内容正文:
热点01 气体的制备与性质
氧气的性质和用途主要在选择题中结合二氧化碳考查;综合命题主要结合氧气的制取实验,以图片的形式考查硫、铁、磷、镁、木炭等在氧气中燃烧的现象;氧气的制法主要考查发生装置和收集装置的选择、仪器的选用与组装、氧气的检验与验满、发生装置优缺点的分析判断、实验过程中的注意事项等。
二氧化碳的性质和用途在填空题或简答题中也有考查。二氧化碳制取多为综合性试题,结合氧气考查,结合具体的条件选择发生装置和收集装置,要熟记装置选择的考虑因素。气体制取和收集装置的选择应根据制取气体从原理上是否科学,严谨、合理,装置上和操作中是否安全、简便、现象是否明显,药品是否经济、易得、环保节能等方面进行分析。
制取氢气在中考题也常出现。
1.气体发生装置和收集装置的选择
(1)发生装置选择依据:反应物的状态(固体或者液体)和反应条件(是否需要加热)。
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
(2)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
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
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
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。
2.装置评价
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
3.实验操作注意事项
a.加热固体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.使用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.试管中的导管刚露出橡胶塞即可,目的是方便气体导出。
4.反应原理或药品的选择
实验室制取氧气,药品必须含有氧元素;
制取二氧化碳使用大理石和稀盐酸
①不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
②不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
③不用纯的CaCO3或Na2CO3粉末的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
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。
4.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.除杂和干燥的先后顺序:①若用洗气装置除杂,一般除杂在