1、 年中考年模拟专题十四 气体的制备和检验知识结构常见气体的制取与净化制取与检验制取思路与方法药品的选择:廉价易得、来源广泛反应原理的选择:反应速率适中、便于控制、反应条件适宜发生装置的选择依据反应物的状态 反应条件 (是否需要加热)收集装置的选择依据:气体的 密度 、溶解性验满方法:由气体的性质来确定评价优劣:从药品、实验装置、操作等方面考虑气体的检验(详见考点清单)干燥与净化气体的干燥碱性干燥剂不能干燥 酸性 气体酸性干燥剂不能干燥 碱性 气体常见气体的净化:先 除杂 后 干燥 气体净化装置:洗气瓶、干燥管、形管、玻璃管等尾气处理:用酒精灯点燃、用气囊收集、用液体吸收等考点清单考点一 气体的
2、制备和检验常见气体的检验检验气体应从气体的性质入手,明确各种气体的特性,选取合适的方法,从实验操作、现象和结论几个方面加以说明,并会用规范的语言表达。初中常见的几种气体的检验方法见下表:气体检验方法现象氧气带火星的木条伸入集气瓶木条复燃二氧化碳通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊氢气点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯纯净气体能安静燃烧,有淡蓝色火焰,烧杯内壁有水珠一氧化碳点燃,在火焰上方罩涂有澄清石灰水的烧杯澄清石灰水变浑浊甲烷点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯,反应一段时间后,迅速倒转烧杯,注入少量澄清石灰水烧杯内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊氨气将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊试纸变蓝水蒸气通过白色粉末
3、 白色粉末变蓝续表气体检验方法现象氮气将燃着的木条伸入集气瓶;再加入澄清石灰水,振荡木条火焰熄灭;澄清石灰水不变浑浊氯化氢通入溶液中 白色沉淀专题十四 气体的制备和检验 实验室制取、的比较氧气二氧化碳药品氯酸钾和二氧化锰;高锰酸钾;双氧水和二氧化锰大理石(或石灰石)与稀盐酸反应原理 发生装置固体加热型 固液常温型固液常温型装置和简易装置收集方法排水法或向上排空气法(不易溶于水,密度比空气大)向上排空气法(能溶于水,密度比空气大)气体收集装置检验方法若用向上排空气法收集,将带火星的木条伸入容器内,木条复燃通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊验满方法用带火星的木条靠近集气瓶口,木条复燃,则说明已集满
4、用燃着的木条靠近集气瓶口,木条火焰立即熄灭,则说明已集满实验操作步骤组装仪器;检查气密性;装药品;固定试管;加热;收集;将导管移出水槽;熄酒精灯组装仪器;检查气密性;加入石灰石;加入稀盐酸;收集注意事项试管口应略向下倾斜;当用高锰酸钾制氧气时试管口处应塞一团疏松棉花;排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后再收集;排水法收集完后,先移出导管,再熄灭酒精灯;若用双氧水和制,操作步骤同不能用稀代替稀盐酸;长颈漏斗的末端应伸入液面以下;反应器中的导管刚露出橡胶塞即可;用向上排空气法收集时,导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶的底部考点二 气体的干燥和净化气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定,
5、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。常见气体的干燥剂的选择见下表:干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸、 、 、 、 碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠、 、 、 、 、中性无水氯化钙除以外的所有气体气体的净化选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯的物质不反应,也不产生新的杂质。多种气体杂质共存时,要注意试剂的选择和除杂质的顺序,一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置,不仅要注意药品的名称,还要注意“长进短出”的原则。干燥管要“大进小出”。常见气体杂质的吸收剂见下表:吸收剂吸收的气体杂质水易溶性气体,如、等强碱(如)溶液、等碱石灰() 、
6、(气体)、等灼热的 、灼热的铜网气体净化装置常见气体净化装置如下表:试剂状态常用装置注意事项液体用于常温下混合气体中气体的检验、净化和干燥等长管进气,短管出气 年中考年模拟续表试剂状态常用装置注意事项固体干燥、吸收较大量气体不分进、出气管干燥、吸收少量气体大管进气,小管出气用于加热条件下混合气体中气体的检验、净化等不分进、出气管有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序()制取气体时,先检查装置气密性,后装药品。()制取气体时,先净化后收集。()检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。()净化气体时,先除杂后干燥。常见尾气的处理为了保护环境,防止中毒,对有毒、有害的气体必须用适当的溶
7、液予以吸收或收集或点燃。如、等可用溶液吸收;可用浓吸收;可收集后集中处理或在导管口处点燃,将其转化为。常见的处理装置如下:易错清单易错点一 实验室制取二氧化碳、氢气时药品选择错误正确药品选择错误药品的后果实验室制取二氧化碳块状石灰石(或大理石)和稀盐酸选用浓盐酸:浓盐酸具有挥发性,制取的二氧化碳不纯选用稀硫酸:碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶,反应不能持续进行选用碳酸钠或碳酸氢钠粉末:反应速率太快,不易收集实验室制取氢气锌粒和稀硫酸选用浓硫酸或硝酸:浓硫酸、硝酸具有强氧化性,和活泼金属反应不生成氢气金属选用镁:价格太高,且反应速率太快金属选用铁:反应速率太慢易错点二 气体干燥或除杂时药品选择
8、错误错误命题错因分析正确解答干燥二氧化碳选用碱石灰或固体氢氧化钠二氧化碳是酸性气体,碱石灰和固体氢氧化钠均为碱性干燥剂,不能干燥二氧化碳二氧化碳可用浓硫酸干燥干燥氨气选用浓硫酸氨气是碱性气体,可与浓硫酸反应而被吸收氨气可用碱石灰、固体氢氧化钠干燥二氧化碳中含有的气体可通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳可与氢氧化钠溶液发生反应而被除去将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液即可除去二氧化碳中含有的气体例 (广东广州,)分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器,可用于滴加液体或分离互不相溶的两种液体。实验室部分反应装置如所示。()实验室用制取的化学方程式为 。()实验室制取气体通过反应物状态、反应条件等选用相应反应装置
9、,请完成下表空格。制取的气体反应物反应条件反应装置(填字母) 固体催化剂固体、加热溶液催化剂固体、常温或 和常温或饱和溶液与饱和溶液加热 ()关于装置和的下列说法正确的是 。 (双项选择)装置发生反应时,分液漏斗下端必须浸没在液体中装置发生反应时,长颈漏斗下端必须浸没在液体中装置和的气密性检查的操作方法相同装置和均可用于制取一定量的解析 ()实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。 ()加热固体制取气体选择装置;用过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下可制取氧气;实验室制取二氧化碳用大理石(或石灰石)和稀盐酸,装置或都可以作反应装置;给液体加热制取气体选择装置。专题十四 气体的制备和检验 (
10、)装置发生反应时,分液漏斗下端不用浸没在液体中,故错误;装置发生反应时,长颈漏斗下端必须浸没在液体中,防止气体从长颈漏斗上口逸出,故正确;装置和的气密性检查的操作方法不相同,故错误;制取常用锌粒与稀硫酸,装置和均可用于制取一定量的,故正确。答案 () () 大理石(或石灰石) 稀盐酸 ()方法 实验室制取气体相关题目的解题方法实验室制取气体的方法和思路确定、评价气体制取和净化装置的方法制取气体的装置分两部分:气体发生装置和气体收集装置。气体发生装置是根据反应条件和反应物的状态而选取的。气体收集装置是由该气体的性质,如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。气体的密度比空气大
11、且不与空气中各成分反应用向上排空气法收集;气体的密度比空气小且不与空气中各成分反应用向下排空气法收集;气体不易溶于水且不与水反应则可用排水法收集。()气体发生装置固体加热型,装置如图所示,如:用和制;固液常温型,装置如图、所示。如:用和制或用锌粒和稀制或用和稀盐酸制。()评价气体发生装置的方法(见上图、)与固体加热制取气体的发生装置相比,固体与液体常温下反应的发生装置具有节能、环保、操作简单等优点。在固液常温型的发生装置中,装置具有装置简单、操作简单的优点,缺点是制取的气体少、不能控制反应的发生和停止;装置的优点是制取的气体较多、便于添加液体药品,缺点是不能控制反应的发生和停止;装置除具有装置
12、的优点外,还可通过弹簧夹控制反应的发生和停止;装置既可控制反应的发生和停止,还可通过分液漏斗的开关控制反应的速率。()气体收集装置收集装置选择条件难溶或微溶于水,与水不发生化学反应的气体。如: 、 、等不与空气发生反应,密度比空气密度大的气体。如:、等不与空气发生反应,密度比空气密度小的气体。如:、等说明使用排水法收集的气体较纯净,但缺点是会使收集的气体中含有水蒸气。当有大气泡从集气瓶口冒出时,表明气体已收集满用向上排空气法收集气体,应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底处,同时应在瓶口盖上玻璃片,以便尽可能地排尽空气,提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较干燥,但纯度较低,需要验满(可燃性
13、气体要注意安全,点燃之前一定要验纯,否则有爆炸危险) 年中考年模拟()常见气体的净化方法主体气体杂质所用方法化学方程式 通过灼热的 通过溶液 通过灼热的 通过浓 通过溶液 通过灼热的网 例 (湖南长沙,)下图是实验室制取和收集气体的常用装置图,请根据所给的装置图回答下列问题:()请写出装置图中标号的仪器名称: ;()实验室既能收集氧气,也能收集二氧化碳的收集装置为(填字母代号);()实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热制取极易溶于水的氨气(的相对分子质量为)。请根据以上装置图选择,在实验室制取氨气时的发生装置和收集装置为 (填字母代号)。解析 ()标号的仪器名称是集气瓶。 ()氧气的密度比
14、空气大,不易溶于水,可选用向上排空气法或排水法收集;二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,可选用向上排空气法收集。故实验室既能收集氧气,也能收集二氧化碳的收集装置为。()实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨气,属于固体加热型,应该选用的发生装置是,氨气极易溶于水,不能用排水法收集,的相对分子质量为,小于空气的平均相对分子质量,可选用向下排空气法收集,故在实验室制取氨气时的发生装置和收集装置为和。答案 ()集气瓶 () ()、变式训练 (上海,)实验室常用的制取气体的发生装置如下:仪器的名称是 ;组装装置时,酒精灯应在固定仪器之 (选填“前”或“后”)放置。实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混
15、合制取氧气,反应的化学方程式是 。在实验室制取二氧化碳的研究中,进行了如下实验:实验编号药品 甲乙丙丁大理石 ,块状 ,块状 ,粉末状 ,粉末状盐酸(过量) ,稀盐酸 ,浓盐酸 ,稀盐酸 ,浓盐酸 上述实验中反应的化学方程式是 。 若要研究盐酸浓度大小对反应的影响,可选择实验甲与对照(选填实验编号)。 除盐酸的浓度外,上述实验研究的另一个影响反应的因素是 。 研究发现酸的浓度越大,产生气体的速度越快。与甲比较,对丁分析正确的是 (选填编号)。反应更为剧烈最终剩余溶液的质量更小产生二氧化碳的质量更大粉末状大理石利用率更高下表中的两个实验,尽管在原料状态、发生装置等方面存在差异,却都能控制气体较平
16、稳地产生。请从实验目的、原理、原料、装置、操作等方面思考后,具体阐述每个实验中气体较平稳产生的最主要的一个原因。目的原料发生装置气体较平稳产生的最主要的一个原因制取二氧化碳块状大理石稀盐酸制取氧气粉末状二氧化锰的过氧化氢溶液答案 试管 前 乙 固体反应物的颗粒大小(或反应物的接触面积) 块状大理石与稀盐酸反应剧烈程度适中,使气体平稳产生 操作中控制分液漏斗中液体的滴加速度,使气体平稳产生解析 仪器的名称为试管;应先将酒精灯放置好,再根据酒精灯外焰位置调整试管高度,故酒精灯应在固定仪器之前放置。过氧化氢在的催化作用下分解制的化学方程式为 。 大理石和盐酸反应的化学方程式为 。 对照实验要求其他变量相同,故研究盐酸浓度大小对反应的影响时,应选择相同状态的大理石和不同浓度的盐酸,故选择实验乙。 分析题表中信息可知,固体反应物的颗粒大小(或反应物的接触面积)也是实验研究的影响反应的因素。 与甲比较,丁的盐酸浓度大,且固体反应物为粉末状,故反应更为剧烈;丁实验中为浓盐酸,具有挥发性,最终剩余溶液的质量更小,故选、。 中气体较平稳产生,是因为原料为块状大理石,反应物的接触面积较小;中气体较平稳产生,是因为通过控制分液漏斗中液体的滴加速度,可控制化学反应速率。