内容正文:
气体的制取及净化
考查的方式通常有以下几种:
常规基础题 考查有关三大气体制取的基础知识。内容有制取气体的药品、反应原理、发生装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法及装置的连接等
迁移运用题 将课本外的气体制取纳入考试范围,给足实验信息,考查学生正确处理信息的能力;或将三大气体的制取规律迁移到新的问题情境中来,考查学生分析解决新问题的能力
综合实验题 集气体的制取、除杂、干燥及验证性质的实验于一体,考查学生的综合实验能力
与跨学科实践活动结合 先考查制取气体及气体性质的基础知识,后结合课程标准(2022年版)的相关跨学科实践活动主题考查与该气体有关的知识
确定反应原理→发生装置(制备装置)→净化装置→收集装置→尾气处理装置
发生装置 ①药品的状态(固体、液体)②反应条件(常温、加热等)
气体及杂质气体的性质,如酸性气体能用碱吸收,碱性气体能用酸
吸收等。若杂质气体为水蒸气,常用干燥剂吸收
①排水法:气体是否溶于水,是否与水发生反应
②排空气法:气体密度与空气的比较,是否与空气的成分发生反应
当实验中气体对环境有污染时,需要进行尾气处理。
常用的方法有:①贮存法;②吸收法;③转化法
净化装置
收集装置
尾气处理
影响因素
影响因素
影响因素
实验室制和净化气体的思路
一、 实验室制取气体的反应原理(书写化学方程式)
(1)加热高锰酸钾制取氧气 。
(1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)加热氯酸钾制取氧气 。
(2)2KClO3 2KCl+3O2↑
相关基础知识梳理
(3)分解过氧化氢制取氧气 。
(3)2H2O2 2H2O+O2↑
(4)实验室制取二氧化碳 。
(4)CaCO3+2HCl ===== CaCl2+H2O+CO2↑
(5)实验室制取氢气 。
(5)Zn+H2SO4 ===== ZnSO4+H2↑
二、 发生装置
装置类型 固固加热型 固液常温型
装置示意图
选择依据 反应物为固体,反应条件为加热 反应物为固体和液体,反应条件为常温
注意事项 ①试管口略向 下 倾斜,防止冷凝水倒流导致试管炸裂;②导管不能伸入试管中太长,否则不利于气体排出;③若该装置用于加热高锰酸钾制取氧气,还需在试管口塞一团 棉花 ,防止加热时试管内的粉末状物质进入导管(堵塞导管) ①长颈漏斗的下端管口必须插入液体以下,形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗口逸出;②块状固体大小应适当,不能过碎,防止反应剧烈,不易控制
下
棉花
气密性检查 将导管放入水中,用手紧握试管,若导管口产生 气泡 ,说明气密性良好 先在导管末端连上带有弹簧夹的橡胶管,然后向长颈漏斗注水,若形成一段稳定的水柱,说明气密性良好
常见案例 加热高锰酸钾、加热氯酸钾与MnO2制取O2 H2O2溶液与MnO2制取O2;实验室制取CO2、H2
气泡
实验室制取 CO2不能使用的药品: ①稀硫酸或浓硫酸, 因为硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙, 覆盖在大理石的表面, 阻止反应进行; ②Na2CO3粉末 (或纯 CaCO3粉末) , 因为反应速率太快, 不易控制; ③浓盐酸, 因为浓盐酸具有强挥发性, 会挥发出大量的 HCl气体, 使制得的 CO2不纯。
固液常温型制气装置的对比分析
(1)装置①的优点:装置简单。
(2)装置②⑤的共同优点:都能便于添加 液体 药品(填“固体”或“液体”)。
液体
(3)装置③和④突出的优点:能控制 化学反应速率 ,获得平稳气流。
(4)装置⑤的突出优点:能控制 反应的发生和停止 。
化学反应速率
反应的发生和停止
(5)如图中五套装置的共同突出优点与上述图中图 ⑤ 相同(填序号)。
⑤
三、 收集装置
1. 常见的收集装置
装置类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置
示意图
装置类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法
选择依据 气体 难(或不或不易) 溶于水,且 不 与水发生反应 气体的密度比空气 大 ,且不与空气的成分发生反应 气体的密度比空气 小 ,且不与空气的成分发生反应
常见案例 收集O2、H2、CO、CH4等 收集O2、CO2等 收集H2、NH3、CH4等
难(或不或不易)
不
大
小
注意事项 ①集气瓶中要充满水,否则导致收集的气体 不 纯