滚动小专题(一) 气体的制备与净化一、常见气体的制取(二氧化碳、氧气与氢气制取的比较)氧气氢气二氧化碳反应物状态固态粉末固体与液体块状固体与液体块状固体与液体反应条件加热常温常温常温反应原理2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑2H2O22H2O＋O2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O制取装置固体加热制气装置固液不加热制气装置 制取较多量的气体可随时添加液体收集装置排水法、向上排空气法排水法、向下排空气法向上排空气法检验方法将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃点燃，罩一干冷小烧杯，产生淡蓝色火焰，杯内壁有水珠通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊验满方法将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，说明已满二、气体的净化与干燥9\n1．气体的干燥和净化(除杂)(1)干燥和净化气体的装置：洗气瓶和干燥管(如图)①洗气瓶：洗气瓶盛放液体试剂，长导管为进气管，短导管为出气管。②干燥管：干燥管、U形管用于盛放固体干燥剂，大口进气，小口出气，且两口都应塞一团脱脂棉，防止干燥颗粒进入导气管。(2)常用干燥剂①干燥剂选择的原则：干燥剂只能吸收气体中的水分，不能与被干燥的气体发生反应。②常用干燥剂及其适用的气体干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸H2、O2、N2、CO、CO2、HCl、CH4、SO2NH3碱性碱石灰、固体烧碱H2、O2、N2、CO、CH4、NH3CO2、HCl、SO2中性无水氯化钙除NH3以外的常见气体NH3 (3)常见的气体吸收剂吸收剂吸收的气体杂质水易溶性气体，如HCl、NH3固体NaOH(或碱溶液)酸性气体，如CO2、SO2、HCl灼热的铜丝(或网)O2灼热的氧化铜CO、H2 2.装置连接顺序的确定规律(1)气体净化除杂原则：不减少被净化的气体，不能引进新的杂质。(2)除杂和干燥的先后顺序：①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体肯定混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸气，应将气体先通过NaOH溶液，再通过浓H2SO4。②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。原因：加热时气体中最好不混有水蒸气。如除去CO2中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H2SO4，再通过灼热的CuO。(3)除去多种杂质气体的顺序：一般是酸性较强的气体先除去。如N2中混有HCl、H2O(气)、O2时，应先除去HCl，再除去H2O(气)，最后除去O2(用灼热的铜网)。(4)检验多种气体的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4检验水蒸气(由白色变成蓝色，说明水存在)，再通过澄清的石灰水检验CO2。3．尾气处理装置(1)溶液吸收，如有毒的HCl、SO2气体可用NaOH溶液吸收。(2)点燃尾气，如CO、CH4等可燃性污染物可接一尖嘴导管，将其点燃而烧掉。(3)尾气回收，即在装置末端导管上接上气球或塑料袋等将尾气收集，如回收CO。三、仪器的连接与气密性检验1．仪器的连接：注意关键字“润、转”即可。9\n2．检查装置的气密性方法(1)连接装置把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，则装置不漏气。(用高锰酸钾制取氧气的发生装置，如图A)(2)将导管连接胶皮管，用弹簧夹夹住胶皮管，往长颈漏斗注水，使长颈漏斗下端形成一段水柱，数分钟后，水柱不会下降，则装置不漏气。(用过氧化氢制取氧气的发生装置，如图B) 类型1 常见气体的制取 (2022·张家口一模)如图所示是实验室制取气体的发生装置与收集装置。(1)写出图中仪器名称：Ⅰ________，Ⅱ________。(2)实验室可用二氧化锰与过氧化氢溶液制取氧气，选用C装置的优点是________________________________________________________________________。(3)若用D装置收集氧气，操作正确顺序为________(填字母序号)。a．等气泡均匀逸出时将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中b．将装满水的集气瓶倒置在水槽中c．当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面正立(4)若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从________(填“a”或“b”)端通入。思路点拨：分液漏斗可以通过活塞控制液体药品的滴加速率，从而达到控制反应速率的目的。排水法收集氧气时，要等到气泡连续均匀放出时开始收集，具体步骤为bac。氧气的密度比空气大，采用E装置收集氧气，气体应从a端通入。对于常见气体制取类问题，正确识别仪器，把握实验室制取气体的反应原理、气体发生装置与收集装置的选择、气体的检验、气体的验满、实验操作步骤及注意事项等是正确解答问题的关键。类型2 气体的净化与干燥 (2022·黄石)根据下列装置图，回答有关问题：9\n(1)写出装置图中标号仪器的名称：a________；b________；(2)制备CO2气体可用B装置，除去CO2中混有的少量HCl气体，应选________(填字母代号)装置，装置内应选用________(填数字序号)；①NaOH溶液；②饱和NaHCO3溶液；③HCl气体；④CO2气体。(3)制备氢气也可用B装置。________(填“是”或“否”)可用D装置收集氢气，若使用E装置收集氢气，气体应该从________(填“甲”或“乙”)口进入。点燃氢气前应检验氢气的纯度，其操作是：用拇指堵住集满氢气的试管口，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。思路点拨：E装置可用于气体干燥、除杂，二氧化碳中混有氯化氢气体，可用饱和NaHCO3溶液除去。氢气密度比空气小、难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。若使用E装置收集氢气，氢气应从乙端通入。氢气验纯要将试管靠近火焰再移开拇指，根据声音判断气体是否纯净。气体净化时，一般先除杂，后干燥。检验气体成分时一般先验水、后其他；检验混合气体时，要防止造成干扰，应先检验并除去对后续实验造成干扰的气体。类型3 仪器的连接与气密性检验 (2022·潍坊)实验室可以利用稀盐酸等药品，通过连接下图装置制取二氧化碳、氢气。(1)制取二氧化碳气体装置的连接顺序是________(填字母，下同)，制取氢气装置的连接顺序是________。(2)块状固体加入试管中的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)检查发生装置气密性的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。思路点拨：二氧化碳密度比空气大，制取二氧化碳装置连接顺序应为a、c、b；氢气密度比空气小，制取氢气装置连接顺序应为a、b、c。将固体加入试管里应将试管横放，固体放在试管口，再慢慢竖起试管，以免打破试管。将橡胶管夹住，通过长颈漏斗注水来检查装置的气密性。一、选择题1．(2022·永州)氨气(NH3)是没有颜色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。下列是实验室收集气体的几种装置，为防止污染环境，你认为最合理的装置是( )9\n2．(2022·德州)下图是干燥、收集某气体的装置。由实验装置可以推测该气体的有关性质，请你在表中找出相对应的选项。( ) 序号气体性质ABCD溶于水中所得溶液的pH＞7＜7＞7＜7其密度(ρ1)与空气密度(ρ2)的比较ρ1＞ρ2ρ1＞ρ2ρ1＜ρ2ρ1＜ρ2在水中的溶解性极易溶难溶极易溶难溶3.(2022·威海)如图所示，实验室里有一套用来制取气体的装置，下列有关叙述正确的是( )A．锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气B．锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳C．当发生装置中液体与固体混合产生了气泡，立即开始收集气体D．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上4．(2022·唐山路南二模)利用下图所示装置，不能完成实验室制取气体的是( )A．用②④制取二氧化碳B．用②③制取氧气C．用②③制取氢气D．用①⑤制取氧气二、实验探究题5．(2022·资阳)现有如图所示的实验装置：(1)A装置可用于制________________________(填气体名称)，反应的化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。9\n(2)实验室需少量甲烷气，可用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制得。制甲烷气的发生装置应选用________(填字母)装置；收集甲烷气可选用C或E装置，由此推断甲烷气具有的物理性质是______________________________。6．(2022·茂名)根据下列装置图，回答有关问题：(1)实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式为________________________，若要制取并收集一瓶干燥的氧气，应选用装置的连接顺序为________(填字母)，检验氧气是否收集满的方法为__________________________________。(2)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。若用排空气法收集，应选用的收集装置为________(填字母)。(3)实验改进：查阅资料发现，氧化铜可以用作过氧化氢分解制氧气的催化剂。现有一根洁净的铜丝，实验前先将其绕成螺旋状，再经过________处理。改进后的发生装置如图F所示(已略去夹持装置)。①铜丝绕成螺旋状的作用是________。A．收集到更多的O2B．加快反应速率C．没有影响②与装置A比较，改进后装置的优点是__________________________________。7．(2022·三明)实验室常用下列装置制取气体，根据所学知识回答下列问题：(1)实验室用A、B装置都可以制取氧气，用B装置制取氧气的化学方程式是：________________________；B装置还可以用来制取________，该反应的化学方程式是：________________________。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合来制取氧气，选C作气体发生装置，其优点是________________________________。(3)汽车尾气中的一氧化氮是一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是________(填字母)。(4)选择气体的发生装置时，应该考虑的因素有：__________________________。甲烷是最简单的有机物类的气体，实验室常用加热醋酸钠与氢氧化钠固体混合物来制得．实验室制取甲烷应选用的发生装置是________(填字母)。8．(2022·荆州)如图是初中化学中常用的实验装置，请回答下列问题：(1)仪器X的名称是________。(2)实验室制取O2、CO2、H2均可选择________(填装置代号)作为气体的发生装置。(3)实验室不使用催化剂就能制取O2的反应的化学方程式为________________________________________________________________________；9\n若要制取纯度较高的O2，应采用的收集方法是________。(4)请从这些装置中选择并连接成一套组合装置，用于实验室制取干燥的CO2气体。按照气体从左至右的流向，写出所选装置接口的连接顺序：( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )…(可不填满，也可补充)。9．(2022·江西)某实验小组对实验室制取氢气的反应原理进行探究。【知识回顾】能产生氢气的化学反应有：①水电解，②活泼金属与酸反应。【讨论交流】反应①中的化学方程式为________________________；同学们讨论后认为该反应不适用于实验室制取氢气。【实验探究】为了探究哪种物质更适合用于实验室制取氢气，大家设计了如下实验：【分析与结论】填写实验报告。实验序号实验现象实验结论A剧烈反应，急速产生大量气泡，试管外壁____反应速率过快，气体不便收集，不适用于实验室制取氢气B缓慢产生大量气泡反应速率过慢，不适用于实验室制取氢气C较快产生大量气泡，试管外壁发热________________________________________________________________________________________________________________________________________________通过实验得出，适用于实验室制取氢气的化学方程式为________________________。【知识拓展】(1)在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，如反应的快慢、收集的难易、__________________________________________。(2)用稀盐酸代替稀硫酸制取氢气时，制得的气体中可能会增加的杂质为________。10．(2022·南宁)如图所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢(H2O2)溶液(MnO2作催化剂)制取干燥的氧气，并用来测定10g某铜粉样品(含杂质碳)中铜的质量分数。回答下列问题：(1)仪器a的名称是________。(2)装置A中发生反应的化学方程式是________________________。装置B的作用是________。(3)通过称量反应前后装置________的质量，进行计算便可求出样品中铜的质量分数。(4)实验完毕，小丽同学误将用剩的H2O2溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大量的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气。小刚和小明两位同学对此颇感兴趣，进而展开了他们的探究之旅。【提出问题】是哪种物质加快了H2O2的分解速率？【大胆猜想】猜想Ⅰ：剩余固体中的氧化铜加快了H2O2溶液的分解。猜想Ⅱ：剩余固体中的________加快了H2O2溶液的分解。猜想Ⅲ：氧化铜能作H2O2分解的催化剂。9\n【实验验证】实验方案实验现象分析及结论实验一：将带火星的木条伸入盛有5mL5%H2O2溶液的试管中带火星木条不复燃H2O2溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃实验二：向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入1g氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象；待反应结束后将试管里的剩余物进行____、洗涤、干燥、称量，对比反应前后氧化铜的质量________，称得固体质量为____g猜想Ⅰ成立，反应前后氧化铜的质量相等实验三：向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入1g____，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象没有气泡产生，带火星木条不复燃猜想Ⅱ______(填“成立”或“不成立”)【讨论交流】小刚同学认为，根据实验二得出的两个结论就能判断Ⅲ成立，你是否支持他的观点？并简述理由。答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。9\n参考答案滚动小专题(一) 气体的制备与净化归类例析例1 (1)长颈漏斗 锥形瓶 (2)可以很好地控制反应速率 (3)bac (4)a例2 (1)精灯 长颈漏斗 (2)E ② (3)否 乙 靠近火焰，移开拇指点火，点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声表明气体不纯，声音很小表明气体较纯例3 (1)a、c、b a、b、c (2)先将试管横放，用镊子夹取块状固体放在试管口，使块状固体缓缓滑到试管底部 (3)将橡胶管用止水夹夹住，然后通过长颈漏斗向试管内注水，当水浸没长颈漏斗下端后，长颈漏斗内的水面不再下降，说明装置的气密性良好专题精练1．D 2.C 3.A 4.B5．(1)氢气、氧气、二氧化碳 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑、2H2O22H2O＋O2↑、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ (2)B 不溶于水，密度比空气小6．(1)2H2O22H2O＋O2↑ A、E、B 把一根带火星的木条放在集气瓶口 (2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ C (3)灼烧 B 可随时控制反应的进行7．(1)2H2O22H2O＋O2↑ CO2 2HCl＋CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑ (2)便于控制反应速率 (3)D (4)反应物的状态和反应条件 A8．(1)集气瓶 (2)B (3)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 排水法 (4)b h i d c 2H2O2H2↑＋O2↑ 发热 反应速率较快，适用于实验室制取氢气 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 【知识拓展】(1)制得的气体要纯净(其他合理答案均可) (2)氯化氢10．(1)酒精灯 (2)2H2O22H2O＋O2↑ 干燥氧气 (3)C (4)铜粉 【实验验证】过滤 带火星的 木条复燃 1 铜粉 不成立 【讨论交流】不支持，没有证明反应前后氧化铜的化学性质没有改变9
