化学研究第二部分 研究 四 常见气体的制备 .ppt

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1、第二部分专题研究专题四常见气体的制备专题四常见气体的制备 一、发生装置的选择一、发生装置的选择1.选择依据选择依据：反应物的状态及反应条件反应物的状态及反应条件。2.常见实验室制取气体的发生装置常见实验室制取气体的发生装置(必考必考)专题突破反应物状态反应物状态固体固体固体和液体固体和液体反应条件反应条件加热加热不需加热不需加热装置装置举例举例(写写出相出相应的应的化学化学方程方程式式)高锰酸钾制取氧气高锰酸钾制取氧气2013.21(2)第第2空空，2012.20(3)第第1空空，2011.25(2)第第2空空_氯酸钾和二氧化锰氯酸钾和二氧化锰制取氧气制取氧气：_双氧水和二氧化锰制双氧水和二氧

2、化锰制取氧气取氧气：_碳酸钙和稀盐酸制取碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳二氧化碳2016.21(2)第第2空空：_锌和稀硫酸制取氢锌和稀硫酸制取氢气气：_注意注意事项事项试管口应略向下倾斜，防止试管口应略向下倾斜，防止凝结的小水珠倒流使试管炸凝结的小水珠倒流使试管炸裂；用高锰酸钾粉末制取氧裂；用高锰酸钾粉末制取氧气时，试管口应放一团棉花，气时，试管口应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末随气流进防止高锰酸钾粉末随气流进入导管，堵塞导管入导管，堵塞导管若使用长颈漏斗，若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端应长颈漏斗下端应插入液面以下，插入液面以下，防止生成的气体防止生成的气体从长颈漏斗口逸从长颈漏斗口逸出出【装置拓展装

3、置拓展】制取气体最佳装置的选择制取气体最佳装置的选择装置装置图图装置装置特点特点安装简安装简便便便于添加液便于添加液体体可控制反应可控制反应速率速率可随时控制反应可随时控制反应的发生和停止的发生和停止适用适用范围范围用于制用于制取少量取少量气体气体用于平稳反用于平稳反应并制取较应并制取较多气体多气体用于剧烈反用于剧烈反应并制取较应并制取较多气体多气体用于平稳反应并用于平稳反应并持续时间较长的持续时间较长的制取气体制取气体二、收集装置的选择二、收集装置的选择1.选择依据选择依据：气体的密度和溶解性气体的密度和溶解性。2.常见气体的收集装置常见气体的收集装置依据依据收集装置收集装置举例举例优点优点

4、注意事项注意事项不易溶于不易溶于水或难溶水或难溶于水的气于水的气体体排水法排水法O2、H2、CH4等等气体纯度气体纯度较高较高当气泡连当气泡连续均匀冒续均匀冒出后再收出后再收集集依据依据收集装置收集装置举例举例优点优点注意事项注意事项密度比空密度比空气大的气气大的气体体向上排空气法向上排空气法O2、CO2等等气体较气体较干燥干燥导气管应导气管应伸入到集伸入到集气瓶底部，气瓶底部，充分排净充分排净集气瓶中集气瓶中的空气的空气密度比空密度比空气小的气气小的气体体向下排空气法向下排空气法H2、CH4等等3.用多功能瓶收集气体用多功能瓶收集气体图示图示操作目的操作目的气体进出气体进出方向方向举例与原理

5、举例与原理收集密度收集密度大于空气大于空气的气体的气体a进进b出出(长长进短出进短出)收集收集CO2、O2，进入的气体聚集进入的气体聚集在集气瓶下方在集气瓶下方收集密度收集密度小于空气小于空气的气体的气体b进进a出出(短短进长出进长出)收集收集H2、CH4，进入的气体聚集进入的气体聚集在集气瓶上方在集气瓶上方图示图示操作目的操作目的气体进出气体进出方向方向举例与原理举例与原理收集密度收集密度大于空气大于空气的气体的气体a进进b出出(短短进长出进长出)收集收集CO2、O2，进入的气体聚集进入的气体聚集在集气瓶下方在集气瓶下方收集密度收集密度小于空气小于空气的气体的气体b进进a出出(长长进短出进短

6、出)收集收集H2、CH4，进入的气体聚集进入的气体聚集在集气瓶上方在集气瓶上方图示图示操作目的操作目的气体进出气体进出方向方向举例与原理举例与原理排水法收排水法收集气体集气体b进进a出出(短短进长出进长出)收集收集H2、O2，进进入的气体聚集在入的气体聚集在集气瓶上方，水集气瓶上方，水从长导管被压出从长导管被压出三、气体的检验与验满三、气体的检验与验满1气体的检验气体的检验气体气体检验方法检验方法装置图装置图O2将带火星的木条伸入集气瓶将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃内，木条复燃(2015.22第第2空空，2014.23第第4空空)气体气体检验方法检验方法装置图装置图CO2通入澄清石灰水中

7、，石灰水通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊变浑浊H2点燃，罩一只干冷的小烧杯，点燃，罩一只干冷的小烧杯，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠有水珠(生成物只有水生成物只有水)气体气体检验方法检验方法装置图装置图NH3将湿润的红色石蕊试纸放将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸在试管口，红色石蕊试纸变蓝，并有刺激性气味变蓝，并有刺激性气味2.气体的验满气体的验满(1)O2的验满的验满(2)CO2的验满的验满2012.20(2)第第2空空四、气体的净化四、气体的净化将不纯净气体中的杂质气体除去，从而得到较纯净的将不纯净气体中的杂质气体除去，从而得到较纯净的气体的过程叫做气体的净

8、化。气体的过程叫做气体的净化。常见气体杂质的去除装置如下：常见气体杂质的去除装置如下：五、气体的干燥五、气体的干燥用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的干燥。干燥。选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。常见的三种气体干燥剂如下表：体发生反应。常见的三种气体干燥剂如下表：干燥剂干燥剂可干燥的气可干燥的气体体不能干燥不能干燥的气体的气体干燥装置干燥装置浓硫酸浓硫酸(酸性酸性)O2、H2、C

9、O、SO2、HCl等等NH3干燥剂干燥剂可干燥的可干燥的气体气体不能干燥不能干燥的气体的气体干燥装置干燥装置无水氯化钙无水氯化钙(中性中性)O2、H2、CO、CO2、HCl等等NH3碱石灰碱石灰(生石生石灰、固体氢灰、固体氢氧化钠氧化钠)(碱碱性性)O2、H2、CO、NH3等等CO2、SO2、HCl等等六、尾气处理六、尾气处理1.点燃尾气点燃尾气(如图如图1)：对可燃性污染气体，点燃转化成：对可燃性污染气体，点燃转化成无污染气体无污染气体(如如CO)。2.溶液吸收溶液吸收(如图如图2)：酸性气体通入碱性溶液中，碱性：酸性气体通入碱性溶液中，碱性气体通入酸性溶液中，使气体与溶液反应生成不具挥气体

10、通入酸性溶液中，使气体与溶液反应生成不具挥发性的盐类发性的盐类(如如CO2、SO2通入通入NaOH溶液溶液)。3.尾气回收尾气回收(如图如图3)：装置末端接一个气球或其他容器，：装置末端接一个气球或其他容器，用以集中处理污染气体或再利用。用以集中处理污染气体或再利用。七、有关气体的制取、检验和净化实验中的七、有关气体的制取、检验和净化实验中的“先先”“后后”顺序顺序1.组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行。组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行。2.制取气体时，先检查装置气密性，后装药品。制取气体时，先检查装置气密性，后装药品。3.收集气体时，先净化后收集。收集气体时，先净化后收

11、集。4.检验气体时，先验水后验杂检验气体时，先验水后验杂(其他气体杂质其他气体杂质)。5.净化气体时，先除杂后干燥。净化气体时，先除杂后干燥。八、常见气体制备的方案流程八、常见气体制备的方案流程发生装置发生装置净化装置净化装置干燥装置干燥装置收集装置收集装置检验装检验装置置尾气处理装置尾气处理装置例例1(2015新余模拟新余模拟)实验室可用于锌粒和稀硫酸反应实验室可用于锌粒和稀硫酸反应制取氢气的装置组合是制取氢气的装置组合是()A.B.C.D._A【解析解析】锌粒是固体，稀硫酸是液体，且该反应不需锌粒是固体，稀硫酸是液体，且该反应不需要加热，发生装置应选要加热，发生装置应选；氢气的密度比空气小

12、，且；氢气的密度比空气小，且难溶于水，可以用向下排空气法收集或用排水法收集。难溶于水，可以用向下排空气法收集或用排水法收集。例例2(2012江西江西)下图是实验室常用的一些装置。下图是实验室常用的一些装置。(1)写出仪器写出仪器a的名称的名称_。试管试管(2)实验室制取并收集二氧化碳气体应选择的装置是实验室制取并收集二氧化碳气体应选择的装置是_(填序号填序号)，检验二氧化碳是否收集满的方法是，检验二氧化碳是否收集满的方法是_；(3)用装置用装置A与与C连接制取并收集氧气，则装置连接制取并收集氧气，则装置A中反应中反应的化学方程式为的化学方程式为_，当观察到装置当观察到装置C中中_时才开始收集；

13、时才开始收集；BD将燃着的木条置于集气瓶瓶口，若木条熄灭，则将燃着的木条置于集气瓶瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满已收集满气泡连续均匀放出气泡连续均匀放出(4)SO2通常是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度通常是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，排放到空气中会形成酸雨。实比空气大，易溶于水，排放到空气中会形成酸雨。实验室用下图装置收集一瓶干燥的验室用下图装置收集一瓶干燥的SO2，装置的导管按气，装置的导管按气流方向连接的顺序是流方向连接的顺序是_ _ _e(填字母填字母)，装置中的，装置中的X是是_。cdba浓硫酸浓硫酸【解解析析】(2)实实验验室室常常用用石石灰灰石

14、石或或大大理理石石与与稀稀盐盐酸酸反反应应制制取取二二氧氧化化碳碳，该该反反应应在在常常温温下下进进行行，所所以以发发生生装装置置为为B，二二氧氧化化碳碳密密度度比比空空气气大大，常常用用向向上上排排空空气气法法收收集集，即即收收集集装装置置为为D，实实验验室室常常利利用用二二氧氧化化碳碳不不能能燃燃烧烧，也也不不支支持持燃燃烧烧的的性性质质，将将燃燃着着的的木木条条置置于于集集气气瓶瓶瓶瓶口口，观观察察木木条条是是否否熄熄灭灭来来判判断断二二氧氧化化碳碳是是否否收收集集满满。(3)A装装置置是是加加热热固固体体制制气气体体，所所以以该该装装置置常常用用于于制制氧氧气气，因因为为A装装置置中中

15、试试管管口口有有棉棉花花，所所以以药药品品是是高高锰锰酸酸钾钾，用用排排水水法法收集氧气时，需先将装置中的空气排收集氧气时，需先将装置中的空气排出出后再收集，即观察到后再收集，即观察到C有连续、均匀气泡出现时才能开有连续、均匀气泡出现时才能开始收集。始收集。(4)盛有盛有X的装置是干燥二氧化硫的装置，的装置是干燥二氧化硫的装置，X应该是浓硫酸，收集时应该先干燥应该是浓硫酸，收集时应该先干燥(长进短出长进短出)，再收，再收集集(向上排空气法收集向上排空气法收集)，最后是尾气处理，最后是尾气处理。2.(2016重庆重庆A)甲、乙两同学在实验室制取甲、乙两同学在实验室制取CO2和和O2时，时，无论选

16、择什么药品，他们都能选用的装置是无论选择什么药品，他们都能选用的装置是()专题综合训练C【解析解析】实验室制二氧化碳应选择固液常温型发生装实验室制二氧化碳应选择固液常温型发生装置置A，二氧化碳密度比空气大，可选择向上排空气法收，二氧化碳密度比空气大，可选择向上排空气法收集，收集装置为集，收集装置为C；实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合；实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物物(或高锰酸钾或高锰酸钾)制氧气应选择固固加热型发生装置制氧气应选择固固加热型发生装置B，用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制氧气应选择固用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制氧气应选择固液常温型发生装置液常温型发生装置A，氧气密度比空气略

17、大，可选择向，氧气密度比空气略大，可选择向上排空气法收集，收集装置为上排空气法收集，收集装置为C；根据以上内容分析题；根据以上内容分析题干信息，可知都能选用的装置是干信息，可知都能选用的装置是C。8(2016荆州荆州)有如图所示的仪器和有如图所示的仪器和 KClO3、MnO2、稀稀H2SO4、石灰石、稀盐酸等药品供选择，若在实验室、石灰石、稀盐酸等药品供选择，若在实验室完成如下实验，请填写下列空白处：完成如下实验，请填写下列空白处：(1)制取并收集制取并收集CO2气体，你选择的仪器和药品是气体，你选择的仪器和药品是_(仪器填序号仪器填序号)。(2)若再补充一种药品，也可用上述制若再补充一种药品

18、，也可用上述制CO2的装置来制的装置来制O2，你补充的药品是，你补充的药品是_。(3)若再补充一种仪器，并选择上述原有仪器和药品制若再补充一种仪器，并选择上述原有仪器和药品制取并收集取并收集O2，你认为需要补充的仪器是，你认为需要补充的仪器是_，你选，你选择的药品是择的药品是_。石灰石和稀盐酸石灰石和稀盐酸过氧化氢溶液过氧化氢溶液试管试管氯酸钾、二氧化锰氯酸钾、二氧化锰(或或KClO3、MnO2)【解析解析】(1)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，需使用固液常温型发生装置，采用向上排空气法碳，需使用固液常温型发生装置，采用向上排空气法收集二氧化碳，需选

19、择的仪器为集气瓶、带双孔胶塞收集二氧化碳，需选择的仪器为集气瓶、带双孔胶塞的导气管、锥形瓶、长颈漏斗，即的导气管、锥形瓶、长颈漏斗，即，选择的，选择的药品是石灰石和稀盐酸。药品是石灰石和稀盐酸。(2)要采用制二氧化碳的装置要采用制二氧化碳的装置制氧气，需补充的药品是过氧化氢溶液，过氧化氢溶制氧气，需补充的药品是过氧化氢溶液，过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。液在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。(3)要要选择原有仪器和药品制取并收集氧气，确定选择的药选择原有仪器和药品制取并收集氧气，确定选择的药品是氯酸钾、二氧化锰，该反应需使用固固加热型发品是氯酸钾、二氧化锰，该反应需使

20、用固固加热型发生装置，需补充的仪器是试管生装置，需补充的仪器是试管。10.(2016江西样卷六江西样卷六)根据如图装置，回答下列有关问根据如图装置，回答下列有关问题：题：图图1(1)装置装置E中仪器中仪器a的名称为的名称为_。(2)采用加热采用加热NaOH和和CH3COONa混合固体的方法可以混合固体的方法可以制取制取CH4，可选用的发生装置和收集装置的组合是，可选用的发生装置和收集装置的组合是_。(3)若用装置若用装置G采用排空气法收集氢气，氢气应从采用排空气法收集氢气，氢气应从_(填填“b”或或“c”)端进。端进。(4)制取二氧化碳最好选用的发生装置是制取二氧化碳最好选用的发生装置是_，该

21、装，该装置与另一个可选用的装置相比，其主要优点是置与另一个可选用的装置相比，其主要优点是_。集气瓶集气瓶AD(或或AE或或AG)cC 可控制反可控制反应的发生和停止应的发生和停止(5)如图如图2所示，用注射器连接装置所示，用注射器连接装置B可检查其装置的气可检查其装置的气密性，操作如下：向长颈漏斗中加水至形成液封后，密性，操作如下：向长颈漏斗中加水至形成液封后，向外拉注射器活塞，若向外拉注射器活塞，若_，则，则说明装置的气密性良好。说明装置的气密性良好。长颈漏斗末端有气泡冒出长颈漏斗末端有气泡冒出图图2 211(2016青海青海)根据下列装置，结合所学化学知识回根据下列装置，结合所学化学知识回

22、答下列问题。答下列问题。(1)写出标号仪器写出标号仪器的名称的名称_。(2)实验室选择装置实验室选择装置B用高锰酸钾制取氧气时，你认为用高锰酸钾制取氧气时，你认为B装置存在的问题是装置存在的问题是_，该反应的化学方，该反应的化学方程式是程式是_，如果用排空，如果用排空气法收集氧气，则验满的方法是气法收集氧气，则验满的方法是_。(3)实验室制取实验室制取CO2可选择的发生装置是可选择的发生装置是_(填字母填字母)，该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_。长颈漏斗长颈漏斗试管口没有塞棉花试管口没有塞棉花 将带火星的木条伸将带火星的木条伸到集气瓶瓶口，若木条复燃，则证明氧气已经集满到集气瓶瓶口，

23、若木条复燃，则证明氧气已经集满A(4)通常情况下，氨气通常情况下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气小，极易溶于水且水溶液显的有毒气体，密度比空气小，极易溶于水且水溶液显碱性。实验室里，用氢氧化钙固体和氯化铵固体反应碱性。实验室里，用氢氧化钙固体和氯化铵固体反应制取氨气。实验室制取氨气选择的发生装置是制取氨气。实验室制取氨气选择的发生装置是_(填填字母字母)，若选择，若选择E装置收集氨气，气体应该从装置收集氨气，气体应该从_(填填“a”或或“b”)口进入，实验过程中多余的氨气用酸性口进入，实验过程中多余的氨气用酸性溶液吸收，吸收的目的是溶液吸收

24、，吸收的目的是_。Bb防止氨气逸散到空气中污染空气防止氨气逸散到空气中污染空气【解析解析】(2)为了防止高锰酸钾粉末堵塞导管，实验时为了防止高锰酸钾粉末堵塞导管，实验时应在试管口塞棉花团；反应的化学方程式为应在试管口塞棉花团；反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4MnO2O2，氧氧气气具具有有助助燃燃性性，能能使使带带火火星星的的木木条条复复燃燃。(3)制制取取二二氧氧化化碳碳的的原原料料是是大大理理石石(或或石石灰灰石石)和和稀稀盐盐酸酸，属属于于固固液液常常温温不不加加热热型型，故故选选A；反反应应的的化化学学方方程程式式为为CaCO32HCl CaCl2CO2H2O。(4)制制取取

25、氨氨气气是是固固固固加加热热型型，故故选选B；由由于于氨氨气气的的密密度度比比空空气气小小，应应采采用用向向下下排排空空气气法法，所所以以气气体体应应短短进进长长出出；氨氨气气是是有有刺刺激激性性气气味味的的有有毒毒气气体体，会污染空气，需要用酸性溶液吸收会污染空气，需要用酸性溶液吸收。14.(2016江西样卷一江西样卷一)根据如图所给出的仪器回答问题：根据如图所给出的仪器回答问题：(1)图图1中仪器中仪器的名称是的名称是_。(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为实验室制取二氧化碳的化学方程式为_；组装二氧化碳的；组装二氧化碳的制取装置除了选择仪器制取装置除了选择仪器和和以外，还要从中选择的以

26、外，还要从中选择的仪器有仪器有_(填序号填序号)。(3)实验时采用了浓度较大的盐酸，收集的气体中可能实验时采用了浓度较大的盐酸，收集的气体中可能含有的杂质为含有的杂质为_(水蒸气除外水蒸气除外)。若要用。若要用图图2装置检验是否含有该杂质，瓶中应盛放装置检验是否含有该杂质，瓶中应盛放_溶液。溶液。水槽水槽氯化氢氯化氢(或或HCl)硝酸银硝酸银(或或AgNO3)(4)实验室用图实验室用图1中仪器组装氯酸钾制氧气的发生装置中仪器组装氯酸钾制氧气的发生装置需补充一种仪器需补充一种仪器_(填写仪器名称填写仪器名称)，当用排水法，当用排水法收集气体完毕后，应进行的操作是收集气体完毕后，应进行的操作是_，

27、拆除装置，整理仪器。，拆除装置，整理仪器。试管试管 先把导管移出水槽，先把导管移出水槽，再熄灭酒精灯再熄灭酒精灯【解析解析】(1)图图1中仪器中仪器的名称为水槽。的名称为水槽。(2)实验室用实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石或大理石的主要成分均为碳酸钙，即反应原理是碳酸或大理石的主要成分均为碳酸钙，即反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应是钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应是固体与液体间的反应，反应在常温下进行，由于用向固体与液体间的反应，反应在常温下进行，由于用向上排空气法收集二氧化碳，即收集二氧

28、化碳时需用到上排空气法收集二氧化碳，即收集二氧化碳时需用到带双孔塞的导管，实验时添加液体药品还需用到长颈带双孔塞的导管，实验时添加液体药品还需用到长颈漏斗，所以组装制取二氧化碳的装置时，需用到的仪漏斗，所以组装制取二氧化碳的装置时，需用到的仪器有锥形瓶、集气瓶、长颈漏斗、带双孔塞的导管、器有锥形瓶、集气瓶、长颈漏斗、带双孔塞的导管、玻璃片。玻璃片。(3)由于盐酸具有挥发性，盐酸的浓度越大，由于盐酸具有挥发性，盐酸的浓度越大，挥发性越强，所以制取二氧化碳时如果所用的盐酸浓挥发性越强，所以制取二氧化碳时如果所用的盐酸浓度较大，会导致所得的二氧化碳中混有较多的氯化氢，度较大，会导致所得的二氧化碳中混

29、有较多的氯化氢，氯化氢气体溶于水得到盐酸，盐酸能与硝酸银溶液反氯化氢气体溶于水得到盐酸，盐酸能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，所以用图应生成氯化银白色沉淀，所以用图2装置检验二氧化碳装置检验二氧化碳中是否混有氯化氢气体时，装置中所盛的试剂为硝酸中是否混有氯化氢气体时，装置中所盛的试剂为硝酸银溶液。银溶液。(4)实验室用氯酸钾制氧气，氯酸钾是固体，实验室用氯酸钾制氧气，氯酸钾是固体，所以常用试管作反应容器，因此需补充的仪器是试管，所以常用试管作反应容器，因此需补充的仪器是试管，用氯酸钾制氧气，若用排水法收集氧气，结束实验时，用氯酸钾制氧气，若用排水法收集氧气，结束实验时，为防止水倒吸进入试管，需先把导管移出水槽，再熄为防止水倒吸进入试管，需先把导管移出水槽，再熄灭酒精灯灭酒精灯。