第15讲：气体的制取与净化

第16讲气体的制取与净化

1．初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。

2．初步学会常见气体(O2、CO2)的检验方法，并能描述实验现象。

3．初步学会常见气体的净化方法。1．实验室制取二氧化碳可以选用的发生装置是()。2．(泰州)已知同温同压下，气体的相对分子质量越小密度就越小，则下列气体中密度最小的是(）A．CH4B．COC．SO2D．N2BA3．下列有关“固—液反应，不需加热”的气体发生装置合理的是()。

解析：C中长颈漏斗的位置错误，应该插入到液面以下；D中用的是分液漏斗，正确。

答案：D4．（临沂)使用下图装置可以进行下列实验中的（）

A．锌与稀硫酸制取、收集氢气B．KClO3

与MnO2制取、收集氧气C．KMnO4制取、收集氧气D．过氧化氢溶液与MnO2

制取、收集氧气D(2)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为：__________________________________，若选择A和E装置制取并收集氧气，则要对A装置进行的改进是__________________，证明氧气已收集满的方法是_____________________________________________________________。(3)组装一套实验室制取并收集二氧化碳的装置，可选用图中__和__。(1)写出带有标号的仪器名称：a________，b________。集气瓶△E试管2KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑在试管口放一团棉花将一根带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明已收集满了B5．老师为同学们提供了如下实验装置：2KClO3=====2KCl＋3O2↑。(3)双氧水与二氧化锰：___________________________。一、实验室制取氧气1．反应原理△(1)加热高锰酸钾：__________________________________。(2)加热氯酸钾和二氧化锰的混合物_______________________________：MnO2△MnO22KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑2H2O2=====2H2O＋O2↑2．发生装置

加热高锰酸钾选装置________(填装置序号，下同)；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物选装置____________；二氧化锰催化双氧水分解选装置________。AAB3．收集装置向上排空气

收集氧气可以选择__________法收集，也可以选择________________法收集。

4．操作步骤(以加热高锰酸钾分解为例)熄灭酒精灯

______________________；装药品；固定装置；加热；____；将导气管移出水面；______________。排水检查装置气密性收集5．检验与验满(1)检验：用带火星的木条伸到集气瓶中，若______________，则表明是氧气。(2)验满：将带火星的木条________________，若木条复燃，则表明已集满。木条复燃伸到集气瓶口二、实验室制取二氧化碳1．原理稀盐酸

实验室用_________________和______制取二氧化碳，反应方程式为：_____________________________。 2．发生装置和收集装置大理石(或石灰石)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑3．操作步骤稀盐酸

检查装置气密性；装药品(先装________，后加________)；固定装置；收集；撤装置。

4．检验与验满

(1)检验：将产生的气体通入澄清石灰水，若__________________，表明是二氧化碳。

(2)验满：将燃着的木条________________，若木条立即熄灭，表明已集满。大理石石灰水变浑浊伸到集气瓶口固固加热型固液常温型装置装置A装置B适用气体O2、NH3CO2、O2、H2考点常见气体的制取【方法技巧】1．实验室制取气体的发生装置。排水法排空气法向上排空气法向下排空气法依据不与水反应，在水中的溶解度小不与空气中的物质反应，密度比 空气大不与空气中的物质反应，密度比 空气小装置适用气体O2、H2、CH4CO2、O2H2、NH3、CH42．实验室制取气体的收集装置。3.气体的净化、干燥与检验。(1)气体的净化。①气体净化的原则：不减少被净化的气体的量(但可以增加)；不引入新的杂质。②气体净化的方法。a．吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。b．转化法：通过化学反应，将杂质气体转化为所要得到的气体。吸收剂可除的气体杂质吸收剂可除的气体杂质水

可溶性气体HCl、NH3

等NaOH固 体CO2、HCl、H2O

无水CuSO4H2O碱石灰CO2、HCl、H2O灼热的铜网O2NaOH溶液CO2、HCl灼热的CuOH2、CO浓硫酸H2O③常见气体净化的吸收剂。(2)气体的干燥。

①干燥剂的选择原则：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体；碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体；干燥中性气体时，酸、碱性干燥剂均可。干燥装置的选择由干燥剂的状态决定。干燥剂可干燥气体不可干燥气体干燥装置名称或化学式酸碱 性状态浓硫酸酸性液态H2、N2、O2CO2、HCl、CH4、CO等NH3装置1

碱石灰

(固体NaOH、 生石灰)碱性固态H2、O2、N2 CH4、CO、

NH3

等CO2、SO2、

HCl装置2或 装置3无水CaCl2中性固态除NH3外所 有气体NH3装置2或 装置3②常见的干燥剂(装置见③)。

一般来说，固体 干燥剂选装置2或装置3，液体干燥剂选装置1。注 意：球形干燥管 要“大进小出”洗气瓶要“长进短出”装置1装置2装置3③常用干燥装置。(3)气体的制取、检验和净化中的“先”、“后”顺序。①制取气体时，先检查气密性，后装药品，先净化后收集。②检验气体时，先验水后验杂(其他气体杂质)。③净化气体时，先除杂后干燥。【例1】(广东)现有以下装置、仪器和药品。请根据要求回答问题：(1)写出仪器的名称：E________，F________。

(2)图A实验室制氧气的装置有两处错误，请改正错误：_________________；_____________________________。

(3)装置B中反应的化学方程式为：____________________________________________；把H与B组合，操作弹簧夹可以使反应停止或发生，还可以从“C至H”中选择仪器________(填序号)组装成一个可随时使反应发生或停止的装置；若用H2O2和MnO2制取O2，且能获得平稳的气流，应选E(或F)与________组合。(4)若用下图Ⅰ所示医用塑料袋排空气法收集H2，则H2导入端为________(填“a”或“b”)。

(5)用上图J所示矿泉水瓶可以证明CO2与NaOH溶液确实发生了反应，其现象是__________________，应做的对比实验是____________________________。

点拨：装置A的错误可以从是否试管口略向下倾斜和是否塞了棉花去考虑；多孔塑料板可以控制反应的反应和停止，分液漏斗主要是控制反应速率。答案：(1)试管锥形瓶(2)试管口应放一团棉花试管口应略低于试管底部CEHD(3)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑(4)b(5)矿泉水瓶变瘪(或扁)用等体积水重复上述实验【例2】(梅州)请根据下图所示实验装置回答问题。

(2)实验室若用装置A制取氧气，则发生反应的化学方程式____________________________ 选用高锰酸钾，则发生反应的化学方程式为：__________________________________，在试管口放一团棉花的作用是___________________________________________。(1)写出图中标号仪器的名称：a___________，b________。△长颈漏斗酒精灯2H2O2====2H2O＋O2↑MnO22KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑防止加热时高锰酸钾粉末进入导管

(3)实验室收集二氧化碳应选用装置______(填序号)。若收集某气体只能采用装置E，由此推测该气体具有的性质是________________________。

D溶于水且密度小于空气考点常见气体的制取1．(佛山)下列实验设计及气体流向(“→”表示)。气体流向)正确的是( A．干燥氨气

C．收集氨气B．收集氢气D．收集氧气C2．(广州)实验室常用排空气法收集干燥的气体。下图是两种简易的排空气集气装置。用编号填空：（1）实验室收集CO2

选用______，收集O2

用_____。

(2)如果要收集SO2应选用____，收集CH4

选用___。

A

AA

B

3．(清远)化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。结合下图中的实验装置回答问题：ABCDE(1)写出指定仪器的名称：①______，②_________。集气瓶

(2)实验室用无水醋酸钠固体、NaOH和碱石灰共热制取密度比空气小、难溶于水的甲烷： 碱石灰 CH3COONa＋NaOH=====CH4↑＋Na2CO3

_(填字母，下同)，可选用的

可选用的发生装置是_____收集装置是________。试管AD、E

(3)实验室可用B装置制取的气体是____(任答一种)，该反应的化学方程式为：________________________________，收集该气体的装置是_______。Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑D、EH2(4)实验室通常用如右图所示的洗气装置对氧气进行干燥，洗气瓶里面填装的药品可以是________。A．浓硫酸B．氢氧化钠溶液C．生石灰D．氯化钠固体A4．(肇庆)请根据下图回答问题。(1)仪器A的名称是________，仪器B的名称是______________。长颈漏斗

(2)用KClO3与MnO2混合制取和收集纯净的O2，应选用上图中的______(填序号)，反应的化学方程式：

_________________________

(3)实验室制取和收集CO2，应选用上图中的_____(填序号)，反应的化学方程式：__________________________________；如何检验已集满一瓶CO2气体：_____________________________________________________________。试管

ACDH2KClO3=====2KCl＋3O2↑MnO2ABEFCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑将燃着的木条伸到集气瓶口，若火焰熄灭，则已集满(4)右图为某同学组装的制取H2并还原CuO的实验装置。请你指出其中的错误：①_______________________；②__________________________；③_____________________________________________。长颈漏斗未插入液面下盛

CuO

的试管口未向下倾斜通H2

的导管未伸到装CuO的试管底部下图是化学实验中常用的几种装置。

请回答下列问题：（1）指出有编号的仪器名称：①

，②

。（2）利用上述A、D装置的组合可以制取的一种气体是

，写出实验室制取该产气体反应方程式：______________________。

（3）某同学欲收集一种难溶性气体，认为E装置可以代替B装置。请简述该同学应如何使用E装置？分液漏斗

集气瓶

O2

（或CO2）E装置充满水后正放，气体由b端进入。（或E装置充满水后倒放，气体由a端进入。）中考链接1.在下列中学化学实验常见的实验装置中:(1)请写出有标号仪器的名称：①___________；②__________。(2)若制取的一种气体是氧气，应选用的收集装置是____________(填序号，下同)。酒精灯试管C或D(3)在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，应选用的发生装置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用_________装置进行收集，以便将尾气吸收处理，避免造成大气污染。BE左右2.为了避免实验失败甚至造成严重后果，有些化学实验必须严格遵循操作的顺序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等气体时必须先检查装置的气密性，再向容器中装入药品。请你仿照示例填写下表中的空格：必须严格遵循操作顺序的实验先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等气体先检查装置的气密性再向容器中装入药品（1）先再（2）先再3.实验室用来制备和收集气体的部分装置为（1）①用高锰酸钾制备氧气，选用的发生装置为

（填序号）;

②选用该装置的理由是

。③使用该装置的注意事项之一是___________________。

④使用该装置还可完成的另一个实验的名称是________。

（2）①石灰石和稀盐酸反应制CO2气体，选用的收集装置为

（填序号）;

②能用该装置收集的气体必须具备的物理性质是

；

③要证明集气瓶内已经收集满二氧化碳气体，应该进行的操作和观察到的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；

④假若二氧化碳气体始终不能收集满，除装置漏气外，还可能的一种原因是

。丙密度比空气大用点燃的木条放在集气瓶口，木条熄灭4.实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性。⑴现选择合适的装置来制取并收集NH3，应该选择的发生装置是

，收集装置是_________。⑵若用湿润的红色石蕊试纸来检验NH3，产生的现象是______。ＡＤ湿润的红色石蕊试纸变成蓝色确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是（）A、反应所需的药品和条件B、实验装置C、气体的验证D、气体的用途下图是常用的制取气体的装置图：ABCDE（1）实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置可用

，还应该在试管口放

，目的是

，试管口

试管底，反应的文字表达式和化学方程式

，收集装置选

，若用C收集，实验结束时应先

再

。（2）利用双氧水、二氧化锰制取氧气可选用上述

作为发生装置，收集装置用

，发生反应的文字表达式和化学方程式为

,利用上述发生装置还能制取的气体是

，收集装置可以用

，反应的文字表达式和化学方程式是

。（3）连接好装置之后，我们要做的第一件事是

，方法是

当用D装置收集氧气或二氧化碳时，我们还要进行验满操作，怎样验满？根据制取的气体来选择发生装置：（1）锌和稀硫酸制氢气（）（2）加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物可得到氨气（）（3）硫化亚铁固体和稀盐酸混合可得到硫化氢气体（）AB对比下列两个气体发生装置，指出它们的各自的优点。1、便于随时添加液体

2、能控制反应的速度1、便于添加液体2、能控制反应的发生和停止选择下列合适的仪器组装制取二氧化碳的发生装置（有几种选择就写几种）。双孔塞单孔塞利用下列装置也可以用来收集气体，如果用该装置收集氧气、氢气，进气口分别是A还是B？水A.b导管口连接病人呼吸氧气的胶管。B.a导管连接供给氧气的钢瓶。C.b导管连接供给氧气的钢瓶。D.该装置可用来观察输出氧气的速度。下图所示装置，有洗气、储气等用途。医院在给病人输氧气时也利用了类似装置，以下说法不正确的是（）C甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。实验室通常加热无水醋酸钠和碱石灰反应制取甲烷气体，实验室可选择下图中的

和

组成制取甲烷气体的装置，若改变装置中的药品，还可以制取

。若用F收集甲烷气体，气体从

端（填“左、右”）进入。FO2、CO2的制取（复习）无变化滤纸条变红澄清石灰水变浑浊已知浓硫酸能干燥气体。如图所示，当A装置中产生的二氧化碳气体经过B中浓硫酸的干燥后，再通入以下装置：C干燥的浸有紫色石蕊试液的滤纸条；D潮湿的浸有紫色石蕊试液的滤纸条；E澄清石灰水，分别出现哪些现象？C：____________D：________________E：_____________

并说明原因。下图是化学实验中常用的几种装置。分液漏斗

集气瓶

O2

（或CO2）E装置充满水后正放，气体由b端进入。（或E装置充满水后倒放，气体由a端进入。）

请回答下列问题：（1）指出有编号的仪器名称：①

，②

。（2）利用上述A、D装置的组合可以制取的一种气体是

，写出实验室制取该产气体反应方程式：______________________。

（3）某同学欲收集一种难溶性气体，认为E装置可以代替B装置。请简述该同学应如何使用E装置？在下列中学化学实验常见的实验装置中:(1)请写出有标号仪器的名称：①___________；②__________。(2)若制取的一种气体是氧气，应选用的收集装置是____________(填序号，下同)。酒精灯试管C或D(3)在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，应选用的发生装置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用_________装置进行收集，以便将尾气吸收处理，避免造成大气污染。BE左右为了避免实验失败甚至造成严重后果，有些化学实验必须严格遵循操作的顺序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等气体时必须先检查装置的气密性，再向容器中装入药品。请你仿照示例填写下表中的空格：必须严格遵循操作顺序的实验先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等气体先检查装置的气密性再向容器中装入药品（1）先再（2）先再实验室用来制备和收集气体的部分装置为（1）①用高锰酸钾制备氧气，选用的发生装置为

（填序号）;

②选用该装置的理由是

。③使用该装置的注意事项之一是_______________。

④使用该装置还可完成的另一个实验的名称是。

（2）①石灰石和稀盐酸反应制CO2气体，选用的收集装置为

（填序号）;

②能用该装置收集的气体必须具备的物理性质是

；

③要证明集气瓶内已经收集满二氧化碳气体，应该进行的操作和观察到的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；