内容正文:
微专题1 常见气体的制取与净化
【专题归纳】
1.实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的比较
气体 氧气 氢气 二氧化碳
反应物状态 固体粉末 固体与液体 块状固体与液体 块状固体与液体
反应条件 加热 常温 常温 常温
反应原理
发生装置
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl
CaCl2+CO2↑+H2O
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收集方法 法或
法 法或
法 法
检验方法 将带火星的木条伸入容器内,木条复燃 点燃,罩干冷小烧杯,产生淡蓝色火焰;烧杯内壁有水珠 通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
验满方法 将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃,证明已集满 — 将燃着的木条伸到集气瓶口,木条立即熄灭,证明已集满
实验操
作步骤 ①检查装置气密性;②装入药品;③固定试管;④点燃酒精灯;⑤收集气体;⑥将导管移出水槽;⑦熄灭酒精灯 ①检查装置气密性;②装入药品;③固定仪器;④验纯(制H2);⑤收集气体 ①检查装置气密性;②加入石灰石;③加入稀盐酸;④收集气体
排水
向上排空气
排水
向下排空气
向上排空气
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注意事项 ①试管口应略向下倾斜;②加热高锰酸钾制氧气时试管口应塞一团棉花;③用排水法收集时,当气泡连续、均匀冒出时才可收集;④用排水法收集完毕后,先移出导管,再熄灭酒精灯 ①长颈漏斗末端应伸入液面以下;②用向下排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部;③不能用浓盐酸来制取氢气 ①不能用稀硫酸代替稀盐酸;②长颈漏斗末端应伸入液面以下;③用向上排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部
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2.气体的净化与干燥
(1)气体净化和干燥的装置
洗气瓶 球形干燥管 U形干燥管 加热装置
(2)气体的净化
在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。
①选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯物质不反应,也不产生新的杂质。
②多种气体杂质共存时,要注意试剂的选择和除杂顺序,一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置,不仅要注意药品的名称,还要注意“长进短出”的原则,球形干燥管要“大进小出”。
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③常见气体杂质的吸收剂见下表:
吸收剂 吸收的气体杂质
水 易溶性气体,如HCl、NH3等
碱石灰(NaOH+CaO) CO2、H2O(气体)、H2S等
强碱(NaOH)溶液 CO2、SO2、HCl、H2S等
灼热的CuO H2、CO
灼热的铜网 O2
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(3)气体的干燥
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与待干燥的气体反应。
常见气体的干燥剂选择见下表:
干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体
酸性 浓硫酸 H2、O2、CO2、CO、
CH4、N2、SO2、HCl NH3
碱性 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 H2、O2、CO、CH4、N2、NH3 CO2、SO2、HCl
中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
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3.尾气的处理
图1 图2 图3 图4
(1)用液体吸收(如图1),如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收,NH3可用水吸收。
(2)用点燃法处理(如图2),如CO、CH4、H2等可燃性气体可在装置末端连接一个尖嘴导管,将其点燃,如图2所示。
(3)用气球收集(如图3),如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端系上一个气球收集。
注意:对于易溶性气体(如NH3)的吸收,应加防倒吸装置,如图4所示。
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4.装置的连接顺序(有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序)
(1)组装仪器:一般按从左到右,从下到上的顺序进行。
(2)制取气体时,先检查装置的气密性,后装药品。
(3)收集气体时,先气体净化,后气体收集。
(4)检验气体时,先验水,后验杂(气体杂质)。
(5)除杂与干燥的顺序
①除杂时若使用的是洗气装置,则需要先除杂,再干燥。因为除杂时从液体中出来的气体中混有水蒸气,因此需要再进行干燥。
②除杂时若使用的是加热装置,则需要先干燥,再除杂。因为加热时混有水蒸气会影响反应的生成物,同时也存在实验安全隐患,因此应先干燥,再除杂。
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【专题精练】
1.(2022重庆中考B卷)根