内容正文:
专题四 气体的制备
常见气体的制取
[核心解读]
气体 氧气 氢气 二氧化碳
药品 ①氯酸钾和二氧化锰;②高锰酸钾;③过氧化氢溶液和二氧化锰 锌粒与稀硫酸 大理石(或石灰石)与稀盐酸
反应
原理 ①2KClO3 2KCl+3O2↑
②2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
③2H2O2 2H2O+O2↑ Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
实验装置
收集方法 排水法或向上排气法(不易溶于水,密度比空气大) 排水法或向下排气法(难溶于水,密度比空气小) 向上排气法(能溶于水,密度比空气大)
检验方法 用带火星的木条检验,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(生成物只有水) 通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则说明已收集满 — 将燃着的木条靠近集气瓶口,若木条火焰立即熄灭,则说明已收集满
实验
操作
步骤 固固加热型,用排水法收集:
①检查气密性;②装药品;③固定试管;④加热;⑤收集气体;⑥将导管移出水槽;⑦熄灭酒精灯 ①检查气密性;②加药品;③固定试管;④验纯;⑤收集气体 ①检查气密性;②加入石灰石(或大理石);③加入稀盐酸;④收集气体
注意
事项 ①用固固加热型装置时,试管口应略向下倾斜;②当用高锰酸钾制氧气时,靠近管口处应塞一团疏松棉花;③排水法收集时,当气泡连续、均匀冒出后再收集;④排水法收集完后,先移出导管,再熄灭酒精灯;⑤若用过氧化氢溶液和MnO2制O2,操作步骤同制CO2 ①长颈漏斗末端应伸入液面以下;②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可;③若用向下排气法收集时,导管应伸入接近容器(集气瓶或试管)的底部;④不能用浓硫酸、硝酸及浓盐酸来制取氢气 ①不能用稀硫酸代替稀盐酸;②长颈漏斗的末端应伸入液面以下;③反应器中的导管刚露出橡胶塞即可;④用向上排气法收集时,导管应伸入接近集气瓶的底部
气体的净化
1.气体的干燥
选择干燥剂的原则:干燥剂不能与被干燥的气体发生化学反应,即酸性干燥剂不能干燥碱性气体,碱性干燥剂不能干燥酸性气体。
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 O2、H2、CO2、CO、CH4、N2、HCl、SO2等 NH3等
碱
性 生石灰、碱石灰、氢氧化钠固体 O2、H2、CO、CH4、N2、NH3等 CO2、HCl、H2S、SO2等
中
性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
注意:洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序:①用洗气瓶除杂和干燥时,气体应长进短出;②用球形干燥管除杂或干燥时,气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气),以利于气体充分干燥。
2.气体的净化
除杂原则:①不能引入新的气体杂质;②不能减少被净化气体的量。
吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置
NaOH溶液 CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等
饱和碳酸氢钠
溶液 CO2气体中混有的HCl气体
灼热氧
化铜
H2、CO
3.尾气的吸收与处理
为了保护环境,防止中毒,对有毒、有害的气体必须进行吸收(用合适的溶液)、收集或点燃处理。对于无毒、无害的气体(如N2、O2等)可直接排放到空气中。
①溶液吸收:适用于可与某些溶液或水反应的气体,如Cl2、SO2,HCl、H2S等酸性气体可用NaOH溶液吸收(极易溶于水的气体要防止倒吸,如装置甲),NH3可用浓硫酸吸收。
甲
乙
②点燃处理:如CO、CH4、H2S等可燃性气体,直接将其点燃处理(如装
置丁)。
③气球收集:对于有毒气体,如CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球进行收集,然后集中处理(如装置丙)。
丙 丁
多功能瓶的使用
图示 操作目的 气体进出方向 举例与原理
收集密度大于空气的气体 a进b出(长进短出) 收集CO2、O2,进入的气体聚集在集气瓶下方
收集密度小于空气的气体 b进a出(短进长出) 收集H2,进入的气体聚集在集气瓶上方
排水法收集气体 b进a出(短进长出) 收集H2、O2,进入的气体聚集在集气瓶上方,水从下方导管被压出
洗气或干燥
a进b出(长进短出) 浓硫酸干燥O2或NaOH溶液吸收CO2
[例1](2022常德)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答问题。
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是 。
长颈漏斗
(3)实验室制取二氧化碳,可选用的收集装置是 (填字母),若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色,其