常见物质及气体的制取练习

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常见物质及气体的制取一、空气1.空气成分的研究史(1)18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里,分别发现并制得了氧气。

(2)法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具,用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。

其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

2.空气中氧气成分的测定(1)装置:如下图。

(2)实验现象:A.红磷燃烧发出黄白色火焰,放出热量,冒出白色浓烟。

B.装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占瓶子容积的1/5。

(3)实验结论:说明空气不是单一的物质;氧气约占空气总体积的1/5。

(4)原理:。

(5)注意事项:A.导致测量结果偏小的原因:B.导致测量结果偏大的原因:C.不能换用木炭、硫磺、铁、镁等物质代替磷的原因?3.空气的主要成分:空气成分口诀:氮七八氧二一,零点九四是稀气;零点零三有两个,二氧化碳和杂气。

4.主要气体的主要用途氧气:二氧化碳:氮气:稀有气体:5.空气的污染及防治(1)空气污染的污染物是有害气体和烟尘。

污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳(三大有害气体),还包括工业废气等方面。

(2)计入空气污染指数的有:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧(无二氧化碳)。

(3)空气污染的危害:造成世界三大环境问题(温室效应、臭氧层破坏、酸雨)二、氧气(1)氧气的物理性质和用途:1.色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体;2.密度:标准状况下,密度为1.429g/L ,略大于空气。

(可用向上排空法)3.溶解性:氧气不易溶于水。

(可用排水法收集),4.三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。

5.用途:供给呼吸,作为助燃剂,氧化剂。

(2)氧气的化学性质:三、水的分类和净化1.纯水与天然水、硬水与软水2.水的净化 物质 实验现象(在O 2中燃烧)反应原理注意 碳 磷硫 铁 镁区别 转化关系纯水 纯净物,澄清透明区别: 。

天然水 混合物,常呈浑浊硬水 含有较多可溶性钙、镁化合物检验: 。

转化: 。

软水 不含或含较少可溶性钙、镁化合物 净化方法 原理作用沉淀 静置,使不溶性杂质沉降并与水分层 过滤 把液体与不溶于液体的固体分离吸附 利用木炭或活性炭的吸附作用把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在表面 蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水3.蒸馏(蒸馏得到的水是净化程度最高的水,如右图)。

(1)原理:根据液态混合物中各成分的不同进行分离。

(2)适用范围:分离和提纯液态混合物,或把混在溶液中的杂质除去。

(3)注意:蒸馏烧瓶下面必须垫上石棉网。

蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片)——防止加热时暴沸。

温度计的水银球应对着蒸馏烧瓶的支管口。

冷却水的流向应跟蒸气的流向相反。

4.水的组成4.1电解水实验(1)一般在水里加入少许硫酸或氢氧化钠,目的是为了。

(2)正极得到的气体为;负极得到的气体为。

(3)氧气与氢气的体积比为,质量比为。

4.2原理:。

4.3由电解水实验可知:A.水是由氢元素、氧元素组成的;B.一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。

3.4氢气(1)氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气的小。

(2)氢气在空气里燃烧时,产生淡蓝色火焰,燃烧产物是水,被认为是最清洁的燃料。

(3)混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸,所以在点燃氢气前一定要验纯。

(4)验纯的方法:用拇指堵住集满氢气的试管口,移近火焰,松开大拇指,点燃气体,若发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯,声音很小则证明氢气较纯。

【例题精讲】例1.人类的生存离不开空气,如图所示为空气成分示意图,下列有关空气的说法中正确的是()A.X、Y、M均为纯净物B.X约占空气质量的78%C.红磷在X中燃烧放出白烟D.灯泡和食品包装中均可充入X作为保护气例2.右图为测定空气中氧气含量的实验装置.下列有关说法正确的是()A.燃烧匙中的红磷越多,水位上升越高B.燃烧匙中的红磷可用硫或木炭代替C.选用红磷是因为反应可以耗尽氧气,生成固态的五氧化二磷D.本实验可以证明空气含有氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体例3.下列有关物质的性质及相关用途的叙述,正确的是()①氧气易溶于水,使得鱼能在水中生存;②氮气的化学性质不活泼,可用作粮食和食品仓库的保护气;③氧气能支持燃烧,所以可用作火箭的高能燃料;④由于稀有气体有惰性,所以常用作保护气.A.①②③B.①②④C.①③D.②④例4.下列关于氧气的说法,错误的是()A.铁、硫、蜡烛在氧气中的燃烧都是化合反应B.氧气能与大多数的金属、某些化合物反应,化学性质比较活泼C.夏天鱼池内需要增氧,是因为温度升高,氧气在水中的溶解度减小D.氧气供给呼吸,它和体内物质反应,释放能量,维持生命活动的需要例5.下列关于“物质——用途——性质”的说法不正确的是()A.氧气——火箭发射——可燃性B.干冰——制冷剂——升华吸热C.氮气——食品防腐——常温下化学性质稳定D.稀有气体——霓虹灯——通电能发出不同颜色的光例6.如图是关于氧气化学性质的部分知识网络,关于该图说法正确的是()A.S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟B.Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物相同C.Ⅰ类反应放出热量,Ⅱ类反应吸收热量D.Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性例7.“以崇尚科学为荣,以愚昧无知为耻”.下列叙述不科学的是()A.区别硬水与软水常用肥皂水B.将自来水加热煮沸,即可以杀死细菌,又可以使硬水软化C.加碘食盐的“碘”是指碘元素D.净化水的方法中单一净化程度最高的是过滤例8.河水净化的主要步骤如图所示.有关说法错误的是()A.步骤Ⅰ可除去难溶性杂质B.X试剂可以是活性炭C.步骤Ⅲ可杀菌、消毒D.净化后的水是纯净物例9.净化水的方法有:①过滤、②加明矾吸附沉降、③蒸馏、④消毒杀菌.要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水,应选用的方法和顺序为()A.②①④B.①②④C.②④①③D.①②③④例10.如图为验证水的组成的实验装置,下列有关说法正确的是( ) A.正极和负极产生的气体质量比为1:2 B.正极产生的气体能使带火星的木条复燃 C.水是由一个氧元素和两个氢元素组成的 D.该变化中的最小粒子为氢分子和氧分子例11.推理是一种重要的学习方法.下列推理中正确的是( ) A.单质是由一种元素组成的纯净物,由一种元素组成的纯净物一定是单质 B.原子和分子都是构成物质的微粒,物质不是由分子构成就一定是由原子构成 C.物质世界由一百多种元素组成,可利用周期表中的元素任意组合制造新物质 D.氧化物中一定含有氧元素,含有氧元素的化合物一定是氧化物例12.小李学习了水的有关知识后,自制了如图所示的简易净水器,下列说法正确的是( ) A.该净水器中的活性炭起吸附作用 B.该净水器可以降低自来水的硬度 C.该净水器能起到杀菌消毒的作用 D.该净水器可将自来水变为蒸馏水四、气体制取及实验制取气体的原理 1.实验室制取气体实验室制取气体原料 原理氧气高锰酸钾2KMnO 4K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑ 过氧化氢溶液和二氧化锰 2H 2O 22H 2O+O 2↑ 氯酸钾和二氧化锰2KClO 32KCl+3O 2↑二氧化碳 大理石或石灰石、稀盐酸CaCO 3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO 2↑氢气 锌粒和稀硫酸Zn+H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑2.工业制取气体工业制取气体原料 方法氧气 空气 分离液态空气(物理方法)二氧化碳 石灰水 CaCO 3CaO+CO 2↑ 氢气水2H 2O2H 2↑+O 2↑发生装置的确定1.实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。

2.确定气体发生装置时应从两个方面考虑:①反应物的状态;②反应的条件。

其具体装置如下图所示:反应物是固体和液体且不需加热反应物是固体且需加热3.固 + 固加热注意事项:(1)加热时,先预热且应用外焰加热 (2)试管口应略向下倾斜(3)药品应平铺于试管底部(4)导管稍露出橡皮塞(5)用高锰酸钾制取氧气时,试管口放一团棉花检查装置的气密性A B CA.用手微热冒气泡B.注入水液面不下降C.向左推长颈漏斗内的液面上升收集装置的确定主要考虑:①气体的密度;②气体在水中的溶解性。

1.具体装置如下:2.气体收集装置注意事项:(1)气体与空气密度的比较,可计算其相对分子质量,空气的平均相对分子质量为29,若大于29,则密度比空气大;若小于29,则密度比空气小。

【当某气体密度与29接近时,最好不用排空气法】(2)用排水法收集气体时应把导管放在集气瓶口。

(3)当使用排水法收集时,需要当气泡连续均匀冒出时,再收集。

(4)用排空气法收集时,应该把导管伸到集气瓶底部,便于排尽空气。

(5)排水法集气比排空气法集气收集到的气体较纯。

3.集满气体后的集气瓶的放置(1)氧气、二氧化碳:盖好玻璃片后正放在桌面上;(2)氢气:盖好玻璃片后倒放在桌面上。

气体的干燥氧气、二氧化碳、氢气都可以用浓硫酸干燥;氢气和氧气还可以用生石灰或氢氧化钠干燥,二氧化碳则不能。

多功能瓶的使用图1 图2 图3 图4 1当瓶子正放时如图1:收集密度比空气大的气体,气体应从a 端导管通入; 收集密度比空气小的气体,气体应从b 端导管通入。

3当瓶子倒放时如图3:收集密度比空气大的气体,气体应从b 端导管通入; 收集密度比空气小的气体,气体应从a 端导管通入。

3.当瓶子装满水如图2:集气时若收集气体,气体都应从a 端通入,水被从b 端排除。

4.当用做气体洗气或气体干燥时(如图4),气体应从长导管通入即“长进短出”。

一氧化碳还原氧化铁 1.装置:如右图。

2.现象:红色粉末逐渐变黑色,澄清石灰水变浑浊。

3.注意事项:⑴先通CO ,再加热;实验完毕,先熄灯,继续通CO 至冷却。

⑵尾气处理:烧掉或用气球收集,防止未反应的CO 污染空气。

⑶注意与H 2、C 、CO 还原CuO 的实验对比【经典例题】例1.下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是( )A. B. C. D.例2.下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图,其中正确的是( )A. B. C. D.aba b例3.实验室制取氧气可以采用加热氯酸钾(白色固体)和二氧化锰混合物的方法,现加热质量相等的两份氯酸钾,一份中混入少量的二氧化锰(b曲线),分别同时加热,放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图象正确的是()A. B. C. D.例4.实验室制取CO2有以下步骤:①连接好装置;②向试管中小心放入几小块石灰石;③向试管中小心注入适量稀盐酸;④检查装置的气密性;⑤收集产生的气体;⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2,以上操作按由先至后的顺序排列正确的是()A.①②③④⑤⑥B.①④②③⑤⑥C.①③②④⑤⑥D.③①②④⑤⑥例5.用集气瓶可完成多种实验.对下列实验示意图的分析正确的是()A.连接Ⅰ、Ⅲ装置,可以制取二氧化碳B.Ⅱ中的液体可以做干燥剂C.Ⅳ、Ⅴ中水的作用相同D.将Ⅰ中药品改为双氧水和二氧化锰,依次连接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置,可以得到干燥的氧气例6.下列有关盛放某些气体的集气瓶,其摆放情况正确的是()例7.通过近一年的化学学习,你已经掌握了实验室制取气体的一些规律,如图提供的实验室常提供的制取和收集气体装置,回答问题:(1)写出图中标号仪器的名称:a 。