第15講：氣體的制取與凈化

第16講氣體的制取與凈化

1．初步學(xué)習(xí)運(yùn)用簡(jiǎn)單的裝置和方法制取某些氣體。

2．初步學(xué)會(huì)常見(jiàn)氣體(O2、CO2)的檢驗(yàn)方法，并能描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3．初步學(xué)會(huì)常見(jiàn)氣體的凈化方法。1．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳可以選用的發(fā)生裝置是()。2．(泰州)已知同溫同壓下，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量越小密度就越小，則下列氣體中密度最小的是(）A．CH4B．COC．SO2D．N2BA3．下列有關(guān)“固—液反應(yīng)，不需加熱”的氣體發(fā)生裝置合理的是()。

解析：C中長(zhǎng)頸漏斗的位置錯(cuò)誤，應(yīng)該插入到液面以下；D中用的是分液漏斗，正確。

答案：D4．（臨沂)使用下圖裝置可以進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)中的（）

A．鋅與稀硫酸制取、收集氫氣B．KClO3

與MnO2制取、收集氧氣C．KMnO4制取、收集氧氣D．過(guò)氧化氫溶液與MnO2

制取、收集氧氣D(2)用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式為：__________________________________，若選擇A和E裝置制取并收集氧氣，則要對(duì)A裝置進(jìn)行的改進(jìn)是__________________，證明氧氣已收集滿的方法是_____________________________________________________________。(3)組裝一套實(shí)驗(yàn)室制取并收集二氧化碳的裝置，可選用圖中__和__。(1)寫(xiě)出帶有標(biāo)號(hào)的儀器名稱：a________，b________。集氣瓶△E試管2KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑在試管口放一團(tuán)棉花將一根帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明已收集滿了B5．老師為同學(xué)們提供了如下實(shí)驗(yàn)裝置：2KClO3=====2KCl＋3O2↑。(3)雙氧水與二氧化錳：___________________________。一、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣1．反應(yīng)原理△(1)加熱高錳酸鉀：__________________________________。(2)加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物_______________________________：MnO2△MnO22KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑2H2O2=====2H2O＋O2↑2．發(fā)生裝置

加熱高錳酸鉀選裝置________(填裝置序號(hào)，下同)；加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物選裝置____________；二氧化錳催化雙氧水分解選裝置________。AAB3．收集裝置向上排空氣

收集氧氣可以選擇__________法收集，也可以選擇________________法收集。

4．操作步驟(以加熱高錳酸鉀分解為例)熄滅酒精燈

______________________；裝藥品；固定裝置；加熱；____；將導(dǎo)氣管移出水面；______________。排水檢查裝置氣密性收集5．檢驗(yàn)與驗(yàn)滿(1)檢驗(yàn)：用帶火星的木條伸到集氣瓶中，若______________，則表明是氧氣。(2)驗(yàn)滿：將帶火星的木條________________，若木條復(fù)燃，則表明已集滿。木條復(fù)燃伸到集氣瓶口二、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳1．原理稀鹽酸

實(shí)驗(yàn)室用_________________和______制取二氧化碳，反應(yīng)方程式為：_____________________________。 2．發(fā)生裝置和收集裝置大理石(或石灰石)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑3．操作步驟稀鹽酸

檢查裝置氣密性；裝藥品(先裝________，后加________)；固定裝置；收集；撤裝置。

4．檢驗(yàn)與驗(yàn)滿

(1)檢驗(yàn)：將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若__________________，表明是二氧化碳。

(2)驗(yàn)滿：將燃著的木條________________，若木條立即熄滅，表明已集滿。大理石石灰水變渾濁伸到集氣瓶口固固加熱型固液常溫型裝置裝置A裝置B適用氣體O2、NH3CO2、O2、H2考點(diǎn)常見(jiàn)氣體的制取【方法技巧】1．實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置。排水法排空氣法向上排空氣法向下排空氣法依據(jù)不與水反應(yīng)，在水中的溶解度小不與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)，密度比 空氣大不與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)，密度比 空氣小裝置適用氣體O2、H2、CH4CO2、O2H2、NH3、CH42．實(shí)驗(yàn)室制取氣體的收集裝置。3.氣體的凈化、干燥與檢驗(yàn)。(1)氣體的凈化。①氣體凈化的原則：不減少被凈化的氣體的量(但可以增加)；不引入新的雜質(zhì)。②氣體凈化的方法。a．吸收法：用吸收劑將雜質(zhì)氣體吸收除去。b．轉(zhuǎn)化法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將雜質(zhì)氣體轉(zhuǎn)化為所要得到的氣體。吸收劑可除的氣體雜質(zhì)吸收劑可除的氣體雜質(zhì)水

可溶性氣體HCl、NH3

等NaOH固 體CO2、HCl、H2O

無(wú)水CuSO4H2O堿石灰CO2、HCl、H2O灼熱的銅網(wǎng)O2NaOH溶液CO2、HCl灼熱的CuOH2、CO濃硫酸H2O③常見(jiàn)氣體凈化的吸收劑。(2)氣體的干燥。

①干燥劑的選擇原則：酸性干燥劑不能用來(lái)干燥堿性氣體；堿性干燥劑不能用來(lái)干燥酸性氣體；干燥中性氣體時(shí)，酸、堿性干燥劑均可。干燥裝置的選擇由干燥劑的狀態(tài)決定。干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體干燥裝置名稱或化學(xué)式酸堿 性狀態(tài)濃硫酸酸性液態(tài)H2、N2、O2CO2、HCl、CH4、CO等NH3裝置1

堿石灰

(固體NaOH、 生石灰)堿性固態(tài)H2、O2、N2 CH4、CO、

NH3

等CO2、SO2、

HCl裝置2或 裝置3無(wú)水CaCl2中性固態(tài)除NH3外所 有氣體NH3裝置2或 裝置3②常見(jiàn)的干燥劑(裝置見(jiàn)③)。

一般來(lái)說(shuō)，固體 干燥劑選裝置2或裝置3，液體干燥劑選裝置1。注 意：球形干燥管 要“大進(jìn)小出”洗氣瓶要“長(zhǎng)進(jìn)短出”裝置1裝置2裝置3③常用干燥裝置。(3)氣體的制取、檢驗(yàn)和凈化中的“先”、“后”順序。①制取氣體時(shí)，先檢查氣密性，后裝藥品，先凈化后收集。②檢驗(yàn)氣體時(shí)，先驗(yàn)水后驗(yàn)雜(其他氣體雜質(zhì))。③凈化氣體時(shí)，先除雜后干燥?！纠?】(廣東)現(xiàn)有以下裝置、儀器和藥品。請(qǐng)根據(jù)要求回答問(wèn)題：(1)寫(xiě)出儀器的名稱：E________，F(xiàn)________。

(2)圖A實(shí)驗(yàn)室制氧氣的裝置有兩處錯(cuò)誤，請(qǐng)改正錯(cuò)誤：_________________；_____________________________。

(3)裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________________________；把H與B組合，操作彈簧夾可以使反應(yīng)停止或發(fā)生，還可以從“C至H”中選擇儀器________(填序號(hào))組裝成一個(gè)可隨時(shí)使反應(yīng)發(fā)生或停止的裝置；若用H2O2和MnO2制取O2，且能獲得平穩(wěn)的氣流，應(yīng)選E(或F)與________組合。(4)若用下圖Ⅰ所示醫(yī)用塑料袋排空氣法收集H2，則H2導(dǎo)入端為_(kāi)_______(填“a”或“b”)。

(5)用上圖J所示礦泉水瓶可以證明CO2與NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，其現(xiàn)象是__________________，應(yīng)做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)是____________________________。

點(diǎn)撥：裝置A的錯(cuò)誤可以從是否試管口略向下傾斜和是否塞了棉花去考慮；多孔塑料板可以控制反應(yīng)的反應(yīng)和停止，分液漏斗主要是控制反應(yīng)速率。答案：(1)試管錐形瓶(2)試管口應(yīng)放一團(tuán)棉花試管口應(yīng)略低于試管底部CEHD(3)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑(4)b(5)礦泉水瓶變癟(或扁)用等體積水重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)【例2】(梅州)請(qǐng)根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置回答問(wèn)題。

(2)實(shí)驗(yàn)室若用裝置A制取氧氣，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________ 選用高錳酸鉀，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________________，在試管口放一團(tuán)棉花的作用是___________________________________________。(1)寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱：a___________，b________?！鏖L(zhǎng)頸漏斗酒精燈2H2O2====2H2O＋O2↑MnO22KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管

(3)實(shí)驗(yàn)室收集二氧化碳應(yīng)選用裝置______(填序號(hào))。若收集某氣體只能采用裝置E，由此推測(cè)該氣體具有的性質(zhì)是________________________。

D溶于水且密度小于空氣考點(diǎn)常見(jiàn)氣體的制取1．(佛山)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及氣體流向(“→”表示)。氣體流向)正確的是( A．干燥氨氣

C．收集氨氣B．收集氫氣D．收集氧氣C2．(廣州)實(shí)驗(yàn)室常用排空氣法收集干燥的氣體。下圖是兩種簡(jiǎn)易的排空氣集氣裝置。用編號(hào)填空：（1）實(shí)驗(yàn)室收集CO2

選用______，收集O2

用_____。

(2)如果要收集SO2應(yīng)選用____，收集CH4

選用___。

A

AA

B

3．(清遠(yuǎn))化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)所取得的豐碩成果，是與實(shí)驗(yàn)的重要作用分不開(kāi)的。結(jié)合下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置回答問(wèn)題：ABCDE(1)寫(xiě)出指定儀器的名稱：①______，②_________。集氣瓶

(2)實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水醋酸鈉固體、NaOH和堿石灰共熱制取密度比空氣小、難溶于水的甲烷： 堿石灰 CH3COONa＋NaOH=====CH4↑＋Na2CO3

_(填字母，下同)，可選用的

可選用的發(fā)生裝置是_____收集裝置是________。試管AD、E

(3)實(shí)驗(yàn)室可用B裝置制取的氣體是____(任答一種)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________________，收集該氣體的裝置是_______。Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑D、EH2(4)實(shí)驗(yàn)室通常用如右圖所示的洗氣裝置對(duì)氧氣進(jìn)行干燥，洗氣瓶里面填裝的藥品可以是________。A．濃硫酸B．氫氧化鈉溶液C．生石灰D．氯化鈉固體A4．(肇慶)請(qǐng)根據(jù)下圖回答問(wèn)題。(1)儀器A的名稱是________，儀器B的名稱是______________。長(zhǎng)頸漏斗

(2)用KClO3與MnO2混合制取和收集純凈的O2，應(yīng)選用上圖中的______(填序號(hào))，反應(yīng)的化學(xué)方程式：

_________________________

(3)實(shí)驗(yàn)室制取和收集CO2，應(yīng)選用上圖中的_____(填序號(hào))，反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________；如何檢驗(yàn)已集滿一瓶CO2氣體：_____________________________________________________________。試管

ACDH2KClO3=====2KCl＋3O2↑MnO2ABEFCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑將燃著的木條伸到集氣瓶口，若火焰熄滅，則已集滿(4)右圖為某同學(xué)組裝的制取H2并還原CuO的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)你指出其中的錯(cuò)誤：①_______________________；②__________________________；③_____________________________________________。長(zhǎng)頸漏斗未插入液面下盛

CuO

的試管口未向下傾斜通H2

的導(dǎo)管未伸到裝CuO的試管底部下圖是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的幾種裝置。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）指出有編號(hào)的儀器名稱：①

，②

。（2）利用上述A、D裝置的組合可以制取的一種氣體是

，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取該產(chǎn)氣體反應(yīng)方程式：______________________。

（3）某同學(xué)欲收集一種難溶性氣體，認(rèn)為E裝置可以代替B裝置。請(qǐng)簡(jiǎn)述該同學(xué)應(yīng)如何使用E裝置？分液漏斗

集氣瓶

O2

（或CO2）E裝置充滿水后正放，氣體由b端進(jìn)入。（或E裝置充滿水后倒放，氣體由a端進(jìn)入。）中考鏈接1.在下列中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置中:(1)請(qǐng)寫(xiě)出有標(biāo)號(hào)儀器的名稱：①___________；②__________。(2)若制取的一種氣體是氧氣，應(yīng)選用的收集裝置是____________(填序號(hào)，下同)。酒精燈試管C或D(3)在常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應(yīng)用_________裝置進(jìn)行收集，以便將尾氣吸收處理，避免造成大氣污染。BE左右2.為了避免實(shí)驗(yàn)失敗甚至造成嚴(yán)重后果，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)必須嚴(yán)格遵循操作的順序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等氣體時(shí)必須先檢查裝置的氣密性，再向容器中裝入藥品。請(qǐng)你仿照示例填寫(xiě)下表中的空格：必須嚴(yán)格遵循操作順序的實(shí)驗(yàn)先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等氣體先檢查裝置的氣密性再向容器中裝入藥品（1）先再（2）先再3.實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制備和收集氣體的部分裝置為（1）①用高錳酸鉀制備氧氣，選用的發(fā)生裝置為

（填序號(hào)）;

②選用該裝置的理由是

。③使用該裝置的注意事項(xiàng)之一是___________________。

④使用該裝置還可完成的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的名稱是________。

（2）①石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制CO2氣體，選用的收集裝置為

（填序號(hào)）;

②能用該裝置收集的氣體必須具備的物理性質(zhì)是

；

③要證明集氣瓶?jī)?nèi)已經(jīng)收集滿二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)該進(jìn)行的操作和觀察到的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；

④假若二氧化碳?xì)怏w始終不能收集滿，除裝置漏氣外，還可能的一種原因是

。丙密度比空氣大用點(diǎn)燃的木條放在集氣瓶口，木條熄滅4.實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來(lái)制取氨氣。常溫下NH3是一種無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小。NH3極易溶于水，其水溶液呈堿性。⑴現(xiàn)選擇合適的裝置來(lái)制取并收集NH3，應(yīng)該選擇的發(fā)生裝置是

，收集裝置是_________。⑵若用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙來(lái)檢驗(yàn)NH3，產(chǎn)生的現(xiàn)象是______。ＡＤ濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色確定某種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)不需考慮的是（）A、反應(yīng)所需的藥品和條件B、實(shí)驗(yàn)裝置C、氣體的驗(yàn)證D、氣體的用途下圖是常用的制取氣體的裝置圖：ABCDE（1）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，發(fā)生裝置可用

，還應(yīng)該在試管口放

，目的是

，試管口

試管底，反應(yīng)的文字表達(dá)式和化學(xué)方程式

，收集裝置選

，若用C收集，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先

再

。（2）利用雙氧水、二氧化錳制取氧氣可選用上述

作為發(fā)生裝置，收集裝置用

，發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式和化學(xué)方程式為

,利用上述發(fā)生裝置還能制取的氣體是

，收集裝置可以用

，反應(yīng)的文字表達(dá)式和化學(xué)方程式是

。（3）連接好裝置之后，我們要做的第一件事是

，方法是

當(dāng)用D裝置收集氧氣或二氧化碳時(shí)，我們還要進(jìn)行驗(yàn)滿操作，怎樣驗(yàn)滿？根據(jù)制取的氣體來(lái)選擇發(fā)生裝置：（1）鋅和稀硫酸制氫氣（）（2）加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物可得到氨氣（）（3）硫化亞鐵固體和稀鹽酸混合可得到硫化氫氣體（）AB對(duì)比下列兩個(gè)氣體發(fā)生裝置，指出它們的各自的優(yōu)點(diǎn)。1、便于隨時(shí)添加液體

2、能控制反應(yīng)的速度1、便于添加液體2、能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止選擇下列合適的儀器組裝制取二氧化碳的發(fā)生裝置（有幾種選擇就寫(xiě)幾種）。雙孔塞單孔塞利用下列裝置也可以用來(lái)收集氣體，如果用該裝置收集氧氣、氫氣，進(jìn)氣口分別是A還是B？水A.b導(dǎo)管口連接病人呼吸氧氣的膠管。B.a導(dǎo)管連接供給氧氣的鋼瓶。C.b導(dǎo)管連接供給氧氣的鋼瓶。D.該裝置可用來(lái)觀察輸出氧氣的速度。下圖所示裝置，有洗氣、儲(chǔ)氣等用途。醫(yī)院在給病人輸氧氣時(shí)也利用了類(lèi)似裝置，以下說(shuō)法不正確的是（）C甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。實(shí)驗(yàn)室通常加熱無(wú)水醋酸鈉和堿石灰反應(yīng)制取甲烷氣體，實(shí)驗(yàn)室可選擇下圖中的

和

組成制取甲烷氣體的裝置，若改變裝置中的藥品，還可以制取

。若用F收集甲烷氣體，氣體從

端（填“左、右”）進(jìn)入。FO2、CO2的制?。◤?fù)習(xí)）無(wú)變化濾紙條變紅澄清石灰水變渾濁已知濃硫酸能干燥氣體。如圖所示，當(dāng)A裝置中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過(guò)B中濃硫酸的干燥后，再通入以下裝置：C干燥的浸有紫色石蕊試液的濾紙條；D潮濕的浸有紫色石蕊試液的濾紙條；E澄清石灰水，分別出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？C：____________D：________________E：_____________

并說(shuō)明原因。下圖是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的幾種裝置。分液漏斗

集氣瓶

O2

（或CO2）E裝置充滿水后正放，氣體由b端進(jìn)入。（或E裝置充滿水后倒放，氣體由a端進(jìn)入。）

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）指出有編號(hào)的儀器名稱：①

，②

。（2）利用上述A、D裝置的組合可以制取的一種氣體是

，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取該產(chǎn)氣體反應(yīng)方程式：______________________。

（3）某同學(xué)欲收集一種難溶性氣體，認(rèn)為E裝置可以代替B裝置。請(qǐng)簡(jiǎn)述該同學(xué)應(yīng)如何使用E裝置？在下列中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置中:(1)請(qǐng)寫(xiě)出有標(biāo)號(hào)儀器的名稱：①___________；②__________。(2)若制取的一種氣體是氧氣，應(yīng)選用的收集裝置是____________(填序號(hào)，下同)。酒精燈試管C或D(3)在常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是__________；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應(yīng)用_________裝置進(jìn)行收集，以便將尾氣吸收處理，避免造成大氣污染。BE左右為了避免實(shí)驗(yàn)失敗甚至造成嚴(yán)重后果，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)必須嚴(yán)格遵循操作的順序，例如，制取O2

、H2

、CO2

等氣體時(shí)必須先檢查裝置的氣密性，再向容器中裝入藥品。請(qǐng)你仿照示例填寫(xiě)下表中的空格：必須嚴(yán)格遵循操作順序的實(shí)驗(yàn)先做什么再做什么示例：制取O2、H2、CO2等氣體先檢查裝置的氣密性再向容器中裝入藥品（1）先再（2）先再實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制備和收集氣體的部分裝置為（1）①用高錳酸鉀制備氧氣，選用的發(fā)生裝置為

（填序號(hào)）;

②選用該裝置的理由是

。③使用該裝置的注意事項(xiàng)之一是_______________。

④使用該裝置還可完成的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的名稱是。

（2）①石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制CO2氣體，選用的收集裝置為

（填序號(hào)）;

②能用該裝置收集的氣體必須具備的物理性質(zhì)是

；

③要證明集氣瓶?jī)?nèi)已經(jīng)收集滿二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)該進(jìn)行的操作和觀察到的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

；