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】

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)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

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