初中化学常见气体的制取净化和尾气处理x.docx
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初中化学常见气体的制取净化和尾气处理x
常见气体的制取、净化、干燥和收集
知识要点:
一、气体的制取。
1、反应原理。
A、制氧气：
过氧化氢分解
高锰酸钾分解
B、制二氧化碳：
碳酸钙与稀盐酸反应
C、制氢气：
锌与稀硫酸反应
2、发生装置。
A、决定因素：
反应物的状态和反应条件。
B、
反应物
状态
反应条件
发生装置
举例
固体
加热
：
固体+
液体
常温
：
：
：
锌与稀硫酸反应制H2
你知道一种叫启普发生器的装置原理吗？
它与上述的两种“固体+液体”装置相比，最大的优点在哪儿？
3、收集装置。
A、决定因素：
气体的密度（与空气比较）和溶解性。
B、
收集方法
收集装置
适用范围
举例
向上排空气法
密度比空气
O2、CO2
向下排空气法
密度比空气
H2
排水法
溶于水
O2、H2
特殊收集装置
排水法：
向上排空法：
向下排空法：
４、验满。
排水法：
直接观察集气瓶中的水位。
排空法：
O２：
用带火星的木条放在瓶口，若木条复燃，则说明已满。
CO２：
用燃着的木条放在瓶口，若木条立即熄灭，则说明已满。
５、制取气体步骤。
Ａ、组装仪器
Ｂ、检查装置气密性
Ｃ、装入药品
Ｄ、固定（加热）仪器
Ｅ、收集气体（验满）
Ｆ、拆除并清洗仪器
多识一点：
用高锰酸钾制Ｏ２（排水法）结束时，要先将，再，以防止水槽中的水倒吸进入试管，使热的试管炸裂。
二、常见气体的检验。
气体
检验方法
现象
氧 气
带火星的木条伸入集气瓶内
二氧化碳
通入澄清石灰水
氢 气
点燃，在火焰上方罩干冷烧杯；燃烧一会儿将烧杯迅速倒转后，注入澄清石灰水
一氧化碳
甲 烷
氨 气
用润湿的红色石蕊试纸放在试管口
红色石蕊试纸变蓝
水蒸气
通过白色的无水CuSO4粉末
CuSO4粉末变蓝
氮 气
用燃着的木条伸入，再加入澄清石灰水，振荡
木条立即熄灭，澄清石灰水不变浑浊
氯化氢
通入AgNO3溶液
产生白色沉淀
三种或三种以上的气体在检验区分时，首先选用“带火星的木条”还是“燃着的木条”，为什么？
三、气体的干燥与净化。
１、实验装置。
注：
Ａ（干燥管）要进出；
Ｃ（洗气瓶）要进出。
２、气体的干燥。
干燥剂
可干燥的气体
不可干燥的气体
酸
性
H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl
NH3
碱
性
、、碱石灰
H2、O2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、SO2、HCl
中
性
除NH3以外的所有气体
NH3
３、气体的净化。
Ａ、原理：
所选吸收剂只吸收气体中的杂质，而与被提纯物不反应。
Ｂ、常见吸收剂及所吸收气体：
吸收剂
可吸收的气体杂质
水
可溶性气体，如：
强碱溶液（如NaOH）
酸性气体，如：
碱石灰（NaOH+CaO）
如：
H2O（气）、CO2、SO2
灼热的CuO（Fe2O3）
如：
H2、CO
灼热的铜网
如：
O2
要检验实验中是否有水蒸气生成，检验装置应放在性质实验装置的前面；要得到干燥的气体，干燥装置应放在所有装置的最后。
1、根据下列实验装置图，按要求回答有关问题：
（1）写出图中带有标号仪器的名称：
．
（2）实验室加热高锰酸钾制取并收集氧气时，应选用的装置是，反应的文字表达式为；若实验室用加热高锰酸钾的方法制取并用排水法收集氧气，停止加热时，应先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯．检验氧气已经集满的方法是；实验完毕发现集气瓶底剩余的水呈淡红色，原因是．
（3）实验室还可以用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气．常温下，在试管中分别加入下列物质，把带火星的木条伸入试管，不能使木条复燃的是
A．5mL 5%的过氧化氢溶液
B．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量二氧化锰
C．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量硫酸铜溶液
D．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量红砖粉末
2、（2013•泰州一模）某校学生要进行一系列实验，请结合下图帮助他们解决以下问题：
（1）写出编号所指仪器的名称：
①；②．
（2）实验室利用A装置制取氧气，反应原理用化学方程式表示为：
，用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验时，需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是（用化学方程式表示）．
（3）用C装置制取二氧化碳，使用该装置制取气体的突出优点是，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式；若改用G装置收集二氧化碳，则气体应从端进入．
（4）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气．你认为上图中最适合制取氨气的发生装置是．收集氨气时选用了E装置，把收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞试液的水槽中，观察到集气瓶内有大量红色液体进入．根据上述信息总结出氨气的性质有（至少答2条）．
3、①验室制取二氧化碳
结合下列实验装置图回答有关问题：
Ⅰ．仪器a的名称是________。
Ⅱ．用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式是_________。
二氧化碳的收集方法是______。
Ⅲ．符合启普发生器原理的装置是________（填编号）。
②制取二氧化碳后剩余溶液的成分探究（假设二氧化碳已完全放出，杂质不溶于水且不参加反应）：
甲、乙同学分析认为剩余溶液中一定有氯化钙，可能有盐酸。
为验证是否含有盐酸，他们采用了不同方法进行实验，得到了相同的结论。
查找资料：
氯化钙溶液呈中性
丙同学取样于试管中，滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，由此得出和甲、乙一致的结论。
甲、乙认为丙的实验设计不合理。
理由是________。
③从剩余溶液中得到尽可能多的氯化钙固体。
同学们认为加入稍过量的__________（填化学式），经_____、蒸发等操作后即可完成。
4、请你用已经掌握的实验室有关气体制取和净化等知识回答下列问题：
（1）写出上图中a、b仪器名称：
a，b．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是B（填装置代号），如用C装置收集氧气，如何确定气体已经收集满，实验结束时的正确操作顺序为：
先后，写出该反应的化学方程式：
（3）若用F装置收集O2，则O2应从导管口（填“c”或“d”）通入．
（4）若用E装置收集某种气体，则该种气体应具备的性质是
，试写出一个制取该种气体的化学方程式：
．
（5）某课外小组的同学用上图B装置使草酸分解并用如下装置探究草酸分解的产物：
①该装置中，A的作用是，C的作用是．
②实验观察到A处无水硫酸铜变蓝，B和F处澄清石灰水都变浑浊，C处澄清石灰水无混浊现象，E处黑色粉末变成红色，说明草酸分解的产物是．
5、实验室部分仪器或装置如下图所示，请回答下列问题：
（1）若要组装一套二氧化碳的发生装置，可选择图中的__________（填仪器下方
的字母，下同），收集装置可选用图中的__________，检验二氧化碳是否收集满的方法是__________。
用该发生装置还可以制取的气体是_________（填一种）。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，除需增加酒精灯外，还需要的实验用品是__________，写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式____________，用下图所示装置收集氧气，氧气应从_____（填“a”或“b”）端导入。
如图是实验室常用的两个气体制备、收集、净化的多种功能装置。
（1）若制备的气体是氢气，且产生的气体中不含酸性杂质气
体，则试剂X常用，用图示放置的乙装置收集
氢气，A应与（填“B”或“C”）相连。
（2）若制备的气体是氧气，Y是黑色粉末，则甲中反应的化学
方程式为 。
若A、C相连制取氧气，检
验气密性后，还须将装置乙。
（3）若X是稀盐酸、Y是石灰石，用甲、乙两装置组成发生、甲 乙
净化、收集CO2气体的系列装置。
若乙中放入饱和NaHCO3溶液，该溶液的作用是除去；若乙中放入浓硫酸，浓硫酸的作用是。
6、化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
ABC
（1）写出仪器a、b的名称_______；b_______。
（2）写出A图中产生气体的化学方程式____________________________。
（3）B图中，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有_______、_______和_______性质。
这一性质在实际生活中的应用为_______。
（4）C图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是_______。
（5）小明按C图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是_______。
（6）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。
下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝（镁条和铁丝直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。
请你分析回答：
物质
镁条
含碳0.05％的铁丝
含碳0.2％的铁丝
含碳0.6％的铁丝
燃烧时
的现象
剧烈燃烧，发出
耀眼白光，无火星
剧烈燃烧
极少火星
剧烈燃烧
少量火星
（未填）
7、为了制取少量的氧气，化学兴趣小组的同学把工作分为以下三个阶段。
I查阅资料．获得信息：
过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾等含有氧元素的物质在一定条件下分解都可以产生氧气，其中过氧化氢价格最低，在常温下就能够分解放出氧气．该过程无副产物；氯酸钾价格较高。
分解较困难．且常伴有副产物；高锰酸钾价格较高，加热即可快速分解。
二氧化锰能加速上述三种物质的分解。
根据上述信息，确定制取氧气的实验方案。
II组装仪器，进行实验。
可供选择的实验装置如下：
Ⅲ实验完毕，洗刷仪器，整理用品，总结实验，完成实验报告。
（1）要制取一瓶氧气，你认为应选择的最佳实验装置是（填写字母代号），
组装好实验装置后首先应。
（2）有气体产生的化学反应在有限的空间里发生时，如果反应速度过快，容易引起爆炸。
在用过氧化氢和二氧化锰制氧气的实验中，为预防爆炸应采取的措施是（列举两条）；
（3）回顾整个工作过程，你认为在准备工作阶段除应考虑药品的价格、制氧气反应的难易、制氧气过程的安全性等因素外。
还应考虑的因素是（一条即可）。
8、实验室提供了以下仪器，请你随某兴趣小组的同学一起来参加实验探究活动：
（1）若用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，你认为除需要用到上面的⑥⑦⑩仪器外，还需上面的仪器有（填序号）。
上述所有仪器选择的依据是（填字母）。
A、属于固固型加热的反应B、属于固液型加热的反应
C、制取的气体密度比空气大D、制取的气体难溶于水
（2）甲同学设计了图
（一）装置制取CO2，实验前对该装置进行
了气密性检查：
打开图㈠装置中的活塞，发现分液漏斗中的水没有流下，于是得出“气密性好”的结论。
你认为甲同学的检验方法是否可行？
（填“是”或“否”）。
乙同学也设计了一种检验该装置气密性的方法，请你帮助完成：
关闭活塞，在集气瓶中加水浸没导管末端，，若集气瓶中导管水柱上升一段时间不下降，则气密性好。
（3）若要得到干燥的CO2，图
（一）还需要一个干燥装置，干燥剂为浓硫酸。
图
（二）画出了该干燥装置的一部分，请你补充画出其它部分，并用箭头标明气体进出方向。
9、（常州）小黄用右图装置测定铜锌合金中锌的质量分数和锌的相对原子质量。
主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入药品和水；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加试剂至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为VmL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥并称重，称得剩余固体质量为Wg。
（1）A仪器的名称为；
（2）B中发生的反应的化学方程式为：
；
（3）小黄在实验前将块状的铜锌合金磨成粉末状，其目的是：
；
（4）如何检验该装置的气密性：
；
（5）为使测得的气体体积更精确，记录C中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应；
（6）小黄发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是：
；
（7）通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验：
；理由是。
10、（肇庆）现有下列仪器或装置，请回答下列问题：
浓硫酸
（1）仪器①的名称；加热高锰酸钾制取氧气应选装置（填字母），收集O2应采取法。
（2）草酸（H2C2O4）固体在浓硫酸作用下发生反应:
H2C2O4======CO2↑+CO↑+H2O，若用该反应来制取CO，制气装置应选（填字母）；除去其中的CO2可选仪器AC，C中装入的试剂最好是（填小写字母）：
a.烧碱溶液b.浓硫酸c.澄清石灰水。
（3）点然CO前应进行的操作是；若用CO还原氧化铜粉末，应选装置（填字母），其反应方程式为。
（4）右图为某种“微型”实验装置。
如果G处装稀盐酸，H处放少量铁屑，则加热处的现象为；“微型塑料滴管”相当于上图实验装置中的（填字母）；用微型仪器进行实验，除试剂用量极少以外，还可能具有的优点是
（写1点）。
11、（河北）请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。
（1）选择药品。
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
组别
药品
实验现象
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
从制取和收集的角度分析，一般选择第
组药品，该组药品发生反应的化学方程式
为；
不选择第
组药品的原因是。
（2）选择装置。
通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。
你认为他选择的依据是。
（3）制取气体。
将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。
验满方法是。
（4）气体检验。
将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。
他的检验方法是否正确？
请说明理由。
。
12、（黄冈）在初中的学习中我们掌握了氧气、氢气、二氧化碳的制取和收集方法。
某校化学兴趣小组的同学，按规范的操作要求，运用合理的装置在实验室制取了这些气体。
下图是他们实验中用过的仪器。
请回答下列问题：
（1）指出下列仪器名称：
③________；⑤__________。
（2）将玻璃管插入橡皮塞中的操作方法是：
_______________________
_________________________。
（3）小明同学在制取气体时使用的仪器是
①③④⑤⑦⑩，他制取的气体是_________；
（4）小兰同学成功地制取并收集了一瓶氢气，则她一定不会使用上图仪器中的_______（填序号）。
（5）小芳同学顺利地制取并收集了一瓶二氧化碳，已知她使用了仪器②⑥，那么她还需使用上图仪器中的_______________（填序号）。
13、某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定其质量分数（假设杂质不参与反应）．草酸晶体（ H2C2O4•2H2O）的理化性质见表．
（1）加热分解草酸晶体最适宜的装置是（填图1字母序号）．
（2）图2是验证热分解产物中含CO，CO2的装置
1器a和b的名称分别是和．
②证明存在CO2的现象是，证明存在CO的现象是，D中反应的化学方程式是
③装置A的作用是，气囊的作用是．
（3）为测定样品中草酸晶体的质量分数，设计两种如下方案．
熔点
沸点
热稳定性
与碱反应
101°C～102°C
150°C～160°C升华
100.1°C失去结晶水，175°C分解成CO2，CO，H2O
与Ca（OH）2反应产生白色沉淀（CaC2O4）
1一定量样品用上图装置进行实验，测得装置D反应前后的质量差，由此计算出的实验结果比实际值偏低，排除仪器和操作的因素，其原因可能有：
CO未完全反应、．
②称取8.75g草酸晶体样品配制50.00g溶液，取10.00g溶液加适量的稀硫酸，然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液，恰好反应完全．
（已知：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O）则KMnO4溶液显色，25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的质量g．请计算样品中的质量分数．[写出计算过程，M2（H2C2O4）=90，M2（H2C2O4•2H2O）=126，M2（KMnO4）=158]．
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