中考化学专题复习:气体的制取、收集和除杂.pdf
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1、 中考化学专题复习:气体的制取、收集和除杂-作者:_ -日期:_ -2-班级 姓名 学号 使用时间:2013 年 月 日 计划 专题五 科学探究 5.2 气体的制取、收集&除杂(2013 年版)【中考导航仪】中考说明 初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。解读考纲 围绕考纲我们应掌握如下要点:学会 H2、O2、CO2的实验室制备原理、制取的原理、装置(包括发生装置、收集装置)、操作步骤(包括仪器的组装顺序和操作顺序)、收集方法、检验(或验满、验纯)等基础知识。会根据所制取气体的反应原理和需要的反应物状态等性质选择气体发生装置,根据所制取气体的性质(水溶性、密度等)选择收集装置。考情回顾(江
2、西省)考点 年份 情况统计 气体的制取、收集&除杂 2012 年 20 题 9 分实验题 考查制取 CO2&O2以及 SO2的除杂 2011 年 25 题 5 分实验题 考查制取 O2&制得的 CO2除杂 2010 年 5 题 2 分单选题 考查实验室制备、收集、验满等的操作 2010 年 25 题 6 分实验题 考查实验室制取 CO2的药品&装置 2009 年 24 题 3 分分析题 考查除去 CO中的杂质气体 O2装置 命题预测 今年将继续考查初中化学要求掌握的三种常见气体(H2、O2、CO2)的制取、收集和除杂,分值约 6 分,题型主要是实验探究题。【教材放大镜】知识点一:气体实验室制法
3、的思路&方法 实验室制取气体的一般思路:药品反应原理收集方法使用仪器实验步骤验满方法或检验方法注意事项。【温馨提示】气体实验装置的设计 装置顺序:制气装置净化装置(除杂&干燥)收集装置除尾气装置 安装顺序:由下向上,由左向右 操作顺序:装配仪器检验气密性加入药品 1.反应原理的选择:即用什么做反应物,需在什么样的条件下进行反应。通常可用化学方程式表示。2.实验装置的确定 发生装置的选择(原则):根据要制取的气体所需的 (如常温、加热、加催化剂等)、反应物状态(药品)等来确定。固体+固体 气体(需要加热)a.试管口应稍向 倾斜;b.用排水集气法收集气体实验完毕后,应先 ,然后再 。固体+液体 气
4、体(不需要加热)a.若使用长颈漏斗,长颈漏斗导管下端应插入液体药品的液面下;b.块状固体应有适当大小,不能很碎,防止反应剧烈不易控制。固体+液体 气体(需要加热)收集装置的选择:选择依据 、以及是否能与水或空气反应来确定来选择。-3-收集装置 选择条件 注意事项 排水法:溶于水、水发生反应 集气瓶中的水需盛满,倒置时瓶底不得留有 。待气泡 地 冒出时方可收集气体若气泡冒出立即收集的气体会混有 。向上排空气法:密度比空气 、空气发生反应 伸入瓶中的长导管要接近 ,使瓶底的空气快速排出。向下排空气法:密度比空气 、空气发生反应 伸入瓶中的长导管要接近 ,使瓶底的空气快速排出。例如:现有 A、B、C
5、、D、E、F 六种装置(如下图):将实验室制取 O2、H2、和 CO2、应选用的发生和收集装置填入下表中(填装置图的字母代号,下同):制取气体 药品 发生装置 收集装置 氧气 氯酸钾和二氧化锰 高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰 二氧化碳 大理石和稀盐酸 氢气 锌粒和稀硫酸 A 或 B D 或 F 实验室做木炭还原氧化铜并检验生成的气体的实验时,应选用装置 和装置 连接,并对其中的 装置应做的改动是 。气体发生装置气密性的检验:归纳下列各装置图,检查气密性的原理。原理:例如:下列各图所示装置的气密性检查中,漏气的是()A B C D 3.气体的检验&鉴别 物质 检验试剂或方法或装置 反应现象 结论或
6、化学方程式 可去除的试剂 O2 带火星木条 木条 氧气能支持燃烧 灼热的铜网 CO2 澄清石灰水 澄清石灰水变 饱和 NaOH溶液 -4-CO 固体粉末:由 色 变 色;澄清石灰水变 。:灼热的氧化铜 H2 固体粉末:由 色 变 色;无水硫酸铜:由 色 变 色。:CuSO4+5H20=CuSO45H2O 灼热的氧化铜 H2O 无水硫酸铜:由 色 变 色。CuSO4+5H20=CuSO45H2O 浓硫酸、碱石灰、生石灰、NaOH固体 NH3 用湿润的红色石蕊试纸检验 试纸变蓝则说明是 NH3 NH3是碱性气体 水、酸液【温馨提示】先后顺序,所有气体先检验 H2O;有 CO2和 CO 时先检验 C
7、O2并吸收除去 CO2,再检验 CO;H2检验方法类似。知识点二:比较 O2、CO2、H2的实验室制法 A.B.C.D.E.气体 氧气(O2)氢气(H2)二氧化碳(CO2)药品 氯酸钾&二氧化锰;高锰酸钾;双氧水&二氧化锰。锌与稀硫酸 大理石(或石灰石)&稀盐酸 反应原理(方程式):实验 装置 固液常温型:固固加热型:固液常温型(启普发生器的简易装置):固液常温型:收集 方法 法(不易溶于水);向 排空气法(密度比空气大)法(不溶于水);向 排空气法(比空气小)向 排空气法(能溶于水,密度比空气大)检验 方法 将带 的木条伸入集气瓶 ,木条复燃 点燃,罩 的小烧杯,产生淡蓝色火焰;烧杯内壁有水
8、珠(生成物只有水)通入 ,石灰水变浑浊 验满 方法 用带 的木条靠近集气瓶 ,木条复燃,则说明已满 用 的木条靠近集气瓶 ,木条熄灭,则说明已满 实验操作步骤 检查装置气密性;装药品;固定试管;点燃酒精灯加热;收集;将导管撤离水槽;熄灭酒精灯 检查装置气密性;加药品;固定试管;验纯;收集 组装仪器;检查气密性;加大理石或石灰石;加稀盐酸;收集 注意 事项 导管口应略 倾斜;用高锰酸钾制取氧气时靠近管口处应塞一团疏松的 ;用排水法收集气体时,当气泡 、均匀的放出后再收集;排水法收集完后,先 ,长颈漏斗末端应 ;反应器中的导气管应刚露出橡皮塞即可;用向下排空气法收集气体时导管应伸到容器 ;不能用浓
9、硫酸、硝酸及浓盐不能用浓盐酸、硫酸代替稀盐酸;不能用纯的碳酸钠粉末、碳酸钙粉末代替大理石;长颈漏斗末端应应 ;用向上排空气法收集气体是 -5-AB C D 再 ;酸来制取氢气;气体必须验纯 导管应伸到容器底部 知识点三:气体的净化除杂&干燥【温馨提示】解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题,可参考下列规律:净化原则:a.不增:不能引入新的杂质;b.不减:所用试剂不能与被净化的气体发生反应。考虑顺序时,若采用溶液除杂,则先除杂后干燥。若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。接口的连接:洗气装置应“长进短出”;球形干燥管的连接一般是“大进小出”,且两口都应堵一团脱脂棉,防止干燥颗粒进入导气管;形
10、干燥管和玻璃管(盛装碳粉或氧化铜)则无特殊要求,一般按照仪器接口的字母顺序连接。尾气的处理,常采用吸收或点燃两种方法。1.气体的净化(除杂):吸收法:选择吸收剂原则是所选吸收剂只能吸收气体中的杂质气体,而不与气体发生反应。例如,除去 CO中混有的少量 CO2,可先用浓 NaOH溶液吸收 CO2,再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。吸收剂 吸收的气体杂质 吸收剂 吸收的气体杂质 水 可溶性气体:HCl、NH3等 NaOH 固体 CO2、HCl、H20 无水 CuSO4 H2O 碱石灰 CO2、HCl、H20 灼热的铜网 O2 NaOH 溶液 CO2、HCl 灼热的 CuO H2、CO 浓硫酸 H20
11、转化法:通过化学反应,将杂质气体转化为所要得到的气体。例如除去 CO2中的少量 CO,可将混合气体通过足量的灼热CuO,CO+CuO Cu+CO2。【温馨提示】实验室制取三大气体中常见的要除的杂质:制 O2要除的杂质:水蒸气(H2O)。【用浓硫酸干燥】制 H2要除的杂质(用盐酸和锌粒):水蒸气(H2O)、氯化氢气体(即 HCl,用稀硫酸没此杂质)。制 CO2要除的杂质:水蒸气(H2O)、氯化氢气体(HCl)。【用碳酸氢钠溶液&浓硫酸净化】2.气体的干燥:原则是所选干燥剂只吸收气体中的水蒸气,而不与气体发生反应。洗气瓶 干燥管 U 型管 玻璃管 常见的干燥剂:浓硫酸(用得最多最广泛)、生石灰、氢
12、氧化钠固体、碱石灰 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 常用装置 酸性干燥剂 浓 H2SO4 液态 酸性:CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2 等 中性:H2、O2、CH4、CO、N2等 NH3 A 碱性干燥剂 生石灰、碱石灰、固体 NaOH 固态 碱性:NH3;中性:H2、O2、CO、2、CH4 CO2、SO2、SO3、HCl气 B、C、D 中性干燥剂 无水 CaCl2 固 除 NH3以外的所有气体 NH3 B、C、D 注意:酸性气体(如 CO2、SO2、SO3、HCl等):不能用碱性干燥剂;碱性气体(如 NH3等):不能用酸性干燥剂如浓 H2SO4干燥 NH3;。中性气体(H2、O2、
13、CO、2、CH4等)。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂;能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用 CaCl2来干燥 NH3(因生成 CaCl28NH3)。常用干燥装置如下:装置类型 液体除杂剂(不加热)固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)示意图 3.尾气处理装置:方法 类别 特点 优点 装 -6-重点疑点讨论 1.采用固体和固体加热制取气体时,为什么发生装置的试管口要稍向下倾斜?用排水集气法收集气体实验完毕后为什么先把导气管从水槽中拿出后再熄灭酒精灯?2.液体和固体(或液体和液体)反应不加热制取气体时,若使用长颈漏斗,长颈漏斗导管下端为什么要插入液体药品的液面以下?3.不论是向上排气
14、法收集气体,还是向下排气法收集气体,为什么导管都应插到集气瓶的底部?用排水集气法收集气体,何时收集第一瓶气体最适宜?4.加热 KMnO4制氧气时,发生装置的试管口内为什么要放一团脱脂棉?5.怎样除去用盐酸与锌粒(或碳酸钙)反应制得的氢气(或二氧化碳)中常混有的少量氯化氢气体?【我的疑惑】请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来,待课堂上与老师和同学一起解决。【考点新突破】击破考点一:气体实验室制法的思路&方法 例题 1: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规律,请你结合下列装置完成下列问题:请写出在装置 B 中放入氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气的化学方程式。已知过氧
15、化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。如果在实验室中用 A 作气体发生装置,用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气,所选装置的正确连接顺序是(填写管口字母)。若只改变 A 装置中的药品,仍采用已连接的整套装置,还可以用来制取的气体是 。通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比,可总结出选择气体发生装置应考虑的因素有哪些?装置 A 和 C 都可以作为实验室制取氢气的发生装置,A 和 C 相比,具有哪些优点?(答出一条即可)分析集气体的制取、除杂质、证明和性质的实验于一体的综合性实验是中考的命题热点。解题要从反应的原理入手,根据反应物的状态及反应条件选择发生
16、装置,根据气体的性质选择收集装置。解答2KClO32KCl+3O2;adeh;CO2;反应物的状态和反应条件;控制反应的速率、节约药品、控制反应的发生与停止等。评价在气体的制备与性质的验证实验中,常将常见气体的性质进行对比整合,归纳其相同点,并注重其不同,加强知识的综合掌握,结合实验原理,实验装置对实验进行综合分析,形成科学的思维方法。气体的制备涉及到多种仪器之间的连接及操作的先后顺序,因此还要特别注意理解各操作之间的先后关系。击破考点二:比较 O2、CO2、H2的实验室制法 置 用溶液吸收 极易溶解的气体如NH3、HCl、HBr等 导气管连接了一个倒扣的漏斗,漏斗边缘浸入水中约 1mm2mm
17、 可防止水倒流入气体发生装置,又可增大吸收面积,利于气体充分溶解。它有自动调节气体发生装置内外压力趋于平衡的作用,即有自控倒吸作用。B法 气体的溶解度不太大,如Cl2、H2S等 A法 点燃 尾气 CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。回收 尾气 CO可用气球收集回收再利用 -7-例题 2:化学实验室里,老师给同学们准备了如下实验装置:小明同学用双氧水和二氧化锰反应来制取氧气,他应写出的化学方程式为 ,在这个反应中二氧化锰的作用是 ,选择的发生装置是 (填序号),能用 D收集的原因是 。甲烷是一种无色、无味,难溶于水,密度比空气小的气体。小明用加热醋酸钠和碱石灰(均为固体)的方 法制取甲烷,小明
18、应选择制取甲烷的发生和收集装置是 (填序号)。若用右图装置收集甲烷,甲烷应 从 端进入 (选“a”或“b”)。小丁同学向盛 5双氧水溶液的试管中加入少量二氧化锰,然后将带火星的木条伸入试管,未见木条复燃。你认为带火星的木条未复燃的原因是 ,要使带火星的木条复燃,可对该实验作怎样的改进?。分析根据实验室制取气体的反应原理确定药品,根据药品的状态和反应条件确定制取气体的装置;根据气体的密度和溶解性确定收集方法和收集装置,然后选择合适的仪器。结合 O2、CH4的性质可解决问题(1)和(2)(因甲烷的密度比空气小,故可采用向下排空气法收集,应从a 口进入)。对于(3)则要分析,不能使木条复燃的原因是氧
19、气不够或者是氧气不纯,造成这样的原因是试剂浓度不够,或者其他气体多(在这里只能是水蒸气)。解答(1)2 H2O2MnO2H2O+O2 催化作用 B 氧气的密度大于空气;(2)AC 或 AE a (3)双氧水浓度偏低或试管中有大量水蒸气等 增大双氧水浓度或将所得气体干燥 评价本题考查实验室制取氧气、甲烷时发生装置、收集装置的选择和实验结果的分析与改进。同时本题也对学生接受信息、分析处理信息,并提取有效的信息进行迁移分析解决实际问题的能力。击破考点三:气体的净化除杂&干燥 例题3:试根据下图回答(AG为接口代号,甲戊为装置代号)写出标有数字的仪器名称 。制取氢气应选用发生装置 。除去氢气中混有的少
20、量水蒸气应选用装置 ,除去氢气中混有的少量氯化氢气体应选用的装置 。用浓盐酸跟锌粒反应制取并收集纯净的氢气时,装置的接口顺序为 。分析制取纯净的氢气应先除去氢气中的氯化氢气体后除去水蒸气。相反操作氢气中还混有水蒸气。制出气体后先除去气体中的杂质再干燥气体。装置接口时导管应长进短出。实验仪器连接步骤:气体发生装置 除杂质装置干燥装置气体收集装置。净化剂和干燥剂的选择:原则是被净化或干燥的气体不与净化剂和干燥剂反应,也不能引入新杂质。解答试管 酒精灯;乙、丁、戊;BGFDEC 【中考练兵场】(总分 141,自我测试 分,正确率百分比%)1.(2 分)下列除杂(括号内的是杂质)所选试剂合理的是()A
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- 中考 化学 专题 复习 气体 制取 收集
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