科学冲刺中考提前批 常见气体的制取Word文件下载.docx
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1、
制取装置的确定
发生装置的选择由反应物的状态和反应条件决定。
收集装置的选择由气体的密度和气体的溶解性决定。
固+固
反应物状态固+液
发生装置液+液
反应条件:
是否需要加热、加催化剂等
排水法:
不易溶于水、不与水反应
收集装置向上排空气法:
密度比空气大
排空气法
向下排空气法:
密度比空气小
1.常见的发生装置
(1)固固加热型
(2)固液不加热型
特别提醒:
固液不加热型装置的优点及改进:
可随时添加液体,但长颈漏斗可连续制取并控制可控制反应是否终止和发生
的底端必须液封,防止产生的反应速率
气体通过长颈漏斗逸出。
2.收集方法
(1)排水法
优点:
收集的气体较纯;
便于观察气体是否收集满。
缺点:
收集的气体不干燥。
右图中的万能瓶也可排水法收集气体。
方法:
盛满水正放,短进长出;
盛满水倒放,长进短出。
(2)排空气法
收集的气体较干燥;
操作方便。
收集的气体不纯。
右图中的万能瓶也可排空气法收集气体。
(1)向上排空气法:
正放,长进短出;
倒放,短进长出。
(2)向下排空气法:
正放,短进长出;
倒放,长进短出。
记忆小技巧:
气体在哪儿集中,就从哪儿进。
万能瓶的其他用途:
(1)也可用于收集并量取气体的体积。
气体不溶于水且不与水反应,短进长出,用量筒测排出水的体积;
若气体能溶于水,在水面上加一层油。
(2)也可用于除去CO中的CO2并收集CO:
长管进,长管出。
二、实验室制取气体的步骤
实验室制取气体的一般顺序是:
连接装置→检查气密性→装药品→反应→收集气体(应等到装置中空气排净后再收集)。
1.连接装置:
先下后上,从左到右。
2.检查装置的气密性:
装置气密性的检验,原理通常是想办法造成装置不同部位气体有压强差,并产生某种明显的现象。
使气
压增大的常见方法有:
①对容积较大的容器加热(用手、热毛巾或微火),容器内气体受热膨胀,压强变大。
现象是从导管出
口(应浸没在水下)排出气泡,冷却时气体收缩,液体回流填补被排出的气体原来的位置,从而形成
一段液柱;
②通过漏斗向密闭容器内加水,水占领一定空间使容器内气体压强变大。
现象是使加水的漏斗颈中的水
被下方的气体“托住”,形成一段稳定的液柱。
以下是一些常见装置的检验方法:
(1)受热法:
具体方法为:
如图B将导管出口埋入水中,用手掌或热毛巾捂住容积大的部位,看水中的管口是否
有气泡逸出,
过一会儿移开手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。
若捂住时
有气泡溢出,移开手掌或毛巾,有水柱形成,说明装置不漏气。
ABC
若外部气温较高,实验现象不明显,我们可以使用酒精灯对试管底部微微加热,但现象一定要注意撤走酒精灯后,导管中能形成一段水柱,并且一段时间不下降,才能说明气密性好。
(2)压水法
从漏斗加入一定量的水,使漏斗的下端管关闭导气管活塞,从U型管的一侧注入水,
口浸没在液面以下,夹紧弹簧夹,再加入待U型管两侧出现较大的高度差为止,静
少量的水,停止加水后,漏斗中与锥形瓶置几分钟,两侧高度差缩小的说明漏气,不
中液面差(即水柱高度)保持不变,说明该缩小的说明不漏气。
装置不漏气。
若装置与大气相通,无法用受热法进行气密性检查,首先要考虑如何使锥形瓶不直接与大气相通,一般可以用水(或液体)做液封。
(3)注射器法:
关闭分液漏斗的活塞,然后把注射的活塞外拉一段距离,然后松手,如果注射器的活
塞能恢复原状(“0”位置处),则表明该装置的气密性良好。
三、常见气体的性质及制取
(一)氧气的性质及制取
1.氧气的性质
(1)物理性质
通常状况下,无色、无味的气体;
不易溶于水;
常温下,1升水中大约能溶解30毫升的氧气;
标准状况下的密度为1.429克/升,比空气的密度略大;
在1.013×
105Pa,-183℃时会液化变成淡蓝色的液体,在1.013×
105Pa,-218℃时会凝固成雪花状的蓝
色固体。
(2)化学性质
有助燃性,是一种化学性质比较活泼的气体,会与很多物质发生化学反应。
3Fe+2O2
Fe3O4现象:
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体。
2Mg+O2
2MgO现象:
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成一种白色固体。
2Cu+O2
2CuO现象:
红色固体变为黑色。
4P+O2
2P2O5现象:
产生大量的白烟。
C+O2
CO2现象:
发出白光,放出大量热。
S+O2
SO2现象:
在空气中燃烧:
发出微弱的淡蓝色火焰,生成一种有刺激性气味的无
色气体。
在氧气中燃烧:
比空气中燃烧得更旺,发出蓝紫色火焰,放出热量,
生成一种有刺激性气味的无色气体。
2.氧气的制取
(1)药品:
KMnO4
(2)原理:
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)装置:
①发生装置:
固固加热型
②收集装置:
排水法或向上排空气法。
(4)仪器:
酒精灯、试管、铁架台、集气瓶、水槽、导管
(5)步骤:
查、装、定、点、收、移、熄
【实验过程的注意事项】
①用酒精灯的外焰加热、先预热,再集中在盛药品处加热;
②药品平铺在试管的底部;
③铁夹夹在离管口约1/3的地方;
④试管口略向下倾斜:
防止冷凝水倒流使试管破裂;
⑤导气管稍微露出橡皮塞:
便于气体排出;
⑥试管口应放一团棉花:
防止高锰酸钾粉末堵塞导管使试管炸裂;
⑦排水法收集时,当气泡连续并均匀地放出时开始收集;
⑧用向上排气法收集时,导管要伸到集气瓶底部;
⑨实验完毕,应先移导管,后熄灭酒精灯:
防止水槽中的水倒流至试管,使试管破裂。
(6)检验和验满
①检验:
用带火星的木条伸入到集气瓶中,木条复燃;
②验满:
用带火星的木条伸入到集气瓶口,木条复燃。
制取氧气的其他方法:
(1)氯酸钾制氧气:
2KClO32KCl+3O2↑
(2)2H2O22H2O+O2↑
(二)二氧化碳的性质及制取
1.二氧化碳的性质
密度比空气略大;
能溶于水,通常1体积水中能溶解1体积的CO2;
在加压降温的情况下,CO2能变成无色液体甚至雪花状固体即通常所说的“干冰”。
CO2溶解在水中,可与水发生反应生成碳酸;
CO2不能燃烧,也不支持燃烧。
2.二氧化碳的制取
大理石或石灰石、稀盐酸
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
固液不加热型
向上排空气法。
因为CO2能溶于水,故不能用排水法直接收集,可在水面上铺一层油来收集。
分液漏斗、锥形瓶、集气瓶、导管
查、装、收
(6)检验和验满
将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
用燃着的木条伸入到集气瓶口,木条熄灭
(三)氢气的性质及制取
1.氢气的性质
氢气是无色无味的气体,标准状况下密度是0.09克/升(最轻的气体),难溶于水。
在-252℃,变成无色
液体,-259℃时变为雪花状固体。
氢气常温下性质稳定,在点燃或加热的条件下能多跟许多物质发生化学反应。
①可燃性:
可在氧气中或氯气中燃烧
2H2+O2
2H2O(化合反应)
H2+Cl2
2HCl(化合反应)
②还原性:
使某些金属氧化物还原
H2+CuO==Cu+H2O(置换反应)
3H2+Fe2O3
2Fe+3H2O(置换反应)
2.氢气的制取
锌和稀硫酸
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
排水法或向下排空气法。
锥形瓶、分液漏斗、集气瓶、导管
点燃气体,产生淡蓝色火焰
1.制取氢气选用稀硫酸而不用稀盐酸是因为该反应放热,盐酸会挥发出氯化氢气体,使制得的气体含
有氯化氢杂质。
2.点燃氢气前必须验纯
检查的方法是:
用一支小试管收满氢气,用中指和食指夹住试管,大拇指
盖住试管口。
将管口移近火焰(注意:
检验氢气的火焰距离发生器至少1m)。
大拇指离开管口,若听到平稳的细微的“噗”声,则表明所收集的气体是纯净
的氢气;
若听到尖锐的爆鸣声,则表明气体不纯;
还要做纯度检查。
直到没
有尖锐的爆鸣声出现为止(注意:
每试验一次要换一支试管)。
【例1】现有A至E的仪器装置图:
(1)图A与B都是气体的发生装置。
在实验室里,装置A一般用于制取反应物状态为______________、
反应条件为__________的气体;
例如用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气,其反应方程式是
。
装置B一般用于制取反应物状态为_____________、反应条件为__________的气体;
例如加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气,其反应方程式分别是:
,
.
(2)装置C、D、E都是用来收集气体的实验装置。
用C收集气体的方法叫_________,
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