第二節(jié)  氣體的制備

【考點(diǎn)說(shuō)明】

學(xué)會(huì)氧氣、二氧化碳、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制備原理、制取的裝置(包括發(fā)生裝置、收集裝置)和藥品、操作步驟(包括儀器的組裝順序和操作順序)、和檢驗(yàn)(或驗(yàn)滿(mǎn)、驗(yàn)純)等基礎(chǔ)知識(shí)。

【知識(shí)整理】

1.實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置是根據(jù)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)(固體或液體),反應(yīng)條件(是否加熱)決定的；收集裝置是根據(jù)氣體的溶解性和密度決定的。

反應(yīng)物狀態(tài)

固體與固體混合

固體與液體混合

反應(yīng)條件

加熱

不需加熱

發(fā)生裝置

裝置A

裝置B

              

 

2.氧氣、二氧化碳和氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法和收集方法

 

氧氣

二氧化碳

氫氣

藥品

方案1：過(guò)氧化氫和二氧化錳

方案2：高錳酸鉀

大理石（或石灰石）和稀鹽酸

鋅粒和稀硫酸（或稀鹽酸）

化學(xué)反應(yīng)原理

方案1：2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑

方案2：2KMnO4 △  K2MnO4 + MnO2 + O2↑

CaCO3+2HCl   CaCl2

  +H2O+CO2↑

Zn+H2SO4  ZnSO4+H2↑

制得氣體在水中

的溶解性

氧氣不易溶于水

二氧化碳能溶于水

氫氣難溶于水

制得氣體的密度與空氣的比較

氧氣密度比空氣密度大

二氧化碳密度比空氣密度大

氫氣密度比空氣密度小

發(fā)生裝置

方案1制取氧氣使用上表裝置B

方案1制取氧氣使用上表裝置A

使用上表裝置B

使用上表裝置B

收集方法

排水法或向上排空氣法

向上排空氣法

排水法或向下排空氣法

檢驗(yàn)方法

將帶火星的木條插入集氣瓶?jī)?nèi)，若復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣

將氣體通入澄清的石灰水，若其變渾濁，說(shuō)明是二氧化碳

點(diǎn)燃該氣體，檢驗(yàn)其生成的產(chǎn)物

驗(yàn)滿(mǎn)或驗(yàn)純

將帶火星的木條靠近集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說(shuō)明已收集滿(mǎn)

將燃著的木條靠近集氣瓶口，若木條熄滅，說(shuō)明已收集滿(mǎn)

用拇指堵住倒置已收集滿(mǎn)氫氣的試管，靠近火焰移開(kāi)手指，若聽(tīng)到“噗”的一聲，說(shuō)明已純

【經(jīng)典例題】

例1  下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取CO2裝置圖，請(qǐng)指出圖中的錯(cuò)誤。

【分析】實(shí)驗(yàn)室中氣體制取裝置選擇的依據(jù)是：根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來(lái)選擇發(fā)生裝置；根據(jù)產(chǎn)生氣體的性質(zhì)選擇收集裝置。在上圖的發(fā)生裝置中，長(zhǎng)頸漏斗若不插入液面以下，產(chǎn)生的氣體會(huì)從漏斗口逸出，導(dǎo)氣管伸入液面以下，則不能導(dǎo)出產(chǎn)生的CO2氣體。上圖中收集裝置適合難溶于水的氣體，CO2能溶于水，且密度比空氣大，故只適宜采用向上排空氣法收集。

【答案】①發(fā)生裝置圖中：長(zhǎng)頸漏斗沒(méi)插入液面以下；導(dǎo)氣管伸人瓶?jī)?nèi)過(guò)長(zhǎng)。

   ②收集裝置圖中：不能用排水法收集，只能用向上排氣法收集。

例2       試根據(jù)下圖回答（A―G為接口代號(hào)，甲―戊為裝置代號(hào)）

(1)寫(xiě)出標(biāo)有數(shù)字的儀器名稱(chēng) ①               ②               。

　　(2)制取氫氣應(yīng)選用發(fā)生裝置               。除去氫氣中混有的少量水蒸氣應(yīng)選用裝置               ，除去氫氣中混有的少量氯化氫氣體應(yīng)選用的裝置              。

　　(3)用濃鹽酸跟鋅粒反應(yīng)制取并收集純凈的氫氣時(shí)，裝置的接口順序?yàn)?u>            。【分析】制取純凈的氫氣應(yīng)先除去氫氣中的氯化氫氣體后除去水蒸氣。相反操作氫氣中還混有水蒸氣。制出氣體后先除去氣體中的雜質(zhì)再干燥氣體。裝置接口時(shí)導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出。實(shí)驗(yàn)儀器連接步驟：氣體發(fā)生裝置―除雜質(zhì)裝置―干燥裝置―氣體收集裝置。凈化劑和干燥劑的選擇：原則是被凈化或干燥的氣體不與凈化劑和干燥劑反應(yīng)，也不能引入新雜質(zhì)。

【答案】(1)①試管  ②  酒精燈；(2)乙、丁、戊；(3)BGFDEC

 

【自主檢測(cè)】

一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）

1.實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，可選用的酸是                           （  ）

A.碳酸           B.硝酸           C.濃硫酸              D.稀硫酸

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2.下列四瓶氣體存放方法正確的是                                          （  ）

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3.已知在常溫下，一氧化氮是一種難溶于水的氣體，密度比空氣略大，與空氣中的氧氣迅速反應(yīng)生成二氧化氮。若要收集一瓶一氧化氮，下列采用方法中，正確的是     （  ）

A. 排水法                                                   B. 向上排空氣法  

C. 排水法或向上排空氣法                              D. 排水法或向下排空氣法

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4.在下圖裝置中，燒瓶中充滿(mǎn)干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶?jī)?nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開(kāi)彈簧夾p，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿(mǎn)燒瓶，則a和b分別是

 

a（干燥氣體）

b（液體）

A

N2

水

B

O2

飽和NaCl溶液

C

H2

稀鹽酸

D

CO2

NaOH溶液

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                                                                        （  ）

 

 

 

 

     

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5.集氣瓶被譽(yù)為“萬(wàn)能瓶”，如下圖裝置是其中的一種。當(dāng)被收集的氣體從a口進(jìn)入時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣從b口排出，相當(dāng)于向上排空氣法收集氣體。現(xiàn)若將被收集的氣體從b口進(jìn)入，則它可收集的氣體為：①H2   ②CH4   ③CO2                                                                   （  ）

A.只有①                        B.只有①和②

C.只有③                        D①②③均可

 

 

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二、簡(jiǎn)答題

6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問(wèn)題：

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⑴實(shí)驗(yàn)室用排空氣法收集氧氣可選用       裝置（用編號(hào)回答）。

⑵實(shí)驗(yàn)室用KMnO4制氧氣的反應(yīng)方程式為    　　　  　 　           　　　　。用KMnO4制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)試管破裂，原因可能是                       

                                                     （填操作失誤方面的原因）。

⑶可選用     裝置除去CO中混有的CO2(用編號(hào)回答)；該裝置中最好盛        溶液。

⑷實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水醋酸鈉固體和固體堿石灰加熱制取甲烷氣體。甲烷的密度比空氣小，不溶于水。制取甲烷的發(fā)生、收集裝置可選用           和              （用編號(hào)回答）。

⑸F裝置可收集和儲(chǔ)備氫氣，若用水將裝置中的氫氣排出，水應(yīng)從(填a或b)    端通入。

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7.實(shí)驗(yàn)室擺放著如下一排儀器；

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(1)儀器E的名稱(chēng)是____________，使用該儀器時(shí)應(yīng)當(dāng)注意(寫(xiě)一條即可)：        

                               ，可以用它直接加熱的儀器是(填序號(hào))________。

(2)你認(rèn)為利用上面給出的這些儀器能制取哪些氣體(寫(xiě)一種即可)_________。

假如小紅在實(shí)驗(yàn)室中利用上述儀器中的A，B，C，F(xiàn)，H去制取某種氣體，你猜她想制取的氣體是(寫(xiě)一種即可)____________________。

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8.某探險(xiǎn)家牽著自己的狗進(jìn)入一個(gè)山洞去探險(xiǎn)。當(dāng)走進(jìn)洞底時(shí)，他發(fā)現(xiàn)狗突然暈倒在地。試簡(jiǎn)要回答：

(1) 用你所學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋其原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

(2) 在采取了必要的安全措施后，他如何用最簡(jiǎn)單的方法收集一集氣瓶洞底的氣體帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

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9.小明同學(xué)在興趣小組活動(dòng)中準(zhǔn)備用右圖所示裝置制取氨氣，這時(shí)小華同學(xué)根據(jù)課外學(xué)到的知識(shí)，告訴小明：實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨與熟石灰固體混合物共熱制取氨氣，氨氣密度比空氣小，極易溶于水。在小華幫助下，小明知道了該裝置有幾處錯(cuò)誤。請(qǐng)你指出圖中裝置的錯(cuò)誤之處，并用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明如何改正，將答案填入下表。

 

錯(cuò)誤之處

應(yīng)如何改正

 

 

 

 

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10.被稱(chēng)為“生命之源”的水（H2O）和被稱(chēng)為“綠色氧化劑”的雙氧水（H2O2），都是由氫、氧兩種元素組成的化合物，通常情況下均為無(wú)色液體。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放日，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用下面的方法鑒別水和雙氧水兩瓶無(wú)色液體，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)有關(guān)內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①將等體積的兩種無(wú)色液體分別加入A、B兩個(gè)試管中。

②分別向A、B兩試管中同時(shí)加入等質(zhì)量（少量）的二氧化錳，觀察現(xiàn)象。

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A試管中無(wú)明顯現(xiàn)象

 

B試管中有氣泡產(chǎn)生

 

 

 

A試管中的無(wú)色液體是：

                ；

B試管中的無(wú)色液體是：

                ；

 

 

  （1）B試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                       

  （2）如何驗(yàn)證B試管中產(chǎn)生的氣體（寫(xiě)出操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論）？

                                                                              

 

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答案：1.D  2.B  3.A  4.D  5.B

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6.⑴D；⑵2KMnO4  △  K2MnO4 + MnO2 + O2↑；加熱時(shí)試管外壁有水珠、試管口未略向下傾斜、未預(yù)熱、加熱時(shí)燈芯碰到了試管壁、加熱后在從水槽中取出導(dǎo)管前熄滅了酒精燈等。；⑶F ；NaOH；⑷A和C 或 A和E。、⑸a

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7.(1)酒精燈  例如：要用外焰加熱等  B

(2)氧氣(或氫氣或二氧化碳)  氧氣(或氫氣)

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8.（1）洞底存在不能供給呼吸且密度比空氣密度大的氣體。

（2）在洞外把集氣瓶裝滿(mǎn)水蓋上玻璃片，拿到洞底，將水倒出后蓋上玻璃片。

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9.

錯(cuò)誤之處

應(yīng)如何改正

⑴試管a管口向上傾斜

⑵鐵夾夾的位置不對(duì)

⑶試管b管口向上

⑷試管b塞上橡皮塞

⑸反應(yīng)物沒(méi)有加熱

應(yīng)向下傾斜

應(yīng)夾在離試管口約1/3處

試管b管口應(yīng)向下

不應(yīng)塞橡皮塞，應(yīng)換棉花團(tuán)

應(yīng)添加酒精燈加熱

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10.H2O；H2O2  （1）2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑

   （2）用帶火星的木條放在試管口，復(fù)燃，證明是氧氣

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同步練習(xí)冊(cè)答案