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主题五 科学探究与化学实验
第21讲 气体的制取和净化
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课标要求
自主梳理
典题精讲
真题集训
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1.能在教师的指导下根据实验需要选择药品和仪器并能安全操作。
2.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
3.初步学习实验室制取并收集氧气和二氧化碳。
4.初步学会观察实验现象,并如实记录、处理实验数据,撰写实验报告等技能。
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一、实验室制取气体的一般思路和方法
1.确定 反应原理 。即在实验室的条件下(常温、加热、催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取。
实验室制取氧气、二氧化碳和氢气反应原理的比较
气体 氧气 二氧化碳 氢气
反应原理 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
2KClO32KCl+3O2↑;
2H2O22H2O+O2↑ CaCO3+2HC
CaCl2+H2O+CO2↑ Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
反应类型 分解 反应 复分解 反应 置换 反应
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2
+O2↑;
2KClO32KCl+3O2↑;
2H2O22H2O+O2↑
CaCO3+2HCl
Zn+ H2SO4
ZnSO4+H2↑
分解
复分解
置换
CaCl2+H2O+CO2↑
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2.确定实验装置。实验装置包括 发生 装置和 收集 装置。
(1)气体发生装置的确定
发生
收集
Ⅰ.气体发生装置的确定主要考虑 反应物的状态 和 反应条件 两个因素。
Ⅱ.常见的两种气体发生装置
装置类型 固体加热型 固液常温型
装置图
A
B
C
D
E
①实验室用氯化铵固体和熟石灰混合加热制取氨气,可选用的发生装置是 A (填字母,下同);
反应物的状态
反应条件
A
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②实验室用硫化亚铁固体和稀硫酸混合制取硫化氢(H2S)气体。为得到平稳气流可选用的发生装置是 E ,为控制反应的发生和停止,应选用的发生装置是 D 。
(2)确定收集装置
①确定收集装置主要考虑 气体密度 与空气密度的大小,是否 与空气中的成分反应 和是否 溶于水 ,是否 与水反应 。
E
D
气体密度
与空气中的成分
反应
溶于水
与水反应
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②常见的气体收集方法
名称 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置图
A
B
C
收集氧气可选用的装置是 A、B ,收集二氧化碳可选用的装置是 B ,收集氢气可选用的装置是 A、C 。
A、B
B
A、C
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3.确定检验方法。根据制取气体的特性选择一种合适的方法验证该气体。
气体 氧气 二氧化碳
验证
方法 把带火星的木条伸入集气瓶 中 ,若木条复燃,证明 收集的是氧气 把产生的气体通入 澄清石灰水 ,若变浑浊,证明是 二氧化碳
验满
方法 把 带火星 的木条放在集气瓶 口 ,若木条复燃,证明 已收满 把 燃着 的木条放在集气瓶 口 ,若木条熄灭,证明 已收满
中
收集的是氧气
澄清石灰水
二氧化碳
带火星
口
已收满
燃着
口
已收满
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二、气体的净化
1.气体净化的一般流程
2.实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的常见杂质
气体 氧气 二氧化碳 氢气
杂质 水蒸气 HCl、水蒸气 水蒸气
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3.实验室制取气体的除杂
气体(杂质) 除杂试剂
O2(H2O) 气体通过盛有 浓硫酸 的洗气瓶
CO2(HCl、H2O) 气体依次通过盛有饱和 碳酸氢钠溶液 、浓硫酸的洗气瓶
H2(HCl、H2O) 气体依次通过盛有浓 氢氧化钠溶液 、浓硫酸的洗气瓶
浓硫酸
碳酸氢钠溶液
氢氧化钠溶液
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4.实验室制取二氧化碳的净化流程
(1)实验室制取的二氧化碳中含有的杂质气体是 水蒸气 和 HCl 气体。
(2)装置中溶液X的溶质是 NaHCO3 ,反应的化学方程式为 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ ,装置中AgNO3溶液的作用是 检验HCl气体是否除尽 ,液体Z是 浓硫酸 。
水蒸气
HCl
NaHCO3
NaHCO3+
HClNaCl+H2O+CO2↑
检验HCl气体是否除
尽
浓硫酸
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三、多功能瓶的用法小结
装置图 用途 瓶中物质(试剂) 气体进出方向
收集
气体 向上排空气法 空气 气体 a 进 b 出
向下排空气法 气体 b