初中化学常见气体的制取.doc
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初中化学常见气体的制取.doc
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课时数:
2课时(第4次)主讲人:
解老师
教学内容:
初中化学常见气体的制取
重要考点:
学科王
MnO2
△
一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取和工业制取
气体
氧气(O2)
二氧化碳(CO2)
氢气(H2)
制备药品
过氧化氢溶液
和二氧化锰
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
大理石(或石灰石)
和稀盐酸
锌粒和稀硫酸
反应原理
2H2O2
2H2O+O2↑
△
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3
2KCl+3O2↑
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
反应类型
分解反应
复分解反应
置换反应
反应物状态
固体与液体混合
固体与固体混合
固体与液体混合
固体与液体混合
反应条件
不需加热
加热
不需加热
不需加热
发生装置
③
①
②
④
气体溶解性
不易溶于水
能溶于水
难溶于水
气体密度
密度比空气密度大
密度比空气密度大
密度比空气密度小
收集装置
(纯净的)或(干燥的)
(唯一的)
或
净化
可用浓硫酸或碱石灰干燥
用NaHCO3溶液除去HCl,
用浓硫酸干燥
用NaOH溶液除去HCl
杂质,用浓硫酸干燥
收集方法
排水法、向上排空气法
只能用向上排空气法
排水法或、下排空气法
检验方法
将带火星的木条插入集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气。
将气体通入澄清的石灰水,若澄清的石灰水变浑浊,
说明是二氧化碳
点燃气体,检
验其生成产物。
淡蓝色火焰,
生成H2O
验满或验纯
用向上排空气法收集时,将带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,说明已收集满。
用排水法收集时,集气瓶口有气泡冒出。
将燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭,说明已收集满。
用拇指堵住倒置已收集满氢气的试管,靠近火焰后移开手指,若听到“噗”的一声,说明已纯。
注意事项
⑴先检查装置的
气密性
⑵用排水法收集时,待气泡连续均匀排出时才收集
⑶导管置集气瓶口
⑴先检查装置气密性
⑵试管口略向下倾斜
⑶试管口放一团棉花
⑷先移出导气管,后
停止加热,以防倒吸
⑸正放
⑴不能用稀硫酸,因反应生成CaSO4附着在大理石表面,阻止反应继续进行。
⑵长颈漏斗的末端应插到液体中(分液漏斗不强调)
⑶正放保存
⑴先检查装置气密性
⑵先验纯再收集
⑶不能用浓硫酸
⑷长颈漏斗的末端应插到液体中
⑸倒放保存
工业制取
分离液态空气(依氧气和氮气的沸点不同)
加压、蒸发——物理变化。
高温煅烧石灰石
CaCO3CO2↑+CaO
分离水煤气H2和CO
注明:
1.固液不加热装置——凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图①、③、④。
学科王
2.固固加热装置——凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图②。
二、气体的净化与干燥
1.除杂原则:
①不能引入新的气体杂质;②不能减少被净化气体的量。
2.除杂原理:
(碱石灰是由CaO固体和NaOH固体组成的混合物)。
3.干燥剂的选择:
(干燥原则:
干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应)。
干燥装置
洗气瓶(盛液体)
干燥管(固体干燥剂)
U形管(固体干燥剂)
仪器
无水硫酸铜
(遇水变蓝)
干燥剂
浓硫酸
固体NaOH、生石(CaO)、
碱石灰等
无水CaCl2、
无水硫酸铜(CuSO4)
固NaOH、
生石(CaO)、
碱石灰等
无水CaCl2、
无水硫酸铜(CuSO4)
能干燥
的气体
SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、N2、CH4
NH3;
H2、O2、CO、N2、CH4
SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、
N2、CH4
NH3;
H2、O2、CO、N2、CH4
SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、N2、CH4
不能干燥
的气体
NH3
SO2、CO2、
HCl
NH3
SO2、CO2、
HCl
NH3
4.常见吸收剂及能吸收的气体:
吸收剂
吸收的气体
吸收剂
吸收的气体
水
HCl、NH3
NaOH溶液或石灰水
HCl、CO2
碱石灰(NaOH和CaO)
CO2、水蒸气、HCl
灼热铜丝或铁丝
O2
浓硫酸、无水CuSO4
H2O
灼热氧化铜
CO、H2
5.尾气的吸收及处理——环保意识
①.溶液吸收:
如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收(极易溶气体要防止倒吸)。
②.点燃处理:
如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管,将其点燃。
③.气球收集:
如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。
Fe2O3
CO
澄清的
石灰水
④.防倒吸装置:
如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。
纯净的氢气
干燥的
烧杯
6.“万能瓶”的几种主要用途:
(1).集气:
(贮气)学科王
b
a
①如瓶中为空气,即用排空气法收集气体时,密度比空气大的气体从a管进,密度小的从b管进。
②若瓶中为水,即用排水法收集气体时,气体从b管进。
(2).洗气:
(长入短出)瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。
(3).量气:
(短入长出)
瓶内装满水,气体从b端进入,a端接量筒,通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。
(4).安全瓶:
(长入短出)
点燃可燃气体时,瓶内装少量水,将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。
注明:
气体的性质决定收集的方法
收集法
排水集气法
向上排空气法
排空气法
实验图
O2、H2、CO、CH4
O2、CO2
H2、NH3、CH4
气体
性质
适用不易溶于水、难溶于水
且不与水发生反应的气体。
适用不跟空气发生反应
且密度比空气大的气体。
适用不跟空气发生反应
且密度比空气小的气体。
三、常见气体的性质和用途:
(一)重要的三种气体:
氢气、氧气、二氧化碳
1.物理性质:
三大气体
颜色
气味
状态
密度
溶解性
H2
无色
无味
气体
比空气小
难溶于水
O2
无色
无味
气体
比空气大
不易溶于水
CO2
无色
无味
气体
比空气大
能溶于水
2.化学性质:
H2
⑴.可燃性
⑵.还原性
2H2+O22H2O
H2+CuOCu+H2O
O2
⑴.与金属反应
⑵.与非金属反应
⑶.与化合物反应
2Mg+O22MgO
3Fe+2O2Fe3O4
C+O2CO2
S+O2SO2
4P+5O22P2O5
CH4+2O2CO2+2H2O
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
2CO+O22CO2
CO2
⑴.与水反应
⑵.与石灰水反应
⑶.与碳反应
CO2+H2OH2CO3
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
CO2+C2CO
3.用途的比较:
氢气用途
氧气用途
二氧化碳用途
⑴填充气球
⑵高能燃料
⑶冶炼重要金属
⑴支持燃烧
⑵供给呼吸
⑶用于炼钢
⑴灭火
⑵作工业原料(制饮料、纯碱、化肥等)
⑶“干冰”用于人工降雨
⑷植物的光合作用
(二)具有可燃性的三种气体:
氢气、一氧化碳、甲烷
1.物理性质:
颜色
气味
状态
密度
溶解性
H2
无色
无味
气体
比空气小
难溶于水
CO
无色
无味
气体
比空气略小
难溶于水
CH4
无色
无味
气体
比空气小
难溶于水
2.化学性质(可燃性):
H2
可燃性
H2、CO、CH4的检验
2H2+O22H2O
点燃后,⑴在火焰上方罩一干冷的小烧杯,烧杯内壁没有水雾,该气体是CO;⑵在火焰上方罩一内壁附有澄清石灰水的小烧杯,石灰水变浑浊,该气体是CH4;另一气体就是H2。
CO
2CO+O22CO2
CH4
CH4+2O2CO2+2H2O
(三)具有可燃性和还原性的三种物质:
氢气、一氧化碳、碳
1.物理性质:
颜色
气味
状态
密度
溶解性
H2
无色
无味
气体
比空气小
难溶于水
CO
无色
无味
气体
比空气略小
难溶于水
C
金刚石和石墨的物理性质不同,是因为它们中的碳原子的排列方式不同。
金刚石和石墨是由碳元素组成的碳单质的物质;它们的物理性质不同,但化学性质相同。
(填:
相同、不同)
2.化学性质:
H2
⑴.可燃性
⑵.还原性
2H2+O22H2O
H2+CuOCu+H2O
CO
2CO+O22CO2
CO+CuOCu+CO2
C
C+O2CO2
C+2CuO2Cu+CO2↑
[解题策略指导]学科王
一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。
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;②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。
洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序:
①用洗气瓶除杂和干燥时,气体应长进短出;②用球型干燥管除杂或干燥时,气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气),以利于气体充分干燥。
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。
如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时,应先检验水(用无水硫酸铜检验),后检验二氧化碳(用澄清石灰水检验),最后干燥水(用浓硫酸干燥)。
记住常见物质的特征反应:
CO2能使澄清石灰水变浑浊,白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。
要验证H2和CO等还原性气体,可先将净化后的气体通过灼热的CuO,再检验其产物。
检验H2的存在是通过其与CuO反应生成H2O,检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。
要验证CO和CO2的混合气体,可先将混合气体通入澄清石灰水,后通过灼热的CuO,再检验CO。
教学过程
1、三大气体的制取方法
氧气
二氧化碳
氢气
反应原理
发生装置(理由)
收集装置(理由)
验满方法
检验方法
2、注意事项:
(1)加热高锰酸钾制取氧气中应该注意的问题
a、步骤:
查—装—定—点—收—离—熄
b、注意点①试管口略向下倾斜:
防止
②药品平铺在试管的底部:
均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:
便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:
⑥排水法收集时,时开始收集(刚开始排出的是试管中的空
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- 初中化学 常见 气体 制取