内容正文:
专题五 气体的制取与净化
常见气体的制取
一、题目特点
该类试题常依托气体的制备原理和性质,借助于化学实验考查有关氧气、CO2的实验室制取及相关实验操作流程,制取某种气体原理的选择与评价,收集装置的选择与依据,实验操作顺序及注意事项,装置改进与实验创新等,试题命题形式和命题角度灵活,多以选择题和实验探究题的形式呈现。
二、解题方法
解析该类试题的关键是了解气体的制备原理,明确气体的性质,依据基本的实验技能进行解析。
1.原理选择
不仅要看反应能否发生,还要考虑实验室条件是否满足、反应的速率是否适中及制取气体的纯度等。
2.发生装置
(1)加热固体制气装置
(2)固、液常温接触制气装置
上述装置的优缺点如下。
A:制取少量气体,若将试管换成锥形瓶可用于制取较多量的气体。
B:可随时添加液体,长颈漏斗下端管口要伸入液面以下。
C:可连续制取并控制反应速率,分液漏斗也可换成注射器。
D:可控制反应随时停止或开始,下述装置也能达到相同的实验效果,长颈漏斗也可用分液漏斗代替。
3.收集装置
(1)密度大于空气且不与空气中任何成分发生反应的气体可用向上排空气法收集,如A图所示;若用C图装置收集,则气体由m端进入,空气由n端排出。
(2)密度小于空气且不与空气中任何成分发生反应的气体可用向下排空气法收集,如B图所示;若用C图装置收集,则气体由n端通入,空气由m端排出。
(3)难溶于水且不与水反应的气体可用排水法收集,如D图所示;若用E装置收集,则气体应由a端通入,水从b端排出;若b端接量筒,则可测量收集的气体体积。
“多功能瓶”收集气体
图示 操作目的 气体进出方向
收集密度大于空气的气体 a进b出(长进短出)
收集密度小于空气的气体 b进a出(短进长出)
收集密度大于空气的气体 b进a出(短进长出)
收集密度小于空气的气体 a进b出(长进短出)
排水法收集气体 b进a出(短进长出)
洗气或干燥 a进b出(长进短出)
收集并测量气体体积 a进b出(短进长出)
4.检验、验满
气体 检验 验满
氧气 将带火星的木条放在集气瓶中,若木条复燃,证明是氧气 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明收集满
水蒸气 用硫酸铜固体检验,若硫酸铜固体变蓝,证明是水蒸气 —
二氧化碳 通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳 将燃着的小木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明收集满
[例1](2023淄博一模)如图是实验室制取气体的部分装置,回答下列
问题。
A
B
C
D
E
F
(1)实验室用过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下制取氧气,选择的发生装置是 (填字母),写出反应的化学方程式: 。能用C装置收集一瓶氧气,原因是 .
,验满的方法是 .
。
(2)写出用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式: .
。若用F装置收集一瓶二氧化碳,气体应从 (填“b”或“c”)端通入。
B
氧气密度比空气大且不与空气中
的成分反应
把带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明已经收集满
c
气体的干燥与净化
1.实验装置:洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管。
2.气体净化:将不纯气体中的杂质气体除去,从而得到较为纯净的气体。
除CO2 可用NaOH溶液
除SO2 可用NaOH溶液
除HCl气体 可用NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液等
除H2 先用灼热的CuO将其氧化为水,再用浓硫酸或碱石灰吸收
除CO 先用灼热的CuO将其氧化为CO2,再用NaOH溶液吸收
除O2 可用灼热的Cu网(增大接触面积,使之充分反应)
除NH3 用浓硫酸吸收
3.干燥气体常选的试剂
(1)浓硫酸(酸性):可干燥O2、H2、CO、HCl等气体,不可干燥NH3等碱性气体。
(2)碱石灰(碱性):可干燥O2、H2、CO、NH3等气体,不可干燥CO2、HCl等酸性气体。
(3)无水氯化钙(中性):可干燥O2、H2、CO、CO2、HCl等气体,不可干
燥NH3。
[例2][跨学科实践]化学课上,某小组同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简易“供氧器”(如图甲所示)。
(1)根据设计的“反应器”,制取氧气的反应原理为 . (用化学方程式表示)。
甲
乙
(2)图中标号①仪器的名称是 。
(3)为制取干燥的氧气,装置接口