内容正文:
化 学
第一部分 教材梳理
主题十五 气体的制取与净化
考点1 气体的制取(★★★)
1.实验室制取O2、CO2、H2的比较
气体 氧气 二氧化碳 氢气
药品 ①H2O2溶液和MnO2
②KClO3和MnO2
③KMnO4 大理石(或石灰石)和稀盐酸 锌粒和稀硫酸
反应原理 ①2H2O22H2O+O2↑
②2KClO32KCl+3O2↑
③2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑ Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
气体 氧气 二氧化碳 氢气
制取装置
收集方法 ①向上排气法
②排水法 向上排气法 ①向下排气法
②排水法
气体 氧气 二氧化碳 氢气
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃证明已满 将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭证明已满 —
注意事项 用KMnO4制取O2时,试管口要塞一团棉花 长颈漏斗下端管口要没入液面以下 —
2.常见气体的发生和收集装置
(1)发生装置:根据反应物的状态和反应条件来确定。
(2)收集装置:根据气体的密度和溶解性来确定。
装置类型 排水法 向上排气法 向下排气法
装置示意图
适用范围 不溶于水且不与水反应的气体 密度比空气大且不与空气反应的气体 密度比空气小且不与空气反应的气体
特点 纯净不干燥 干燥不纯净 干燥不纯净
典型气体 O2、CH4、H2等 O2、CO2、SO2等 H2、NH3、CH4等
考点2 常见气体的检验与净化(★★)
1.常见气体的检验
气体 检验方法及现象
氧气 将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
二氧化碳 将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
氢气 点燃,在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水珠
氨气 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝,有刺激性气味气体产生
将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
2.气体的净化
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,而与被提纯的物质不反应,也不产生新的杂质。多种气体杂质共存时,要注意试剂的选择和除杂质的顺序,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,干燥管要“大进小出”。
吸收剂 除去的气体杂质
水 易溶性气体,如HCl、NH3等
强碱溶液(NaOH) 酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰(NaOH+CaO) 水蒸气,酸性气体,如CO2、H2S等
灼热的CuO 还原性气体,如H2、CO等
灼热的铜网 O2
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确定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 干燥装置
酸性 浓硫酸 H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl NH3
碱性 固体氢氧化钠、生石灰、碱石灰 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
碱石灰的主要成分是氧化钙与氢氧化钠的混合物。
4.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,先检查装置气密性,后装药品。
(3)收集气体时,先净化后收集。
(4)检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。
(5)净化气体时,先除杂后干燥。
万能瓶的用途 图示 气体进出方向 举例说明
收集气体 密度大于空气 A进B出(长进短出) CO2、O2等,进入的气体聚集在集气瓶底部
密度小于空气 B进A出(短进长出) H2等,进入的气体聚集在集气瓶口处
密度大于空气 B进A出(短进长出) CO2、O2等,进入的气体聚集在集气瓶口处
密度小于空气 A进B出(长进短出) H2等,进入的气体聚集在集气瓶底部
5.“万能瓶”的几种主要用途
带有双孔橡皮塞的洗气瓶(又称“万能瓶”或“多功能瓶”)有以下几种用途:
万能瓶的用途 图示 气体进出方向 举例说明