常见气体的制取、净化与搜集

常见气体的制取、净化和搜集

1．重点是：初中化学要求的三种常见气体：O2、H2、CO2的制取原理、发生装置、净化和干燥装置及气体搜集装置和尾气处置装置，常见气体制备的操作步骤。

2．难点是：气体制取装置的选择及制备原理，气体制备的操作步骤，气体净化和干燥装置的选择。

3．考点是：O2、H2、CO2三种气体制取原理的化学方程式的书写、药品的选择、制取装置的选择及实验操作步骤的肯定或排序、气体净化、干燥及搜集装置的肯定或选择，通过对三种气体制备时反映物的状态、反映条件的分析解决其他类似情形下气体的制取（如CH4、NH3、H2S等），按照气体发生装置的工作原理进行变形或转换。常见气体的制取、净化和搜集是化学实验的主要也是重要组成部份，是学生学好化学实验关键内容。因此，它是历年中考化学实验部份主要考察内容，题型多样，分量大，有时还往往与其他气体或物质的性质综合在一路出此刻综合实验题中。

【经典范例引路】

例1 实验室里用加热高锰酸钾法制氧气的步骤包括：①点燃酒精灯给试管加热；②将高锰酸钾加入大试管中，用带导管的塞子塞紧并固定在铁架台上；③检查装置的气密性；④用排水法搜集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管移出水槽。正确操作的顺序是（ ）

A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑤⑥

C．③②①④⑥⑤ D．③②①④⑤⑥

【解题技能点拨】

本题是对实验室制取氧气操作步骤的考察。常见气体制备的操作步骤为：O2按“检、药、固、热、集、移、熄”的操作顺序进行。检：检查装置气密性；药：将药品装入大试管；固：用铁夹将大试管固定在铁架台下；热：给试管加热；集：搜集气体；移：把导气管移出水面；熄：熄灭酒精灯；H2：按“检、药、固、注、验、集、停”的顺序进行。注：向大试管中注入稀酸溶液；验：查验氢气的纯度；停：关闭活塞或用弹簧夹牢牢夹住橡皮塞，使反映停止；CO2：按“检、药、注、集、验”的顺序进行。验：查验是不是集满CO2。方式：将燃着的木条平置于集气瓶口，若火焰熄灭，表明已集满CO2气体，不然未满。按如实验室制取氧气的操作顺序，正确选项应为C。

答案：C

例2 （1）选择实验室制取和搜集氧气、氢气和二氧化碳气体的仪器装置图。（填“√”）

（2）写出实验室制取氧气的化学反映方程式_________________________。

（3）在实验室中，常常利用加热固体NH4Cl和Ca（OH）2混合物的方式制氨气，反映方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2+2H2O＋2NH3↑。已知在标准状况下，氨气的密度为克／升，空气的密度为克／升，且在常温常压下，1体积的水能溶解700体积的氢气，则制备氨气应选择上图中的____________，搜集氨气应选择上图中的____________。（填序号）

（2001年天津市中考题）

【解题技能点拨】

本题主要考察了实验室制取O2、H2、CO2的制取装置、搜集装置及实验室制取氧气的反映原理，另外，还要求考生针对三种气体的反映原理、反映条件及装置回答实验室制取氨气的有关问题。本题既考察了学生对基础知识的掌握情形，又通过给信息的形式考察学生的综合思维、迁移能力及创造力，是一道综合性、思维性、灵活性较强综合实验题。气体发生装置是由制取气体反映原理决定的，O2、CO2、H2的发生装置只有两类型，即固—固反映加热型和固—液反映不加热型。制取O2属于固—固反映加热型，发生装置选A；制取H2和CO2都属于固—液反映不加热型，发生装置都选B。气体的搜集装置主要由气体的物理性质（密度和水溶性）决定。O2密度比空气大且不易溶于水，可用向上排气法和排水法搜集，装置选C和E；H2的密度比空气小且难溶于水，可用向下排气法和排水法搜集，装置选D和E；CO2密度比空气大但能溶于水，只能用向上排气法搜集，装置选C。实验室可用加热高锰酸钾或氯酚钾和二氧化锰的混合物制取氧气，制取反映都属于分解反映。按照（3）中所给信息，实验室常常利用加热固体NH4Cl和Ca（OH）2的方式制取NH3，制取装置属固—固反映加热型，同实验室制O2，发生装置应选A；由于氨气密度比空气小，且常温常压下极易溶于水，因此搜集氨气只能用向下排空气法，搜集装置选D。

答案：(1)

√ √

√

√ √ √

√ √

（2）2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑或（2KClO3 MnO 22KCl＋3O2↑） （3）A；D

【同步达纲练习】

1．下表所列实验室制取向关气体的原料与搜集方式中，错误的是（ ）

A B C D

制取的气体 O2 H2 CO2 CO2

使用的原料 KClO3、KMnO4 Cu、稀H2SO4 石灰石、稀H2SO4 大理石 稀盐酸

收集方法 排水法 向上排气 排水法 向下排气 向上排气 向上排气

2．实验室制取氨气，用的原料是氯化铵粉末和熟石灰，反映需在加热条件下进行。和制氨气发生装置相同的是（ ）

A．制氢气的装置 B．制二氧化碳的装置

C．制氧气的装置 D．用氢气还原氧化铜的装置

3．下列各组气体可用同一种实验室常常利用的方式搜集，且该方式又是每种气体最佳搜集方式的是（ ）

A．H2、O2、CO B．H2、O2、CO2

C．H2、CO2、CO D．O2、CO2、CO

4．制备干燥的CO2，应选择的一组试剂是（ ）

A．Na2CO3、HCl、稀H2SO4 B．CaCO3、HCl、NaOH（固）

C．CaCO3、稀H2SO4、浓H2SO4 D．CaCO3、HCl、浓H2SO4

5．下列方式中不属于实验室制气方式的是（ ）

①由水煤气制取氢气 ②锌和稀H2SO4制取氢气 ③电解水制氢气 ④分离空气制氧气

⑤加热高锰酸钾制氧气 ⑥煅烧石灰石 ⑦大理石与盐酸作用制CO2

A．②⑤⑦ B．②③⑤⑦ C．①④⑥ D．①③④⑥

6．将N2、CO、CO2、H2和水蒸气依次通过石灰水、灼热的氧化铜，浓硫酸（假设反映完全），最后所得气体中含有（ ）

A．N2和H2O B．N2 C．N2和CO2 D．N2和H2

7．实验室用简易发生装置制取氢气（用排水法搜集），下列叙述错误的最（ ）

A．盛放药品前要检查装置的气密性 B．反映类型属于置换反映

C．加入的酸液的体积至少要浸没锌粒 D．直接在导管口点燃氢气

8．实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检查装置的气密性 ②按要求装配好仪器

③向漏斗中注入酸液 ④向广口瓶中放入小块的大理石 ⑤搜集气体。下列操作顺序正确的是

（ ）

A．①②③④⑤ B．②①④③⑤

C．①④②③⑤ D．②③④①⑤

9．实验室制氧气，大致可分为下列步骤：a．点燃酒精灯，加热试管；b．检查装置气密性；c．将高锰酸钾装入试管，试管口处塞一团棉花，用带导管的塞子塞紧试管，并把它固定在铁架台上；d．用排水法搜集氧气；e．熄灭酒精灯；f．将导气管从水槽中掏出。正确的操作顺序是（ ）

A．bcadfe B．bcadef C．cbadef D．cbadfe

10．制取氧气的方式有：①加热氯酸钾；②加热高锰酸钾；③加热氯酸钾和二氧化锰的混合物；④加热氧化汞；⑤加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物；⑥水中通入直流电。下列用于实验室制取氧气方式的选择中，都正确的是（ ）

A．①②③ B．②③④ C．②③⑤ D．②③⑥

11．下图所示装置，有洗气、储气等用途。在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法不正确的是（ ）

A．B导管连接供给氧气的钢瓶

B．B导管连接病人吸氧气的塑胶管

C．该装置可用来观察最否已有氧气输出

D．该装置可用来观察输出氧气的速度

12．下列仪器中，安装实验室制氧气的发生装置不需选用的是（ ）

13．按照下面的实验装置图回答问题：

（1）指出图中标有数字的仪器名称：①____________，②____________。

（2）在实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的实验中，B装置可用于制备____________和____________气体；F装置可用于搜集____________和____________气体；二氧化碳气体只能用____________装置搜集。

（3）用氢气还原氧化铜应选择的装置是____________。

（4）写出实验室用石灰石和稀盐酸反映制取二氧化碳的化学方程式：____________。

14．实验室用下图中部份装置来制取并搜集二氧化碳气体：

（1）装置A中反映的化学方程式_________________________。

（2）搜集CO2时不能用B装置的原因是_________________________。

用C装置来搜集CO2时导管口下端位置应在____________处（选填a或b）；查验所得气体是不是为CO2的反映原理是（用化学方程式表示）_________________________。

（3）因实验需要，有甲、乙两个化学兴趣小组预备对装置做如下改良：

甲组：将试管换成锥形瓶（配适用的双孔塞），以便制得较多量的CO2；

乙组：将长颈漏斗换成普通漏斗，以使操作更方便。

你以为以上可行的是____________组的方案。

15．选择下图所示的仪器装置（图中A～F为装置符号）。

（1）写出装置中标号仪器的名称：甲____________；乙____________。

（2）实验室制取氢气时，常选用的药品是____________和____________。

（3）制取氢气的装置是（写出装置序号）____________。

（4）搜集氢气的装置是（填写序号）____________，选用此装置搜集氢气的理由是_________________________。

16．按照气体实验室制法的思路和方式回答：

（1）实验室制取氧气应选用的药品是____________，反映的条件是____________。

（2）实验室制取气体，应选择什么样的实验装置，第一要研究____________的状态，____________的性质和反映的____________等。

（3）用排水法搜集氧气，若看到水槽中____________，则说明氧气已搜集满了。查验集气瓶里是不是充满了二氧化碳的方式是_________________________。

（4）应按如实验装置本身的特点，设计合理的实验操作步骤和方式。如制氧气，实验前必需要检查装置的____________；若用排水法搜集氧气，实验结束后，先要____________，然后再____________。