2014年中考化学专题--气体的制备、检验与净化

1 20142014 年中考化学专题年中考化学专题 气体的制备 检验与净化气体的制备 检验与净化 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 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 排水法或向下排空气 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 MnO2 2 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 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 科王固固加热装置 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 2 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 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 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 HCl H2 O 2 CO N2 CH4 不能干燥 的气体 NH3 SO2 CO2 HCl NH3 SO2 CO2 HCl NH3 注明 注明 碱石灰是由 碱石灰是由 CaO 固体和固体和 NaOH 固体组成的混合物 固体组成的混合物 3 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 无水硫酸铜 遇水变蓝 3 b a 浓硫酸 无水 CuSO4H2O灼热氧化铜CO H2 4 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 6 万能瓶 的几种主要用途 1 集气 贮气 学科王注明 注明 气体的性质决定收集的方法 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 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 二氧化碳 一 重要的三种气体 氢气 氧气 二氧化碳 1 物理性质 H2无色无味气体 密度比空气 小 难 溶于水 O2无色无味气体 密度比空气 大 不易 溶于水 CO2无色无味气体 密度比空气 大 能 溶于水 2 化学性质 可燃性 还原性 H2 2H2 O22H2O H2 CuO Cu H2O O2 与金属反应 与非金属反应 与化合物反应 Fe2O3 CO 澄清的 石灰水 纯净的氢气 干燥的 烧杯 H2 NH3 CH 4 O2 C O2 O2 H2 CO CH 4 4 2Mg 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 填充气球 高能燃料 冶炼重要金属 氧气用途 支持燃烧 供给呼吸 用于炼钢 二氧化碳 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 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 5 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 例题解析 1 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 加热氯 化铵 NH4Cl 和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气 同时生成氯化钙和水 回答下列 问题 1 实验室制取氨气的化学方程式为 最好选用下图 选填装置 A B C D 气体发生装置制取氨气 2 欲制得氨 气 氨气溶于水 且能避免倒吸 最好在其发生装置后连接下图 装置 选填 E 或 F 2 实验室用下图所示装置的部分或全部组合后完成如下实验 请回答下列问题 1 小明要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐 他将 A 装置中的导气管 a 与 C 装置中的 导气管 相连 当装置 C 中产生 的现象时即达到实验 目的 2 若将 A 装置中的药品换成稀硫酸和锌粒 产生的 H2经干燥后用 D 装置收集 当 D 装置的瓶口向下时 导管口的连接顺序应是 a 3 B 装置中使用过的浓硫酸稀释后 还可以用作它用 用烧杯稀释浓硫酸时 应向 烧杯中倒入的物质是 3 在实验室中 同学们用如下装置制取纯净的 CO2 下列说法不正确的是 d e A B C D 6 查阅资料 饱和碳酸氢钠溶液可以吸收 HCl 而不吸收 CO2 A 中固体反应物也可用 Na2CO3代替 B 中没有白色沉淀产生 说明 CO2气体中已经不混有 HCl 气体 C 中浓 H2SO4的作用是吸收 CO2气体中混有的 H2O D 将燃着的小木条放在 中的集气瓶中 可以检验集气瓶是否收集满 CO2 思考 各装置的作用 巩固练习 1 下列选项中括号内物质为杂质 右边为除杂试剂 其中合理的是 A SO2 HCl 氢氧化钠溶液 B O2 H2O 浓硫酸 C H2 O2 灼热的氧化铜 D CO SO2 灼热的氧化铜 2 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 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 3 2013 南宁市 实验室部分仪器或装置如下图所示 请回答下列问题 A B C D E F b a c混合 气体 澄清的 石灰水 稀盐酸 7 1 实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体 发生装置可选择图中的 填仪器字母 进行组装 反应的化学方程式为 学科王 2 在制取过程中 小雨同学选用 F 装置收集二氧化碳 并用燃着的小木条放在瓶口验 证二氧化碳是否收集满 结果发现小木条始终不灭 说明该瓶气体没有集满 出现上述 情况的原因可能是 1 2 3 写出其中 3 条 3 采用上述方法制取的二氧化碳中常含有氯化氢气体和水蒸气 为获得纯净 干燥的 二氧化碳气体 可选用右图所示的 H 装置和 I 装置进行除杂和 干燥 导管口连接的正确顺序是 气体 F 4 在实验室中制取氢气 发生装置与制二氧化碳的相同 收集方法可采 用 填 向上 或 向下 排空气法 若用右图所示 J 装置采用 排空 气法 收集氢气 请在图中将导管补画完整 为了探究二氧化碳的性质 某同学设计了如图所示的实验 1 写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式 2 用注射器注入稀盐酸 一段时间后 可观察 到在 1 2 两处中有一处有明显的现象发生 该实 验现象是 3 3 处的澄清石灰水变浑浊 这是由于 的缘故 4 说出该改进装置的优点 写一条 某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品 在老师的指导下从下图中选择 装置进行了氧气的制备实验 学科王 8 A B C D E 1 写出仪器 a 的名称 2 甲同学从上图中选择 B E 装置的组合制取氧气 反应的化学方程式为 在用胶皮管连接装置 B 和 E 中的玻璃导管时 应先把玻璃管口 然后 稍稍用力把玻璃管插入胶皮管 收集气体前 应将集气瓶装满 并盖上 收集氧气还可选用的装置是 3 乙同学称取一定质量的 KMnO4固体放入大试管中 将温度控制在 250 加热制 取 O2 实验结束