初中化学常见气体的制取

弘毅教育弘毅教育VIP 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教学内容 初中化学常见气体的制取 重要考点 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一 氧气 二氧化碳 氢气的实验室制取和工业制取制取 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 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 弘毅教育弘毅教育VIP 2 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 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 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 H Cl H2 O2 CO N2 CH4 NH3 H2 O2 CO N2 CH4 SO2 CO2 H Cl H2 O2 CO N2 CH4 NH3 H2 O2 CO N2 CH4 SO2 CO2 H Cl 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 NH3NaOH 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 CuSO4H2O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 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 弘毅教育弘毅教育VIP 3 b a 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 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 三 常见气体的性质和用途 一 重要的三种气体 氢气 氧气 一 重要的三种气体 氢气 氧气 二氧化碳二氧化碳 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 可燃性 还原性 H2 2H2 O22H2O H2 CuO Cu H2O 与金属反应 与非金属反应 与化合物反应 O22Mg O22MgO 3Fe 2O2 Fe3O4 C O2CO2 S O2SO2 4P 5O22P2O5 CH4 2O2 CO2 2H2O C2H5OH 3O22CO2 3H2O 2CO O22CO2 与水反应 与石灰水反应 与碳反应 CO2 CO2 H2OH2CO3 CO2 Ca OH 2CaCO3 H2O CO2 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 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 NH3 CH 4 O2 C O2 O2 H2 CO CH 4 弘毅教育弘毅教育VIP 4 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 可燃性H2 CO CH4的检验 H2 2H2 O22H2O CO 2CO O22CO2 CH4 CH4 2O2 CO2 2H2O 点燃后 在火焰上方罩一干冷的小烧杯 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 三 具有可燃性和还原性的三种物质 氢气 一氧化碳 碳 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 可燃性 还原性 H2 2H2 O22H2O H2 CuO Cu H2O CO 2CO O22CO2 CO CuO Cu CO2 CC O2CO2C 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 弘毅教育弘毅教育VIP 5 教学过程教学过程 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 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 弘毅教育弘毅教育VIP 6 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 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是否收集满的方法是 弘毅教育弘毅教育VIP 7 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 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 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 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 ABCDE F 水 b 水 a ABCDE F 水 b 水 a 弘毅教育弘毅教育VIP 8 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回答问题 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 A B C D E F ab c 混合 气体 澄清的 石灰水 稀盐酸 弘毅教育弘毅教育VIP 9 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 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 b a 弘毅教育弘毅教育VIP 10 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 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