1、第二节 常见气体的制取,第五部分 化学实验,要点1 实验室制取气体的思路：原理、装置、收集 1. 原理：能够生成气体的某个化学反应。2. 实验装置：实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。(1)气体的发生装置：一般根据 和来确定。“固固加热型”：反应物为固体(或固体混 合物)，反应需加热。如加热高锰酸钾或氯酸钾与 二氧化锰的混合物制氧气的发生装置应选择如图 5-2-1所示的装置；,反应物的状态,反应条件,“固液常温型”：反应物是块状固体和液体，反应不需加热。如制H2或CO2或用MnO2与H2O2的混合物制O2的发生装置应选择如图5-2-2所示的装置。,(2)气体收集装置：根据气体的
2、 和 来确定。收集气体的常用方法有：排水法：气体 ，且不与 反应(如图5-2-3a)。向上排空气法：气体的密度比空气 ，且不与 反应(如图5-2-3b)。向下排空气法：气体的密度比空气 ，且不与反应(如图5-2-3c)。,密度,溶解性,难溶于水,水,大,氧气,小,氧气,其他方法：若气体不溶于水，采用如图5-2-3d的方法收集，该方法 的实质还是排水法；若气体密度比空气大，采用如图5-2-3e的方法收集，气体进出顺序：“长进短出”；若气体密度比空气小，采用如图5-2-3f的方法收集，气体进出顺序：“短进长出”。 注意：若要收集干燥气体，则选择排空气法收集；若要收集较为纯净的气体，则选择排水法。,
3、要点2 三种气体的实验室制法对比,要点3 气体的净化1. 气体净化装置的选择。净化即除去气体中的杂质。常见的气体净化装置有洗气瓶(图5-2-4甲)和干燥管两类，干燥管有球形干燥管(图5-2-4乙)和U形干燥管(图5-2-4丙)。,洗气瓶主要用于盛放液体吸收剂，连接装置时要注意气体必须“长进短出”以利于杂质的吸收。干燥管则主要用于盛放固体吸收剂，球形干燥管中气流方向应为“大进小出”，这样可以形成回旋气流，充分吸收杂质；U型干燥管结构对称，无进出口之分。2. 干燥剂的选择。原理：干燥剂只吸收水或与水反应，但不能与被干燥的气体反应。(1)常见的干燥剂：浓硫酸(具有 性)、NaOH固体(具有 性)、生
4、石灰(与水反应：) 、碱石灰(CaO与NaOH的混合物)。,吸水,吸水,CaO+H2O Ca (OH) 2,(2)干燥剂的选择：(A. 浓硫酸 B. 生石灰 C. 碱石灰)3. 常见气体的净化方法。(1)除去氧气：常用灼热的铜网，化学方程式为。(2)除去二氧化碳气体：最好用NaOH溶液吸收，化学方程式为 ；通常不用石灰水的原因是 。,ABC,ABC,A,BC,2Cu+O2 2CuO,CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,氢氧化钙微溶于水，吸收效果不好,(3)除去二氧化碳中的HCl：将混合气体通过饱和的NaHCO3溶液，化学方程式为。(4)检验并除去HCl气体：将气体通过AgNO3与HNO3
5、的混合溶液，化学方程式为。(5)尾气的处理。CO：可将尾气 或 ；H2S、SO2：用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为 、。,NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O,AgNO3+HCl AgCl+ HNO3,点燃,转化,H2S+2NaOH Na2S+2H2O,SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,考点1 验室制取气体的原理、装置、收集方法 典例分析 【例1】（2014广东）氨气密度比空气小，极易溶于水，以下收集氨气的方法正确的是（ ）,思路点拨 由于氨气密度比空气小，所以可用向下排空气法收集；由于极易溶于水，所以不能用排水法收集。氨气不能用向上排空气法收集，故A错误；氨气能用向下
6、排空气法收集，故B正确；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，故C、D错误。故选B。,答案 B,考题再现 (2013佛山)关于图5-2-5所示的气体制备的发生装置，下列说法正确的是 ( )A装置a可用作实验室制备CO2B装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好 C装置c可用作实验室制备氧气D装置d可用作实验室制备氧气、氢气,D,2. （2014佛山）某学习小组围绕“气体的实验室制取”进行研讨，请你参与完成下面的问题。,（1）图5-2-6图1中装置制取气体的适用条件是。（2）图5-2-6图1中装置相比图装置的主要优点是。（3）实验室不宜用镁来代替锌与稀H2SO4反应制取H2，主要原因是。
7、（4）实验室若用图5-2-6图1中装置收集NH3时，气体应从 端通入。（填字母）,反应物是固体且需加热,可随时控制反应的发生和停止,镁比锌活泼，与稀硫酸反应剧烈，不利于收集氢气,b,（5）为了测定铜元素的相对原子质量Ar（Cu），某同学以氢气还原氧化铜的反应设计了一组实验（见图5-2-6图2）。图5-2-6图2中第一个装有碱石灰的U形管的作用是 。若测得反应前氧化铜的质量为a g，实验完成后第二个装有碱石灰的U形管增加的质量为b g，则Ar（Cu）= 。（用a、b表示）（6）请利用单孔橡胶塞、玻璃导管、试管、集气瓶和玻璃片，设计一套制取CO2的实验装置，并将该实验装置的简图画出来。,除去氢气中
8、的水分,3（2013珠海）图5-2-7所示的实验仪器省去了固定装置，请根据要求回答问题：,（1）甲图中仪器的名称为 。（2）乙图中的微型装置H可用于实验室制备CO2，此微型装置在操作上的优点是 ； 在甲图中可选择 （填序号）装配与装置H功能相同的装置。（3）装配KClO3制备O2的发生装置，甲图中除固定装置外还差的仪器是 （写名称）。该反应的化学方程式为 。 （4）用锌粒和稀硫酸在微型装置H中制取氢气，其化学方程式为 ；I是医用输液观察滴液快慢的滴壶，若用它作微型洗气装置，则气体应从 （填“a”或“b”）进入，其中所装洗气的液体不能装满的原因是 。,长颈漏斗,可控制反应速率,ADEF,酒精灯,
9、2KClO3 2KCl+3O2,Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,b,方便气体逸出,考题预测 4 如图5-2-8所示，实验室里有一套用来制取气体的装置，下列有关叙述正确的是 ( )A锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气B锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳C当发生装置中液体与固体混合产生了气泡，立即开始收集气体D集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上,A,5. 实验室常用块状固体碳化钙与水反应制备乙炔，该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈。所选发生装置最合适的是 ( ),B,6下列实验中，仪器和用品的选择不合理的是 ( )A
10、收集CO2气体B 检验一瓶气体是否为O2C 用H2O2溶液和MnO2制O2D 用大理石和稀盐酸制CO2,C,7. 在一次化学课上，老师提供了图5-2-10所示的装置探究制取气体的方法。请回答：（1）可用于实验室制取CO2的发生装置和收集装置是 。A. 与 B. 与C. 与 D. 与（2）写出实验室制取CO2的化学方程式： 。（3）利用装置收集的气体具有的性质是。,B,CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2,密度比空气的小,考点2 常见气体的实验室制法 典例分析 【例2】（2014广州）实验室部分装置如图5-2-11所示，请回答下列问题。( ),（1）仪器X的名称是 。（2）实验室用C
11、aCO3和稀盐酸制备CO2的化学方程式为 ，若需制备22 g CO2，不计实验损耗，至少需要消耗 g CaCO3。（3）用大理石和稀盐酸制取CO2时，能作为发生装置的是 （填字母，下同）。若要制备多瓶CO2，并在制取过程中便于补充稀盐酸，发生装置应选择 ，收集装置应选择 。（4）实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时，应选择 与 组合而成的装置。,思路点拨 （1）X是集气瓶，常用来收集气体；（2）碳酸钙和稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+CO2； 设需要碳酸钙的质量为x， （3）用大理石和稀盐酸制取CO2时不需要加热，能作为发生装置的是A装
12、置和C装置；若要制备多瓶CO2，并在制取过程中便于补充稀盐酸，发生装置应选择C装置； 二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用F装置收集；,（4）实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时，应选择D装置作为发生装置，因为氮气的密度和空气接近，不宜用排空气法收集，氮气不溶于水，可以用排水法收集，即用H装置收集。,答案 （1）集气瓶 （2）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 50 （3）AC C F （4）D H,考题再现 （2015汕尾）如图5-2-12是实验室常用的装置，请根据要求回答问题：,（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧
13、气的化学方程式为 ，选用的气体发生装置是 (填装置序号)。反应结束 后，若要分离出二氧化锰，除了玻璃棒外，还需要补充的玻璃仪器名称是 、 。 （2）实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取氨气（NH3），选用的气体发生装置是 (填装置序号)。,2KClO3 2KCl+3O2,A,烧杯,漏斗,B,（3）图中的C、D、E三种装置，均可用F装置代替。若用图中的F装置进行排空气法收集CO2，CO2从F装置的（填“a”或“b”，下同）口通入；若用F装置进行排水法收集O2，可先在F装置中装满水，然后将O2从F装置的口通入。 （4）将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红色，加热后溶液又变成紫色。用化学方程
14、式表示加热后溶液又变成紫色的原因是 。,b,a,H2CO3 H2O+CO2,2. (2015揭阳)根据图5-2-13中AD的四个实验,请按要求 填空:,（1）A实验中,请写出标号为的仪器名称: ,实验室制取二氧化碳所用药品为 ,用该装置来制取二氧化碳的一个明显错误的地方是,是否可以用该装置来制取氢气呢? （填“是”或“否”）。 （2）B实验中观察到的现象是 。 （3）C实验中正极产生的气体是 （写化学式），由此实验得出水是由 组成的。 （4）D实验中将镁条在空气中点燃后再放入充满CO2的集气瓶中，发现镁条继续剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色固体和一种黑色固体，已知该反应为置换反应，则反应
15、的化学方程式为 。,集气瓶,大理石(或石灰石)和稀盐酸,收集方法错误,是,下面的蜡烛先熄灭,O2,氢元素和氧元素,2Mg+CO2 2MgO+C,3. （2015深圳）化学实验题（如图5-2-14）。,（1）仪器B的名称是 。 （2）写出用KClO3与MnO2的混合固体制取O2的化学方程式： ，需用到的仪器是（写字母，可多选），那么除此之外还需要用到的仪器是 。 （3）实验室制取CO2的化学方程式是。,2KClO3 2KCl+3O2,A、D、F、G,酒精灯,CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2,锥形瓶,（4）实验室常用块状固体电石（主要成分是CaC2）与水反应制取乙炔，该反应剧烈，速度
16、较快，为了节约化学药品，则应选择的发生装置是 （填字母）。通常情况下乙炔（C2H2）是一种无色、无味、密度比空气的略小，难溶于水的气体，若要收集较纯净的乙炔气体，则应将气体从 （填“a”“b”“c”或“d”）端通入。 （5）将CO2和O2通入图L进行分离，最终得到的气体是 。A CO2、O2 B CO2C O2 D O2、H2O,H,d,C,考题预测 4氨气（NH3）是没有颜色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，极易溶于水。下列是实验室收集气体的几种装置，为防止污染环境，你认为最合理装置是( ) 5. 实验室制备二氧化碳气体的常用方法是 ( )A. 煅烧石灰石 B. 点燃木炭C. 用石灰石与
17、稀盐酸反应 D. 碳酸分解,D,C,6. 实验室制取CO2的有关操作如下图，不正确的是 ( )A. 检查气密性 B. 制气C. 收集 D. 验满,B,8.某同学在实验室用图5-2-15装置制备氧气并探究氧气的性质。（1）该同学制备氧气时应选用的药品是 （限选：H2O2溶液、MnO2、KMnO4）， 生成氧气的化学方程式为。 （2）夏天室温很高的时候，检验该装置气密性的合理方法是：将导管口放入水面下，然后 ，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。,KMnO4,2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,用酒精灯给试管微热,（3）添加药品，连接仪器，加热试管后导管口有气泡冒出，此时导管口还在集气瓶外
18、面，接下来的操作正确的是 （填字母）。A. 立刻将导管口移入集气瓶B. 等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶C. 立即熄灭酒精灯，将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯 （4）该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后，伸进一瓶氧气中，观察到的现象是 。进一步证明木炭与氧气发生了化学反应的方法是。,B,木炭剧烈燃烧，发白光,向集气瓶中加入澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊，则说明发生了化学反应,9. 如图5-2-16是实验室制取氧气常用的装置，根据装置图回答下列问题：,（1）写出图中标号仪器的名称：a. ，b. 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，气体发生装置应选 （填字母标号，下同）。 （3
19、）实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气的化学方程式为 ，该反应的基本类型 。 （4）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，气体收集装置选 ；若要制得干燥的CO2，还应将气体通过装置。,试管,分液漏斗,A,2H2O2 2H2O+O2,分解反应,D,F,考点3 气体的干燥与净化 典例分析 【例3】下列气体既能用浓硫酸干燥，又能用固体烧碱干燥的是（ ）A. CO2 B. NH3C. HCl D. O2,思路点拨 掌握物质和不同干燥剂的化学性质是解决本题的关键。A.二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能和氢氧化钠反应，所以二氧化碳不能用固体烧碱干燥；B.氨气溶于水即成氨水，氨水是一种碱，能和硫酸反应，所以氨气不
20、能用浓硫酸干燥；C.氯化氢溶解于水即成盐酸，能和氢氧化钠反应，所以氯化氢不能用固体烧碱干燥；D.氧气不与硫酸反应，也不与氢氧化钠反应，所以氧气既能用硫酸干燥，又能用固体烧碱干燥。故选D。 ,答案 D,考题再现 (2013揭阳)为除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),下 列操作方法能达到目的是 ( ),D,2. (2014佛山)除去下列物质中的少量杂质,所选用的试剂及 操作方法均正确的是 ( ),C,3. (2014广东)下列除去杂质（括号内）的方法正确的是( )A. CO(CO2):通过灼热的氧化铜B. NaOH溶液（Na2CO3）:加适量稀盐酸C. NaCl溶液（盐酸）：加热蒸发D. 铁粉（
21、氧化铜粉末）：加入足量稀盐酸,C,考题预测 4下列各组气体中，均可用固体NaOH干燥的是 ( )A H2、O2、CO B H2、O2、CO2C H2、SO2、CO2 D O2、CO、CO2 5用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是 ( )A. 干燥CO2 B. 收集O2 C. 验证CO2性质 D. 监控气体流速,A,B,6.某物质可以用作CO2的干燥剂，则该物质 ( )A能与CO2反应B只能是浓硫酸C能与水反应D能吸收空气中的水分，且不与CO2反应 7.某无色气体可能含有CH4、CO、H2中的一种或几种，依次进行下列实验（假设每步反应或吸收均完全）：无色气体在足量氧气中燃烧；燃烧生成的气体通
22、过盛有浓硫酸的洗气瓶，装置增重3.6 g；再将剩余气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，装置增重4.4 g；下列推断正确的是 ( )A该气体可能只含有CO、H2B该气体可能只含有CH4、COC该气体一定只含有CH4D该气体一定只含有CH4、H2,D,A,8.除去CO2气体中混有的少量水蒸气，应选用的试剂是( )A浓硫酸 B 浓盐酸C熟石灰 D 氢氧化钠 9. 某混合气体可能含有氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或两种，该气体在足量的氧气中充分燃烧后生成了水和二氧化碳，则该气体的成分不可能是 ( )A. CH4 B. COC. H2,CO D. CO,CH4,A,B,10. 为了证明某气体是CO和少量CO2的混合气体,海石同学按图5-2-17所示进行实验,其中A、B中均盛有适量的澄清石灰水。,请回答：（1）A、B装置的作用分别是：A装置： ;B装置：。（2）该实验装置还有一些不足，请提出具体的改进方法： 。（3）写出A中发生的反应的化学方程式：。,证明混合气体中含有CO2,通过检验还原CuO后的产物是CO2，证明混合气体中含有CO,将B装置的出气导管换成尖嘴导管点燃,Ca (OH) 2+CO2 CaCO3+H2O,
