内容正文:
第三章 化学实验与科学探究
资源包30 气体的制取
一、必备知识梳理
【2011版课标内容要求】
1.初步学习应用简单的装置和方法制取某些气体(CO2、O2)。
2.能根据实验试题要求,识别初中化学典型实验的装置图。
【2022版课标学业要求】
1.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
2.通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般思路与方法,知道围绕实验目的确定实验原理,选择实验仪器,组装实验装置,设计实验步骤,实施实验并完成实验记录,基于实验事实得出结论。
【内容框架】
【基础梳理】
1.常见气体的实验室制取
(1)反应原理:
① 制取氧气:
高锰酸钾分解:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氯酸钾分解:2KClO32KCl+3O2↑
过氧化氢分解:2H2O22H2O+O2↑
② 制取二氧化碳:
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
③ 制取氢气:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)装置的选择:
① 发生装置:根据反应物的状态和反应条件。
反应物状态
固体与固体
固体与液体
反应条件
加热
常温
装置
特点
需要加热
制取少量气体
便于添加液体,制取较多量气体
控制液体滴加速度
控制液体滴加速度和量
控制反应的发生和停止
② 收集装置:根据气体的密度和水溶性。
收集方法
排空气法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
万能瓶排空气法
装置
适用气体
密度比空气大且不与空气成分反应
密度比空气小且不与空气成分反应
密度比空气大的气体从a进b出,密度比空气大的气体从b进a出
密度比空气大的气体从b进a出,密度比空气大的气体从a进b出
难溶于水且不与水反应
难溶于水且不与水反应,气体从a进,水从b排出
(3)氧气、二氧化碳和氢气的实验室制法比较
制取氧气
制取二氧化碳
制取氢气
反应原理
① 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
② 2KClO32KCl+3O2↑
③ 2H2O22H2O+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+
CO2↑+H2O
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
实验装置
(供选择)
(
A B C D E F
)
发生装置
固体加热型(图A)
固液不加热型(图B或C)
固液不加热型(图B或C)
固液不加热型(图B或C)
收集装置
向上排空气法(图D)
排水法(图F)
向上排空气法(图D)
向下排空气法(图E)
排水法(图F)
检验
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,说明该气体为氧气。
将该气体通人澄清的石灰水中,若石灰水变浑浊,说明该气体为二氧化碳
验满
排水法:瓶口有大量气泡冒出
排空气法: 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已集满。
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明已集满。
干燥
通过浓硫酸或NaOH固体或生石灰
先除去HCl,再通过浓硫酸(不可用NaOH固体)
通过浓硫酸或NaOH固体或生石灰
2.“万能瓶”的使用
功能
排空气法集气
排水法集气
气体检验或除杂或监控气体流速
排水测气
装置
操作
要点
(1)密度比空气 大 排空气法收集气体:长进短出;
(2)密度比空气 小排空气法收集气体:短进长出。
排水法收集气体:装满水后,短进长出。
(1)气体检验或除杂时:加入气体检验试剂或除杂试剂后(不必装满),长进短出;
(2)监控气体流速:加入水,长进短出。
气体从a端进,水从b端出,用量筒测排出水的体积,则为该温度压强下所产生的气体的体积。
应用
举例
(1)如CO2、O2等,气体从长端进入,空气从短端被排出;
(2)如H2,气体从短端进入,空气从长端被排出。
适合于不溶(或不易溶)于水且不与水反应的气体,如 H2、O2等,气体从短端进入,水从长端被排出。
(1)瓶中装入特定的溶液或药品,气体从长端进入。
(2)给病人输氧气时,在集气瓶中加入水,氧气从长端通入,根据气泡逸出的速率来监控氧气的流速。
气体不易溶于水,若气体能溶于水,可在瓶内水面上加一层油。
2、 重点题型解析
例1(2022•岳阳)如