问题：(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。解析 此题考查了气体制取中装置选择的问题。反应物是固体，反应需要加热的选择a作为发生装置，固体和液体反应，反应在常温下进行的，选择b作为发生装置。收集密度比空气大的气体，选择c装置收集，收集密度比空气小的气体，选择e装置收集，收集难溶于水的气体，选择d收集。我们可用以上装置制取h2、o2或co2，且均能选择b作为发生装置，收集氢气可选择de收集，收集氧气可选择cd，收集二氧化碳只能选择c。在图2中，能起到控制反应速率的为，因为注射器能控制滴加速率。答案 酒精灯 长颈漏斗 (2)o2 b c(或d) 氧气密度比空气大(或氧气不易溶于水)(其他合理答案也可) (3)变式题：下列制取气体的方案，可以直接采用右图所示装置进行的是（ ）用h2o2和mno2制取o2 用caco3和稀盐酸制取co2用kclo3和mno2制取o2用zn和稀h2so4制取h2用na2co3和h2so4制取co2a b c d类型之二 实验操作的程序例2通过一年的化学学习，我们知道实验室中的组装仪器往往有多种用途。根据下图所示装置回答问题。（1）图中a装置常用于制氧气，其反应的化学方程式是_；除制氧气外，a装置还能进行另一个实验是_。（2）若用b装置对氧气进行干燥，则装置内放入的药品是_。若在b装置中盛满水，用排水法收集（瓶口向上）一瓶氧气，气体从_端（填字母“a”、“b”）通入。（3）某同学将实验室制得的二氧化碳通入装有澄清石灰水的b装置，始终未出现浑浊，原因可能是_（答一条即可）。解析 本题考查气体的制备实验。装置适用于反应物为固态，反应条件为加热的实验，若用于制氧气，其反应的化学方程式为：2kmno4 k2mno4+mno2+o2或 2kclo3 2kcl+3o2；a装置还能进行的另一个实验是碳酸氢铵受热分解。（2）b装置可用于干燥、检验、收集气体。若用b装置对氧气进行干燥，应加入的药品是浓硫酸，因为浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应；若在b装置中用排水法（瓶口向上）收集一瓶氧气，气体须从b端进入，这样便于水的排出。如果气体从a端进入，将b装置中的水排出，液面下降，水不能继续排出，所以气体须从b端进入。（3）用b装置检验co2，应长进短出，从a端进入，若澄清的石灰水始终不变浑浊，可能的原因是：实验所用盐酸浓度大，挥发出hcl气体，使得生成的co2气体中混有hcl气体。答案 （1）2kmno4k2mno4+mno2+o2 碳酸氢铵受热分解（2） 浓硫酸 b（3） 生成的co2气体中混有hcl气体变式题：以下是我们熟悉的实验室制取气体的发生装置、收集装置以及净化装置（装置中碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）。请根据装置图回答下列问题： (1)将装置中的固体加热时应先 ；若用装置净化气体，则气体应从 端通入（填“a”或“b”）。 （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，应选用的发生装置为 、收集装置为 （填装置的编号），过氧化氢溶液应从 中加入（填仪器名称），其中二氧化锰起 作用。 （3）实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气。通常情况下，氨气的密度比空气小且极易溶于水。若要制得干燥的氨气，则装置的连接顺序为 （填装置的编号）类型之三 气体的干燥与净化例3将n2 、co、hcl 三种混合气体依次通过naoh 溶液、浓硫酸、灼热的cuo，假设每次处理均能完全反应(或吸收)。则最后排出的气体是（ ）an2 、co bh2o (气)、n2 cn2 、co2 dhci、 co解析 本题考查酸、碱、盐及氧化物之间的相互反应，属于中档题。n2、co、hcl三种混合气体依次通过naoh溶液、浓硫酸、灼热的cuo时，发生的反应是： hcl + naoh = nacl +h2o co+ cuo 加热 cu + co2 故最后排出的气体是n2、co2。 答案 c变式题：某无色气体可能含有co、co、h中的一种或几种，依次进行以下实验(假设每步反应均完全进行)；通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积不变；通过灼热的cuo时，固体变成红色；通过白色cus04粉末时，粉末变成蓝色晶体；通人澄清石灰水中，石灰水变浑浊。下列判断正确的是（ ）a原混合气体中一定含有co、co、h2b原混合气体中一定没有co2，一定含有h和coc原混合气体中一定含有h和co，可能含有cod根据，可推断实验过程中一定有co生成类型之四 物质的除杂例4下列除杂质的方法不正确的是（ ）选项物质(括号内为杂质)除杂方法an2(o2)通过灼热的铜网bkcl(mno2)溶解、过滤、蒸发结晶cco2(水蒸气)通过盛浓硫酸的洗气瓶dcao(caco3)加入适量的稀盐酸解析 除杂质的原则是在除去杂质的同时不能引入新的杂质。n2中混有o2，因为氮气的化学性质稳定，故可通过灼热的铜网将氧气除去；因为kcl溶于水，而mno2不溶于水，故可采用溶解、过滤、蒸发结晶的方法；co2中混有水蒸气，应选择不与二氧化碳反应的干燥剂，故可选择浓硫酸；而cao中混有caco3，若选择稀盐酸，两种物质均能可稀盐酸反应，故不能选择稀盐酸，应选择高温煅烧的方法。答案 d变式题：下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是（括号内为杂质）（ ）anacl（na2co3） 加足量稀盐酸、蒸发、结晶bcacl2（caco3） 加足量稀硫酸、蒸发、结晶cfe（cu） 加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥dmno2（kcl） 加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥课时作业基础在线1下列实验室制气体的方案可以直接采用有图所示装置实施的是（ ）a用氯酸钾和二氧化锰制氧气 b用大理石和稀盐酸制二氧化碳 c用过氧化氢和二氧化锰制氧气 d用锌和稀硫酸制氢气2在实验室里制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（ ）采用mno2均可改变其反应速率 反应都不需加热都利用含氧化合物分解来达到目的 两种方法所需仪器相同a b c d 3某气体可能含有水蒸气、co、h2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置（ ）a甲、乙、丙 b丙、乙、甲c丙、甲、乙、丙 d丙、甲、丙、乙4以下各装置能完成相应实验的是（ ） a装置：高锰酸钾制氧气 b装置：由b进气收集o2或co2气体 c装置：制取氧气、氢气等气体 d装置：干燥，收集hcl气体5no是大气污染物之一，但少量的no在人体内具有扩张血管、增加记忆的功能。通常状况下，no密度比空气略大，极易与氧气反应，难溶于水。实验室收集no的装置是（ ） a b c d 6下图是同学们利用大可乐瓶设计的储气装置（铁架台未画出），以下说法不正确的是（ ）a.打开止水夹a、b，气体从d管导入储存在下面的瓶子里，水被压入上瓶b.取用气体时，可通过控制止水夹a 、b，靠水的重力方便地将气体排出c.气体被储存在装置中后，c导管也必须安装止水夹d.该装置也可作为实验室制取二氧化碳的发生装置7.实验室有下图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气。下列有关说法正确的是（ ）a.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂b.用过氧化氢溶液制取氧气时可用作发生装置c.可选用收集氧气d.用收集氧气时，应从导管a通入氧气8欲除去下列食物中混有的少量杂质（括号内为杂质），所选试剂正确的是a氮气（氧气）-木炭b氢氧化钠溶液（碳酸钠）-澄清石灰水c二氧化碳（一氧化碳）-氧气d氯化钾溶液（碳酸钾）-稀硫酸9下列除去杂质的方法中，正确的是选项物质（括号内为杂质）去除杂质的方法anacl溶液（na2co3）加入适量的cacl2溶液、过滤bcao（caco3）加水、过滤cfe（zn）加过量feso4溶液、过滤dhno3溶液（h2so4）加适量bacl2溶液、过滤10有一气体混合物含有二氧化碳、一氧化碳、氮气和水蒸汽四种气体，现进行如下操作，请判断所得气体的组成情况（假设每步反应都进行完全）。（1）依次通过naoh溶液、浓h2so4，最后得到的气体有（填化学式）；写出发生化学反应的方程式：。（2）依次通过浓h2so4、炽热的氧化铁粉末，最后得到的气体有（填化学式）；写出发生化学反应的方程式：。能力激活11根据下列实验装置图，回答问题：（1）写出标有序号的仪器名称：_，_；（2）在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，其中二氧化锰起_作用，发生反应的化学方程式为_；（3）实验室制取二氧化碳气体，应选择的发生装置为_（填写装置的字母代号，下同）；应选用的收集装置是_。检验二氧化碳是否收集满的方法是：将燃着的木条放在_，观察火焰是否熄灭。12 co2是目前大气中含量最高的一种温室气体，科学家正在研究分离出空气中的co2，然后在催化剂作用下将co2和h2反应合成汽油、甲醇等有机物。请回答以下问题：(1)实验室中可选用制取氢气的装置 。简述实验中将锌粒加入容器的方法是 。 (2)某同学设计右图装置分离co2和co。实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，让混合气体从导管口进入，所得纯净气体从导管c逸出(假设完全反应)，此时逸出的气体是 。混合气体通人完毕后，再关闭活塞a，打开活塞b，使分液漏斗中的稀硫酸进入广口瓶，此时逸出的气体是 。13利用下列仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）（1）把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有 （填字母）。写出发生反应的化学方程式 。这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有 的优点。（2）某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解反应的催化剂？”实验步骤和现象如下：他分别向两支试管中加入等质量等溶质质量分数的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快。将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干、称量。用称量后的固体重复步骤的实验，现象与步骤完全相同。 试回答：步骤中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有 （填字母）。步骤的实验目的是 。该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来 。14下图中的ae是化学实验中常用的几种装置，请按要求回答有关问题。（1）利用上图中a、c装置的组合可以制取的一种气体是 ；写出实验室制取该气体的化学方程式： 。（2）若实验室制取二氧化碳气体，应选用上图中装置的组合是 ；写出实验室制取二氧化碳气体的化学方程式： 。（3）写出实验室用锌与稀硫酸制取氢气的化学方程式： 。15请你根据提供的实验仪器和药品参与实验室气体制备的研究与实践。实验仪器如下图所示（导管、橡皮塞等未画出）： 实验药品：氯酸钾、5双氧水、大理石、稀盐酸、稀硫酸、高锰酸钾 【比较研究】 请填写下表制取气体反应物的状态反应条件收集方法和依据氧气固体加热排水集气法o2难溶于水二氧化碳固体和液体常温 【实践研究】（1）某同学选用a、c、d、f、j等组装制取和收集氧气的装置，该同学选用的药品是 。下列是该同学部分实验操作，其中不合理的是 。a先检查装置的气密性，后加药品 b先固定试管，后放置酒精灯c先将导管伸入集气瓶，后加热试管 d实验结束先将导管移出水面，后熄灭酒精灯（2）四位同学根据提供的实验仪器分别设计了下列四套制取和收集二氧化碳的装置。装固体的铜网兜可上下移动的铜丝 a b c d他们对设计的装置相互进行了交流评价。其中可能收集不到二氧化碳气体的装置是 ；能够使反应随时停止和发生的装置是 。发生装置-反应物状态和反应条件收集装置-气体密度、气体溶解性和 【反思小结】 气体制取和收集装置的选择依据答案例1变式题a 气体的制取装置选择依据是反应物的状态与反应条件，此题是固体与液体反应且生成的气体是不易溶于水的，氢气、氧气不易溶于水，二氧化碳可溶于水，符合答案的只有a。故选a.例2变式题答案 （1）预热或均匀加热 b （2） （或） 长颈漏斗 催化（3） （每空1分）解析 本题主要考查学生根据反应原理，反应物的状态、反应条件等重要信息决定选择反应的发生装置，以考查学生的迁移能力。其中需要注意的是干燥氨气时必须用碱石灰，而不能用浓硫酸来干燥，因为浓硫酸和会氨气发生化学反应。该题具有一定的综合性。例3变式题bd 由题分析当混合气体通过赤热的炭层后没有气体体积的变化，说明一定没有co2如果有产生的气体体积会增大。再通过灼伤的cuo时，固体变红说明一定有co、h2中的一种或二种，由无水硫酸铜变蓝说明一定有水生成，原通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊说明一定生成了二氧化碳。故答案为：bd。例4变式题ad 若向混有caco3的cacl2中加足量稀硫酸，会使反应后的溶液中混有caso4和h2so4，而h2so4又是一种高沸点的酸，用蒸发的方法不能除去；若向混有cu粉的fe粉中加入足量稀盐酸，反而会使fe粉被消耗；故b、c项中的除杂方法不正确，本题应选ad。课时作业1a 从装置上看反应需要加热，而b、c、d是固体与液体反应，不需加热，而氯酸钾和二氧化锰制氧气需加热，故选a。2a 过氧化氢和氯酸钾的分解都需作催化剂，但氯酸钾的分解需加热。3d 先利用丙中cuso4遇水变蓝证明有水蒸气，再将气体通入热的甲装置中，由于h2和co与cuo反应产生h2o和co2，证明有h2o生成通入丙装置，证明有co2生成通入乙装置。4ab 制取氢气、氧气时，长颈漏斗应插到液面以下，以防产生的气体漏掉；碱石灰是一咱碱性干燥剂能与hcl反应，应用浓h2so4干燥hcl气体。5b 由“no密度比空气略大，极易与氧气反应，难溶于水”可推知，收集no只能采用排水法。6.c c导管用于空气的进出，不必安装止水夹，储气时，打开止水夹a，b，气体从d管进入储存在下面的瓶子里，水被压入上瓶，空气从c管排出；取气时，可通过控制止水夹a，b，靠水的重力将所储气体排出，同时空气从c管进入，本题要求选择不正确的说法，c为正确选项，a、b均为错项。该装置可作为实验室制取二氧化碳的发生装置，下面的瓶中盛放石灰石，上面的瓶中盛放稀盐酸，可通过控制止水夹a，b来控制反应的进行和停止，d的说法正确，为错项。7.b 高锰酸钾受热不需用二氧化锰作催化剂就能够分解产生氧气；利用过氧化氢溶液制氧气时不需加热，因此可选用装置；氧气的密度比空气大，收集氧气不能用向下排空气法；用中装置收集氧气时，氧气应从b导管通入，将水沿a导管排出。本题只有b项中的说法正确。8b 解题的关键是知道用化学方法除杂时，选用一种物质能和杂质反应但不和主要物质反应，反应后生成物最好为主要物质及沉淀、气体等易与主要物质分离的物质，切忌不要带来新的杂质，同时注意可操作性。澄清的石灰水能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤除去碳酸钙，得到主要物质碳酸钠溶液，b为正确选项。氮气中混有少量氧气，氧气浓度太低，木炭无法在其中燃烧，故不能用木炭出去氮气中混有的氧气，应用灼热的通网，a为错项；二氧化碳中混有少量一氧化碳，不能用氧气除去，因为虽然一氧化碳能在氧气中燃烧，但二氧化碳不支持燃烧，反应无法进行，应选用灼热的氧化铜除杂，c为错项；稀硫酸能与碳酸钾反应生成硫酸钾、水和二氧化碳，生成的硫酸钾易溶于水，难与氯化钾溶液分离，d为错项。 9ac nacl溶液中混有na2co3，根据复分解反应的实质，我们可选择稀盐酸、氯化钙溶液或者氯化钡溶液将其除去；而cao中混有caco3，只能通过高温煅烧的方法，如果选择加水，cao会发生反应；fe中混有zn，根据金属活动性顺序，我们即可选择铁的亚铁盐溶液；hno3溶液中混有h2so4，我们只能选择ba(no3)2溶液将其除去。10答案 （1）co 和n2 ；co2 +2naoh = na2co3 + h2o （2）co2和n2 fe2o3 + 3co 2fe + 3co2解析 此题给定一些气体，根据气体的性质依次通过一定的物质进行化学反应最后剩余气体的分析，此题考查了化学方程式的书写，又考查了化合物之间反应的规律的理解。根据题意，使每种能反应的气体反应后得到剩余气体是什么。11答案 （1）试管 长颈漏斗 （2）催化 2h2o2 2h2o + o2 （3）b e 集气瓶口 解析 解答此题需要正确的了解和掌握气体制备装置选择的方法和要求；气体的验满方法根据气体的性质来选择。12答案 (1)bd 将锌粒放在容器口，然后将容器慢慢竖起 (2)co co2 解析 实验室制取氢气选择的药品是锌粒和稀硫酸，故应选择bd装置。将固体颗粒放入玻璃容器，为防止将容器打破，我们需将锌粒放在容器口，然后将容器慢慢竖起。将co2和co的混合气体通入氢氧化钠溶液中，co2能和氢氧化钠反应，故得到分离的气体是co；co2和氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠，我们将稀硫酸滴入，稀硫酸和碳酸钠反应又产生co2，co2又得到了分离。13答案 （1）a b d h 2h2o2 =2h2o + o2 可以得到平稳的氧气流、控制反应速率、节约药品等答对其中一点即给分 (2) f g h 证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变 实验开始没有称量红砖粉末的质量 解析 （1）固液反应，反