1、专题21 常见气体的制取和净化,【考点目标】,1.掌握氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取的方法和原理。,2.掌握常见气体的净化原理和方法。,【知识网络】,1.装置连接 (1)一般原理：按照气体发生装置 除杂 干燥 收集 尾气的处理等程序。考虑干燥与除杂的顺序时，若采用溶液除杂，则先净化后干净；若采用加热除杂，则干燥在前；若用固体吸收剂常温除杂，则根据题意而定。 (2)接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对吸收装置应“长”进“短”出；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出 (3)气体发生装置一般按：装置选择与连接 气密性检验 装固体药品 加液体药品 开
2、始实验 拆卸仪器 其他处理等。,(4)加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸；二是保证产品纯度。熄灭酒精灯时，一般是“先取后灭”的原则。,1.发生装置的选择,反应物 的状态,反应条件：是否需要解热、加催化剂,固态+固态,2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,2KClO3 2KCl+3O2,选 择 D,液体+固体,2H2O2 2H2O+O2,Zn+H2SO4 ZnSO4 +H2,2HCl+CaCO3 CaCl2+CO2 +H2O,选 择 A 或 B 或 C,A B C D,3.收集装置的选择,气体的密度与空气密度比较,密度比空气的大 用向上排气法
3、，如O2、CO2,密度比空气的小 用向下排气法，如H2、CH4,(缺点：收集气体不纯，密度与空气接近的CO、NO等气体不能用此法收集),气体难溶或不易溶于水且不与水发生反应用排水法，如H2、CH4、O2,(缺点：收集气体较纯，但含有水蒸气),E F G,4.气体的检验,5.注意事项及工业制法,高温,【重、难点导航】,1.多功能装置的应用,如下图所示的装置有多种用途。根据实验需要，气体既可以从a口导入也可从b口导入,a b,2.常见气体的净化 (1)气体的净化装置：洗气瓶A(a端导气管通入)长进短出；球形干燥管B(c端导气管通入)大进小出；具支U形管。 (2)检验、净化顺序：先净化后收集，先验水
4、后验其他，先除杂后干燥。气体干燥剂有浓硫酸、碱石灰、无水氯化钙等；不能用NaOH干燥CO2，不能用浓硫酸干燥NH3。尾气的吸收及处理 环保意识,a,b,c,d,A B C,a.溶液吸收：如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收。 b.点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃。 c.气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。 注：防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗(如下图),3.装置气密性的检查方法 (1)气泡法：连接好实验室仪器后，先把导管的一端浸入水中，用手掌握紧试管外壁，如果导管口有气泡冒出，手离开后，导管内出现一段水
5、柱，说明装置的气密性良好。 (2)水柱法：先用弹簧夹夹紧橡皮管，再往长颈漏斗中注入水，观察到长颈漏斗颈部的液面不下降，说明装置的气密性良好。 (3)注射法：将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，活塞能回到原位则不漏气。,4.微型实验 (1)自制简易实验仪器：用注射器(代替分液漏斗)、眼药水瓶(代替胶头滴管)、可乐瓶(代替烧杯)、易拉罐、废电池等，建立微型家庭实验室。 (2)微型实验室的优点：产生废物少(或减少污染)；节约药品,【典例精析】,例1（2015广东）据图中的实验常用仪器回答有关问题。,（1）仪器F的名称是 （2）若用KMnO4加热制取氧气，应选用上述仪器中的 （填序号）；其化
6、学反应方程式为 ；当用铁夹固定好试管后，要使试管口略低于试管底部，应调节螺旋 （填“K1”、“K2”或“K3”）；要调节试管与酒精灯相对高度，应调节螺旋 （填“K1”、“K2”或“K3”）,（3）若用废铁片与稀盐酸反应制取氢气，并装配一个使反应随时发生和停止的装置，应选上述仪器中的 （填序号）；若需测量收集到氢气的体积，则收集的仪器应选 （填序号）,（4）如图为某同学制作的微型实验装置（夹持仪器略）甲酸与热的浓硫酸反应的方程式为： HCOOH X+CO，则X是 （填化学式）； 氧化铜的颜色变化为 ，其化学反应方程式为 此实验装置的主要优点是环保，其理由是 （只写一点）,眼药水瓶,解析：（1）量
7、筒是量取液体体积的仪器，故答案为：量筒； （2）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，应选用上述仪器中的：ABE；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；当用铁夹固定好试管后，要使试管口略低于试管底部，应调节螺旋K2，要调节试管与酒精灯相对高度，应调节螺旋K1；故答案为：ABE；2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2；K2；K1； （3）实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，若用废铁片与稀盐酸反应制取氢气，并装配一个使反应随时发生和停止的装置，应选上述仪器中的CDI；若需测量收集到氢气的体积，则收集的仪器应选量筒；故答案为：CDI；F；,（4）根据质量守恒定律，化学反应前后
8、原子的种类和个数在化学反应前后不变，因此X是水；氧化铜的颜色变化是：黑色变红色；一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳；此实验装置的主要优点是环保，其理由是一氧化碳被点燃生成二氧化碳，不污染环境，并且节约能源；故答案为：H2O；黑色变红色；CO + CuO Cu+CO2；一氧化碳被点燃生成二氧化碳，不污染环境，并且节约能源；,针对训练1（2015广州）实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。,（1）选择发生和收集O2的装置，填写在下表中（填字母）。,（2）如果用MnO2与浓H2SO4加热制备O2，可选用的发生装置是 （填字母）。 （3）选用F装置收集气体时，下列实验操作正确的是 （填序号）。 反应前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着瓶口，倒立在盛水的水槽中,B,A,D或F,C,开始反应后,等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶 收集气体后，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽 （4）实验室用KMnO4制备O2的化学方程式是 。若需制备3.2g O2，至少需要消耗 gKMnO4(已知KMnO4的相对分子质量为158),2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,31.6,
