实验室制取气体的思路与方法
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题型03 气体制备和除杂题气体制备和净化,是化学实验的基本技能之一,是中考化学的热点。
要求学生根据化学反应原理选择恰当的气体发生装置;根据化学原理分析制备气体中可能含有的杂质,从而选用恰当试剂和装置除去这些杂质,以制备纯净、干燥的气体。
此类试题涉及的仪器种类多、化学实验基本技能杂、气体的种类(甚至包括要求高中掌握的气体)多,所以出题形式变化多样,层出不穷,学生感觉实在不妙……一言难尽。
基于以上原因,本文从题型、解题思路、方法技巧等几个方面,对该类试题做一个全面解读,希望能给同学们中考送上一丝清凉,能以愉悦的心情参加中考,取得骄人的成绩!01 药品的选择02 反应原理03 净化装置04 干燥装置05 收集装置06检验装置07金属的锈蚀条件08尾气处理装置一、气体制备方案流程二、实验室制取气体的思路和方法三、常见气体的制备 1.气体发生装置的选择【装置拓展】制取气体最佳装置的选择装置图装置特点 安装简便 便于添加液体 可控制溶液滴加速度可随时控制反应的发生和停止适用范围用于制取少量气体用于平稳反应并制取较多气体用于剧烈反应并制取较多气体用于平稳反应并持续时间较长的制气2.气体收集装置的选择3.常见气体的检验和验满四、常见气体的净化 1.气体的净化在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气或其他气体杂质,须经过净化与干燥才能得到实验所需的纯净气体。
选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯的物质不反应。
常见气体杂质的吸收剂及净化装置见下表:可吸收的 气体杂质净化装置易溶性气体, 如HCl 等酸性气体,如 CO 2、SO 2、HCl 等CO 2气体中 混有的HCl 气体水蒸气、酸性气体, 如CO2、HCl等还原性气体,如COO22.气体的干燥3.尾气处理(1)常用装置五、注意事项有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序1.制取气体时,先净化后收集。
2.检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。
实验室常见气体的制取精讲常见气体的制取反应原理(1)实验室制取氧气:①用加热高锰酸钾的方法制取氧气:2KMnO 4=====△K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑。
②用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制取氧气:2KClO 3=====MnO 2△2KCl +3O 2↑,其中MnO 2是催化剂。
③用过氧化氢分解的方法制取氧气:2H 2O 2=====MnO 22H 2O +O 2↑,其中MnO 2是催化剂。
(2)实验室制取CO 2气体:实验室常用大理石(主要成分碳酸钙,是块状固体)与稀盐酸反应,制取二氧化碳:CaCO 3+2HCl===CaCl 2+H 2O +CO 2↑。
(3)实验室制取氢气:实验室常用锌和稀H 2SO 4反应: Zn +H 2SO 4===ZnSO 4+H 2↑ 实验装置图反应物的状态 固体与固体 固体与液体 反应的条件 加热不加热适用制取 的气体①加热高锰酸钾制氧气②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气①过氧化氢分解制氧气 ②实验室制取二氧化碳 ③实验室制取氢气注意事项①试管口略向下倾斜 ②加热前要给试管预热③用排水法收集气体,实验完毕,要先将导气管从水槽中取出,然后再熄灭酒精灯 ④高锰酸钾制取氧气,试管口处应放一团棉花 用长颈漏斗添加液体,长颈漏斗的下端应伸到长颈漏斗下端必须伸入液面以下常见气体最佳发生装置的选择:装置图A B C D装置特点安装简单便于添加液体可以控制反应速率可以控制反应的发生与停止适用范围用于制取少量气体制取较多气体用于剧烈反应时可平稳地获取气流用于持续时间很长的气体制取思考:B中从那个仪器添加液体药品?C装置控制反应速率的原因?还可用什么仪器代替分液漏斗?D是如何控制反应的发生和停止的?根据制取气体的实际需要和反应的具体情况,从上述装置中选择最佳适合需要的装置进行气体的制取。
(5)收集装置的选取:选择收集装置要考虑气体的溶解性、能否与水反应、密度、是否有毒性、能否与空气中的某成分发生化学反应等因素。
中考总复习:实验室制取气体的研究及实践【考纲要求】1.掌握实验室制取气体的原理、步骤和操作方法;知道实验室制取气体的要求以及选取药品的原则。
2.了解依据药品状态和反应条件设计实验装置,了解根据气体的性质确定收集气体的方法。
3.能正确分析实验中出现的一些问题,并根据实验的需要改进实验装置。
【知识网络】2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑氧气2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑反应原理2H2O2MnO22H2O+O2↑二氧化碳:CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O氢气:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑固体加热型:发生装置固液不加热型:排水法:收集装置向上排空气法:向下排空气法:【考点梳理】考点一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法1.实验室制取O2、CO2、H2的化学原理:(1)氧气(专题课堂《气体的制备》二、1)2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑2H 2O 2 MnO 22H 2O+O 2↑(2)二氧化碳CaCO 3+2HCl==CaCl 2+CO 2↑+H 2O (3)氢气Zn+H 2SO 4==ZnSO 4+H 2↑ 2.实验设计的依据:3.“多功能瓶”收集气体的方法:任何一种气体,都可以用如图所示的装置进行收集。
(专题课堂《与压强原理有关的化学实验题》多功能瓶)(1)若待收集气体的密度比空气大,则气体由a 管通入,将空气由b 管排出; (2)若待收集气体的密度比空气小,则气体由b 管通入,将空气由a 管排出; (3)若用排水法收集气体,则先在集气瓶中装满水,气体由b 管通入。
【要点诠释】1.制取气体选择药品的原则:速率适中,操作方便,节能环保,气体纯净,杂质易除。
2.实验室几种常见气体制取方法比较: 气体 药品状态装置反应条件 收集方法 O 2 KMnO 4、KClO 3和MnO 2混合物(固+固)管口略向下倾斜的试管加热 向上排空气法或排水法收集O 2 H 2O 2和MnO 2混合物(固+液)竖直试管或锥形瓶不加热 向上排空气法或排水法收集CO 2 大理石(主要成分是CaCO 3)和稀盐酸(固+液) 竖直试管或锥形瓶 不加热 向上排空气法H 2 锌粒和盐酸(固+液) 竖直试管或锥形瓶 不加热 向下排空气法或排水法收集NH 3铵盐和碱石灰混合物(固+固) 管口略向下倾斜的试管加热向下排空气法收集3.根据气体的性质确定气体的收集方法(如下表):(专题课堂《气体的制备》二)收集方法 气体性质 优缺点A .向上排空气法 密度比空气大 干燥、纯度不高B .排水法难溶于水或不易溶于水纯度高、不干燥固体和固体反应(如制O 2) 固体和液体反应(如制H 2、CO 2) 液体和液体反应 反应物的状态反应条件(是否需要加热、加催化剂等)气体发生装置密度比空气大——向上排空气法(CO 2、O 2) 密度比空气小——向下排空气法(H 2、CH 4、NH 3) 排空气法排水法(不易溶于水,不与水反应,如O 2、H 2)气体收集装置C.向下排空气法密度比空气小干燥、纯度不高当气体的密度和空气密度相近且难溶于水时,一般采用排水法。
中考化学专题复习—气体的制取一、制取气体的原理 1、实验室制取气体实验室制取气体原理原料氧气高锰酸钾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 二氧化碳 石灰水 CaCO 3CaO+CO 2↑ 氢气水 2H 2O2H 2↑+O 2↑实验室里制取气体的装置的确定(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 固体反应物(加热)——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 检查装置的气密性复习要点用手微热冒气泡;注入水液面不下降;向右推导管口冒气泡;向右推长颈漏斗内的液面上升(2)确定气体收集装置时主要考虑:①气体的密度;②气体在水中的溶解性。
(3)具体装置如下:当收集气体的密度比空气的密度小时,可用向下排空气法;当收集气体的密度比空气的密度大时,可用向上排空气法;当收集不易溶于水、不与水反应的气体,可用排水法。
气体收集装置注意事项:1、气体与空气密度的比较,可 其相对分子质量,空气的平均相对分子质量为29,则密度比空气大;若小于29,则密度比空气小。
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。
高中常见气体的制备1.常见气体的实验室制法中学化学实验中,应该学会氯气、氯化氢、氧气、硫化氢、二氧化硫、氨气、二氧化氮、一氧化氮、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、乙炔等气体的实验室制法。
应该掌握的具体内容主要有:会选择适宜的反应物,并能熟练地书写有关气体生成的化学方程式;根据反应物的状态和反应条件等因素,选择适宜的气体发生装置,能判断装置图的正误,会组装气体发生装置;根据气体的密度、在水中的溶解性等性质,选择适宜的集气方法与装置;根据所制气体的性质,会用简便的方法检验或验满。
(一)气体的制备思路,可从下面几个方面来归纳:反应原理气体发生装置除杂提纯干燥收集检验尾气处理→→→→→→(二)组装仪器:自下而上,从左到右;气体净化:先净气装置,后干燥装置;(三)操作顺序:1.检验装置的气密性;2.装药品进行实验操作;3.记录实验现象、数据;1、气体制取装置:A. B. C. D.固/液体 + 液体(不加热)固/液体 + 液体(加热) 固体 + 固体(加热) 适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体(装置见图C);(装置D中B管进A管出)2、气体干燥装置(1)气体干燥装置的基本类型和气体流动方向:注意事项:1、固体干燥剂颗粒大小要适当,颗粒太大气体和干燥剂接触面小,不利于干燥效果不好;颗粒太小,气体不易通过,容易堵塞,一般以黄豆粒大小为宜。
2、液体干燥剂用量要适当,并控制好通入气体的速度,为了防止发生倒吸,在洗气瓶与反应容器之间应连接安全瓶。
(2)、气体的分类1、根据酸碱性,酸性气体:CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2S、HBr、HI等碱性气体:只有NH3中性气体:H2、O2、CH4、CO、CH2=CH2、C2H2、N2等2、根据常温氧化还原性强弱,强还原性气体:H2S、HBr、HI、SO2等一般性气体:H2、O2、CH4等(3)、气体干燥剂的类型及选择1、常用气体干燥剂按酸碱性可分为三类:①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。
实验室制取气体的思路与方法
----专题复习
学校:西宁市总寨镇逯家寨学校
姓名:刁世花
一、教学目标
1、通过复习使学生牢固掌握氧气和二氧化碳的实验室制法。
2、通过氧气与二氧化碳的实验室制法比较,引导学生总结出实验室制取气体的思路,并能
够应用实验室制取氧气与二氧化碳的思路去探究其他气体的实验室制法。
3、让学生学会如何运用学到的知识去解决实际问题。
二、教学重点
通过氧气与二氧化碳的实验室制法比较形成制气思路。
三、教学难点
应用思路解决实际问题。
四、教学流程
创设问题情境→学生思考→总结归纳→动画演示→当堂检测→小结→作业布置。
五、教具准备
投影仪、课件、黑板。
六、教学过程
导课:在前面的学习中,我们已经探究了氧气和二氧化碳的实验室制法,对实验室制取气
体的方法已经有了一些具体的感性认识,这节课我们通过复习,总结一下实验室制取气体的思路与方法。
(投影课题)如何在实验室制取气体,这是化学学科的重要内容。
中学阶段,我们要在实验室里制取多种气体,只要我们掌握了实验室制取气体的思路与方法,那么在今后的探究中就有了理论指导。
下面我们先复习一下氧气和二氧化碳的实验室制法。
一、氧气与二氧化碳的实验室制法比较
提问:1、能生成氧气的化学反应我们学过那些?(举手回答)
投影: 2KClO 3=====2KCl + 3O 2
2KMnO 4 2MnO 4 + MnO 2 + O 2
2H 2O 2====2H 2O + O 2
2、哪些反应可用于实验室制取氧气?电解水的反应行吗?为什么?
3、生成二氧化碳的化学反应我们学过哪些?(举手回答)
MnO 2
MnO 2
投影: C +O 2 === CO 2
CaCO 3 === CaO + CO 2
CaCO 3 + 2HCl === CaCl 2 + CO 2 + H 2O
2CuO + C === 2Cu + CO 2
2CO + O 2 === 2CO 2
4、哪些反应可用于实验室制取二氧化碳?为什么?
教师小结:实验室制取气体时,合适的化学反应,选择时考虑如下几个问题:
(1)反应发生的难易程度(条件是否容易达到).
(2)制取装置在实验室条件下能否配置.
(3)成本高低,节能环保等问题也要考虑.
提问:1.选择了制取气体的化学反应,还要考虑什么?(制取装置)
2.制取装置分为哪两部分?(发生装置和收集装置)
3.请同学们选择一下实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置.
投影:两种气体发生装置图(略),供学生选择.
4.能将这两个装置换过来使用吗?为什么?(举手回答)
5.由此可见,选择发生装置还要考虑反应物的状态和条件。
6.请同学们选择一下氧气和二氧化碳的收集装置,并说出理由。
(举手回答)
投影:三种气体收集装置图(略)供学生选择。
7.由此可见,收集装置与收集方法有关,而收集方法与气体的密度和水溶性有关。
8.如果用排水法收集,怎么知道收集满了?用向上排空气法收集氧气和二氧化碳
又怎么知道收集满了呢?也就是怎么验满呢?
9.制出来的气体是不是你要的气体呢?应该怎么办?(对!检验气体。
)那么氧气
怎么检验?二氧化碳怎么检验?(举手回答)
10.由此可见,制取气体,还要考虑检验和验满的问题。
过渡:上述提到的问题只是一个理论上的指导,在具体操作时,还有一些注意事项。
下
点燃
高温
高温
点燃
面我用多媒体展示具体的操作过程,请同学们留意应注意的事项。
多媒体展示并解释:(1)氧气的制取过程(2)二氧化碳的制取过程
二、备战中考:
(投影)(一)应用上述思路制取氢气
教师讲述:我们在学习水的组成时,接触了一种气体叫氢气,下面我们利用上述思路来探究氢气的制取。
请先阅读资料:
投影:氢气是一种高能洁净的燃料,它无色无气味,难溶于水,是所有气体中密度最小的气体。
我们可以通过电解水的方法得到氢气;也可以将稀硫酸(液体)滴到金属锌粒(固体)上得到氢气,同时还得到硫酸锌(化学式:ZnSO
4
)。
提问:1、请同学们选择一个合适的反应(举手回答)
投影: Zn + H
2SO
4
== ZnSO
4
+ H
2
2、请同学们选择合适的制取装置(举手回答)
投影:(1)两种发生装置(2)两种收集装置
(投影)(二)下面制取氢气的装置正确的是()
(装置图略)
(投影)(三)1、硫化亚铁(FeS)是一种黑色块状固体,把稀硫酸滴在硫化亚铁表面,会产生硫化氢气体;实验室常用这个反应制取硫化氢气体。
硫化氢气体是无色、有臭鸡蛋气味的气体,它的密度比空气的大,易溶于水,水溶液叫氢硫酸;硫化氢有剧毒。
请回答下列问题:
(1)制取硫化氢气体时,应选用图中的装置(填代号,下同);收集硫化氢气体时,应选用装置。
(图见投影)
(2)硫化氢气体可以燃烧,当氧气不充分时,燃烧产物是单质硫和水,试写出其化学方程式。
2、甲烷的实验室制法是:用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品,经研磨均匀后装入试管
中,加热后产生甲烷气体。
通常情况下,甲烷是没有颜色、没有气味的气体,比空气轻,极难容于水,很容易燃烧。
请回答下列问题:
(1)本实验的气体发生装置可选用制取(填“二氧化碳”或“氧气”)的气体发生装置;
(2)收集较纯净的甲烷最好用法;
(3)将上述混合物粉末装入试管前,应先检查装置的;
(4)点燃甲烷前一定要先检验甲烷的。
三、小结本课要点:
实验室制取气体的思路与方法:
一.选择合适的化学反应(反应原理)。
要求:条件容易成本低,装置简单无污染。
二.选择合适的制取装置
固体加热型-------------(典型例子:制氧气的装置)1.发生装置
固液(液液)常温型----(典型例子:制二氧化碳的装置)
排水法--------(不易溶于水且不与水发生反应的气体)收集装置
向上排空气法(气体密度大于空气的)
排空气法------
(气体不与氧气反应)向下排空气法(气体密度小于空气的)
三.气体的检验和验满
1.检验利用气体的特性
2.验满利用气体能否支持燃烧的性质(将燃着的木条或带火星的木条放在集气瓶口)
四、作业布置
完成实验室制取气体的专题练习题。
五、板书设计
实验室制取气体的思路与方法
----专题复习
一、选择合适的化学反应发生装置
二、选择合适的制取装置
三、气体的验满和检验收集装置
四、。