内容正文:
专题11 实验室气体的制取
命题点1 氧气的实验室制取
命题点2 二氧化碳的实验室制取
命题点3 氢气的实验室制取
氧气的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称;②反应原理及化学方程式的书写;③制取(发生、收集)装置的选择;④气体的检验与验满;⑤气体的净化及多功能瓶的作用;⑥实验步骤及注意事项等,一般以实验探究题的形式,常结合CO2、H2等其他气体一起考查。
1.氧气的工业制法
分离液态空气法:先将空气加压降温变成液态,然后再加热,由于液氮的沸点比氧气的沸点低,氮气首先从液态空气中蒸发出来,留下的就是液态氧气,此过程属于物理变化。
2. 氧气的实验室制法
固+固加热型
1.用高锰酸钾或氯酸钾制氧气
(1)药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
(2)反应原理
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
②2KClO32KCl+3O2↑
(3)实验装置(如图所示)
仪器名称:a.酒精灯,b.试管,c.铁架台(带铁夹),d.导管,e.集气瓶,f.水槽。
注意:
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
②试管口要略向下倾抖,防止水倒流,使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部(或距离管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热,然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体不纯,当集气瓶口有大气泡冒出时,证明已收集满。
⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再熄灭酒精灯。防止倒吸炸裂试管。
⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒堵塞导管。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体逸散。
(4)实验步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
①连接装置:先下后上,从左到右的顺序。
②检查装置的气密性:将导管的一端浸入水槽中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。
③装入药品:按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)
④固定装置 :固定试管时,试管口应略向下倾斜;铁夹应夹在试管的中上部
⑤点燃酒精灯:先使试管均匀受热,后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体:排水法收集或向上排空气法
⑦先将导管移出水面
⑧最后熄灭酒精灯
(5)收集氧气的方法
①向上排空气法(氧气密度比空气大)
③排水法收集(氧气不易溶于水)
注意:
a.凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体,均可用排空气法收集。相同状况下,密度比空气大的气体可用向上排空气法收集,密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体,一般不宜用排空气法收集。
b.用排空气法收集气体时,应将导管伸到接近集气瓶底部,以便于空气的排出。
c.用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净;用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
(6)检验方法
验证:将带火星的木条伸入瓶内,如果木条复燃,证明集气瓶内的气体是氧气。
(7)验满
验满:①用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,证明氧气已收集满。
②用排水法收集时,集气瓶口出现大气泡时,说明已收集满。
固+液不加热型
2.用过氧化氢制氧气
(1)药品:过氧化氢溶液和二氧化锰粉末。
(2)反应原理:2H2O22H2O+O2 ↑
(3)实验装置
(4)实验步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗(或分液漏斗)和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗(或分液漏斗)中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
说明:
a.用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品;使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b.使用带有长颈漏斗的发生装置时,要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下,以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典例精讲】
2022•辽宁朝阳
1. 实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题:
(1)装置B中仪器a的名称是____。
(2)实验室用装置A制取氧气,其反应的化学方程式为_____。
(3)若用装置F收集氧气,检验瓶中氧气已收集满的方法是,将带火星的木条放在导管____(选填“b”或“c”)口处,观察木条是否复燃;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管_____(选填“b”或“c”)口通入。
(4)通常状况下,硫化氢(H2S)是一种密度比空气大且能溶于水的气体,实验室常用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下反应制取硫化氢气体,则制取硫化氢气体可选用的装置组合是____(填字母)。
2022•辽宁沈阳
2. 下图是实验室