内容正文:
气体的制取与净化
一、气体发生装置的选择
(1)选择依据:反应物的状态(固体或者液体)和反应条件(是否需要加热)。
(2)常见装置
装置类型
固体加热型
固液常温型
装置图
反应
实例
加热高锰酸钾制取氧气(试管口塞一团棉花);氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气
过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气;石灰石(或大理石)与稀盐酸制取二氧化碳;锌与稀硫酸制取氢气
(3)装置评价(常见的固液常温型发生装置比较)
装置图
装置特点
装置简单,可制取较少量气体
可随时添加液体,制取较多量气体
可连续制取并能控制反应速率
可连续制取并能控制液体滴加速度和量
可控制反应的发生和停止
模板应用:
例1:实验室制取气体的常见装置如下,据图回答下列问题:
1.写出仪器①~⑧的名称。
①试管;②酒精灯;③铁架台;④长颈漏斗;⑤锥形瓶;⑥分液漏斗;⑦集气瓶;⑧水槽。
2.选择发生装置的依据:反应物状态(固固型或固液型)和反应条件(是否需要加热)。
3.常见气体的制取(O2、CO2、H2)
(1)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,发生装置为B(填字母,下同),反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰固体混合物加热制取氧气,发生装置为A,反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。
(3)实验室分解过氧化氢制取氧气,发生装置为D(或E),反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(4)实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳,发生装置为__D(或E)__,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(5)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气,发生装置为D(或E),反应的化学方程式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
4.其他气体的制取(N2、NH3、CH4、H2S)
(1)实验室用NaNO2和NH4Cl的浓溶液加热制取氮气,发生装置为C。
(2)实验室用硫化亚铁固体与稀盐酸反应制取硫化氢气体,发生装置为D(或E)。
(3)实验室用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气,发生装置为A。
(4)实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体加热制取甲烷,发生装置为A。
【特别提醒】
a.用A(或B)装置制取气体时试管口稍向下倾斜的目的是防止冷凝水或生成的水倒流使热的试管炸裂。
b.用高锰酸钾粉末制取氧气时,试管口放一小团棉花的目的是防止高锰酸钾粉末进入导管,造成堵塞。
c.D装置中长颈漏斗的末端应伸入液面以下,目的是形成液封,防止反应生成的气体通过长颈漏斗逸出。
d.A、B装置试管中的导管刚露出橡胶塞即可,目的是方便气体导出。
5.收集装置的选择
气体性质
收集方法
收集装置
举例
优点
密度比空气大,且不与空气成分反应
向上排空气法
装置F
O2、CO2
可收集较干燥的气体
密度比空气小,且不与空气成分反应
向下排空气法
装置G
H2、CH4
可收集较纯净的气体
不易溶于水,且不与水反应
排水法
装置H
O2、H2、CH4
【特别提醒】
a.用F(或G)装置收集气体时,为使收集到的气体更为纯净,应将导管伸入集气瓶底部。
b.用H装置收集气体时,最佳收集时间为气泡连续、均匀地冒出时。
c.用H装置收集满氧气接下来应进行的操作是:先在水面下用玻璃片盖住集气瓶瓶口,把集气瓶移出水面,正(填“正”或“倒”)放在桌面上。
1. (2022山东临沂中考)实验是科学探究的重要手段。下图是实验室制取气体的常用装置,请回答有关问题:
(1)仪器①的名称_____。实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置中,试管口略向下倾斜的原因是______。
(2)实验室里,在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。通常情况下,硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体,能溶于水,密度比空气的大。实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是_______(填序号),收集装置是_____(填序号)。
二、气体收集装置的选取
(1)选择依据:气体的溶解性、能否与水反应、密度、是否有毒性、能否与空气中的某成分发生化学反应等。
(2)常见装置
收集方法
向上排空气法
向下排空气法
排水法
装置图
气体性质
密度比空气①_____,不与空气中的成分发生反应
密度比空气②______,不与空气中的成分发生反应
不溶于水或难溶于水(不与水反应)
典型气体
CO2、O2等
H2、NH3、CH4等
H2、O2、CO、CH4等
注意事项
导管伸到集气瓶的底部,防止收集的气体不纯
应等到气泡连续均匀地放出后再收集气体,否则收集到的气体不纯;排水法收集到的气体纯度高,但不干燥。
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