浙教版 中考复习常见气体制备的教案 超全

常见气体的制备 初中化学主要考查两种常见气体（O2和CO2）的制备原理、药品，气体制备装置一般分四大部分：发生装置、净化装置（干燥装置）、收集装置和尾气处理装置。会考突出化学实验基础知识的考查，突出教科书上原理的考查；中考则突出考查学生能力，在会考基础上进行延伸和综合。中考内容包括会考内容。 一、 制取常见气体药品、状态及反应条件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2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2过氧化氢溶液和二氧化锰2H2O22H2O+O2氯酸钾和二氧化锰2KClO32KCl+3O2二氧化碳大理石或石灰石、稀盐酸CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2氢气锌粒和稀硫酸Zn+H2SO4=ZnSO4+H22、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CaCO3CaO+CO2氢气水2H2O2H2+O2二、气体的发生装置 （一）固固（加热）（图1）：适用于制备气体：O2 (KClO3和MnO2共热、KMnO4加热) 注意事项：试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。 铁夹应夹在距管口处（试管的中上部）。固体药品要放在试管底部平铺开，加热时首先均匀预热，然后在试管的最后部位集中加热，并逐步前移。胶塞上的导管伸入试管里不能过长，否则会妨碍气体导出。如用排气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯。以防止水倒流使试管炸裂。用KMnO4制取O2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一松软棉花。催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质都没有变化的物质。1） 不参加反应，化学反应前后本身的质量和化学性质不变；2） 改变反应速率，包括加快和减慢，并不全部是加快；3） 不能增加或减少生成物的质量；4） 对于指定的化学反应，没有催化剂并不是反应不会发生，只是速率小一些；5） 催化剂要纯净，以免影响其催化效果或引起事故。（二）固液体（不加热）（图2、图3）：适用于制CO2、H2、O2（用Na2O2和H2O、H2O2和MnO2制取O2也用此装置） 装置注意事项：1）瓶内气密性要好。2）先放固体后加液体。3）加人酸的量要适当。4）生成气体微溶或难溶于水。 5）在最右边的装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下，否则起不到液封的作用而无法使用。6）图3中启普发生器：加入大小适宜不溶于水的块状固体。如果太碎会落入底部的酸中使反应太快无法控制，造成容器内压力过大，导致酸液溢出。7）在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时，必须先检验纯度。验纯方法：收集一试管氢气，集满氢气的试管用拇指堵住管口，管口朝下，立即移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气。点火后，根据声音判断氢气是否纯净，如果听到的是尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，必须重新收集进行检验，直至听到“噗”的声音，才表明收集的氢气已经纯净，可以使用。重新收集氢气检验时，应另换一支试管进行操作，若仍使用原试管，要先用拇指堵住试管口一会儿，然后再去收集氢气进行点火验纯。三、气体的净化（干燥）装置（一）常见干燥剂及气体的干燥 液态干燥剂固态干燥剂常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰装置可干燥气体H2、O2、CO2、N2、COH2、O2、CO2、N2、COH2、O2、NH3、N2、CO不可干燥气体NH3NH3HCl、CO2注意事项a进b出（长进短出）a进b出（大进小出）左进右出 （二）常见净化(包括干燥气体)装置（图4） 注意事项： A为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。如用灼热的铜丝除氧气。 B、C一般盛液体药品，用于洗液。如用浓硫酸除水蒸气，氢氧化钠溶液除酸性气体。气体由a进b出。 D一般盛固体药品。如用碱石灰吸收水或二氧化碳。 四、气体的收集装置（图5、图6） 根据气体溶解性和密度（相对分子质量，与29比较）不同，把气体的收集方法分为排液法（常为排水法）和排气法（常为排空气法）。（一） 排水法：难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如：H2、O2、CO、CH4等。排水法的典型仪器是a，注意导管只能伸入集气瓶内少许，便于导管的取出。（二）排气法：不与空气反应且密度与空气相差较大的气体；又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时，导气管一定要伸入集气瓶底部，把空气尽量排出。为了减少空气扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片（如图b）；试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花（如图d）向上排空气法：相对分子质量大于29的气体。如O2、CO2等，典型装置是b。向下排空气法：相对分子质量小于29的气体。如H2、CH4、NH3等，典型装置是c。（三）其它气体收集装置如果一种气体既能用排液法收集，又能用排空气法收集，则用排液法收集的气体纯度要高一些。 五、尾气处理装置（图7） 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用经典仪器有： a用于NaOH吸收CO2（气体溶解或反应速度不是很快，不易引起倒吸）； b用于收集少量气体然后处理；如多余的CO的处理。 c收集极易溶且溶解很快的气体。如NH3等，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液体对气体的吸收。由于漏斗容积较大，从而防止吸收液的倒吸。 d用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。如H2、CO等。 1、尾气的吸收及处理环保意识Fe2O3CO澄清的石灰水.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）。.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。.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。.防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。2、“万能瓶”的几种主要用途：(1).集气：（贮气）学科王ba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。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。小结：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2H2O22H2O+O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O22KClO3 2KCl+3O2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2Zn+H2SO4ZnSO4+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。注意事项先检查装置的气密性用排水法收集时，待气泡连续均匀排出时才收集导管置集气瓶口先检查装置气密性试管口略向下倾斜试管口放一团棉花先移出导气管，后停止加热，以防倒吸正放 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。 长颈漏斗的末端应插到液体中（分液漏斗不强调） 正放保存先检查装置气密性先验纯再收集不能用浓硫酸长颈漏斗的末端应插到液体中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练习1 利用图所示装置可进行若干实验。 (1)若用此干燥装置从A口进气收集气体X，则气体X应满足的条件是_。 (2)若此装置充满水，用来测量气体Y的体积，气体Y应满足的条件是_，此时气体从_口进入集气瓶。 (3)若用此装置来除去气体中的某些杂质气体，则保留气体应满足的条件是：_，此时气体从_口进入集气瓶。 练习2过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水，它在MnO2催化作用下能迅速分解，放出氧气，同时生成水在实验室中可用下图所示装置用双氧水制取氧气(通过分液漏斗玻璃活塞的“开”、“关”，可随时向锥形瓶中滴加双氧水)。 (1)试写出该反应的化学方程式_。 (2)在实验室中该装置还可用于制取_(写两种气体)。 (3)此法制取氧气的优点是_。 练习3、如图所示的只是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题。 为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？ 这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？ 从下面两个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。 大理石与盐酸反应制取二氧化碳 用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气气体名称收集方法检验方法 课堂练习：1（2013日照市）实验室用高锰酸钾制纯净氧气时，下列做法错误的是A在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管B把试管口略向下倾斜固定在铁架台上C导管口开始有气泡放出时就立即收集，防止生成的气体跑掉D用高锰酸钾制取所需氧气停止加热时，先要把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯2（2013威海市）在实验室里，利用下列物质和装置制取气体的方法正确的是（）A二氧化锰和氯酸钾制取氧气B大理石和稀盐酸制取二氧化碳C二氧化锰和5%的过氧化氢溶液制取氧气学科王D铜和稀硫酸制取氢气3. （2013山西省）在实验室中，同学们用如下装置制取纯净的CO2，下列说法不正确的是查阅资料饱和碳酸氢钠溶液可以吸收HCl而不吸收CO2A.中固体反应物也可用Na2CO3代替B.中没有白色沉淀产生，说明CO2气体中已经不混有HCl气体 C.中浓H2SO4的作用是吸收CO2气体中混有的H2O D.将燃着的小木条放在中的集气瓶中，可以检验集气瓶是否收集满CO24（2013安徽省）空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制取氧气。A B C D E（1）工业制氧气是变化_（填“物理”或“化学”）变化。（2）图中仪器a的名称是_。（3）实验室制取并收集氧气，可选择_装置（填字母代号），此法制取氧气的化学方程式为_。（4）检查B装置气密性的方法是（可借助水和图中的其他装置）_。5（2013北京市）根据下图回答问题。 （1）仪器a的名称是 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，选用的发生装置是 （填字母序号，下同）。 （3）实验室制取二氧化碳时，选用的收集装置是 。将燃着的木条放在瓶口，若观察到 ，说明瓶中已充满二氧化碳。向该集气瓶中加入紫色石蕊溶液，振荡后，观察到溶液变红，发生反应的化学方程式为 。 6(2013泉州市)如图1所示的仪器和装置，可用于实验室制取氧气，请回答有关问题：（1）用高锰酸钾制取氧气，该反应的化学方程式是 ，其气体发生装置可选择上图中的 （填标号）组合从所选的组合中选择某一种仪器，写出它的名称： ，简要说出它的用途： （2）实验室也可以用双氧水来制取氧气，实验时还需加入少量二氧化锰，其作用是 现要配制100g溶质质量分数为6%的双氧水溶液，需要30%的双氧水溶液 g，需要加入水的体积为 mL（3）在量取水的操作中，当水面接近所需刻度时，应改用 （填标号）加水至所需刻度将配制好的溶液装入试剂瓶中，贴好标签请在如图2所示的标签内填入试剂瓶所要贴的标签内容（4）用F装置来收集氧气时，若集气瓶口有气泡冒出，说明集气瓶内的氧气已收集满，接下来的操作是 ，然后将集气瓶移出水面，正放在桌面上学科王7(2013龙岩市)现有下列初中化学常用的制取气体部分装置。请完成以下各题：（1）写出上图、两种仪器的名称：_ _。（2）以高锰酸钾为原料制取氧气，应选用_和_装置（填字母）来制取并 收集，反应的化学方程式是_。（3） 我市某中学小曹老师带领学生进行上述实验时，发现“一同学不慎碰倒装满氧气的集气瓶，迅速扶起后，瓶中剩余的氧气仍能使带火星的木条复燃”；对此，小曹老师让该同学往集气瓶装入半瓶水，再用排水法收集1/2集气瓶的氧气，发现瓶中的氧气也能使带火星木条复燃。用下列方案收集“1/2集气瓶的氧气”，其中最合理的是_（填字母）。用排水法收集气体时，如何判断集气瓶中气体已收集满？答：_。空气中氧气的体积分数约为21%。本实验中，集气瓶内的氧气约占总体积的_%，所以用“使带火星木条复燃”来检验集气瓶中充满氧气的方法不可靠。8. （2013包头市）请回答下列问题：（1）右图是实验室中用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的发生装置。请指出图中两处明显的错误：_；_。（2）某化学小组的同学查阅资料得知，超氧化钾（KO2）是一种固体，它能与二氧化碳反应生成氧气：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。此外，超氧化钾还能与水、氯化氢等物质反应。该小组同学决定用大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳与超氧化钾反应来制取氧气。实验中使用了如下装置：请回答下列问题：为了完成上述实验，各装置的连接顺序为_（填序号）。装置D的作用是_。装置E的作用是_。若用右图装置收集制得的氧气，则气体应从_端（填a或b）进入。答案：CCA 4、（1）物理。（2）铁架台。（3）A和C（或E）；2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2或2KClO3 2KCl+3O2也可选B和C（或E）；2H2OMnO22H2O+O2（4）B和C相连，从长颈漏斗中倒入水至淹没下端管口，使长颈中形成一段水注，过一会，水注不下降证明装置气密性良好。5、6、（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；ABCE；A，酒精灯（或E铁架台等）；用作热源（或用于支持固定等）；（2）催化作用；20；80；（3）H；（4）先移出导气管再熄灭酒精灯7、（1）长颈漏斗 铁架台（2）B，C 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2（3） a 观察到集气瓶口旁有气泡向外逸出学科王 60.58、（1）试管口没有略向下倾斜 导管伸入试管内太长（以上两问指错、改错均可给分）（2）BECADF吸收未参加反应的二氧化碳气体除去二氧化碳气体中混的氯化氢气体b- 11 -