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微整合7
实验室制取气体
1.发生装置的选择(依据:反应物的状态和反应条件)
“固体加热”型 “固液常温”型
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
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“固体加热”型 “固液常温”型
常见
装置 注:利用高锰酸钾制氧气时,应在试管口放一
团棉花,防止加热时试管中的粉末状物质进入导管 A B C D
优点 - 装置简单,操作方便 便于添加液体试剂 可以控制反应速率 可以控制反应的发生与停止
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“固体加热”型 “固液常温”型
反应
原理 __________________________________________ _____________________________
________________________________________
_______________________________
+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+
CO2↑
Zn+H2SO4=== H2↑+ZnSO4
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学方法
“固体加热”型 “固液常温”型
注意
事项 试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流至试管底部使试管炸裂 B装置:长颈漏斗的下端必须形成液封,防止产生的气体从长颈漏斗中逸出
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2.收集装置的选择 (依据:气体的密度、气体在水中的溶解性以及气体是否与水、空气成分反应)
收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
收集装置
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收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
气体性质 不易或难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2、CO等 密度比空气的大且不与空气中成分反应的气体,如O2、CO2等 密度比空气的小且不与空气中成分反应的气体,如H2、NH3等
优缺点 收集的气体纯度较高,但不干燥 收集的气体较干燥,但纯度不高
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收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
注意事项 a.集气瓶应装满水倒放在水槽中;b.当导管口有气泡连续、均匀冒出时,方可收集 导管应伸到集气瓶底部,以便排尽集气瓶内的空气
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3.气体的检验和验满
检
验 O2 将带有火星的木条插入集气瓶中,若木条复燃,则证明是氧气
CO2 将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳
H2 点燃气体,发出淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干燥的烧杯,烧杯内壁出现无色液滴,再在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若烧杯内壁没有明显变化,则证明是氢气
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验满 O2 将带有火星的木条靠近集气瓶瓶口,若木条复燃,则证明氧气已集满
CO2 将燃着的木条靠近集气瓶瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已集满
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4.气体的除杂与干燥
除杂 干燥
原则 a.不能引入新的杂质气体;b.不能减少被净化气体的量 干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应
常见
装置
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除杂 干燥
常用除杂(或干燥)试剂与其对应的气体杂质
(或可干燥气体) 氢氧化钠溶液——除去CO2、SO2、HCl等酸性气体;
饱和碳酸氢钠溶液——除去CO2中混有的HCl;
灼热的氧化铜——除去CO2中混有的CO;
灼热的铜网——除去O2 浓硫酸——干燥酸性气体和中性气体,如CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO、CH4、N2等;
碱石灰(NaOH和CaO等)——干燥碱性气体和中性气体,如NH3、H2、O2、CO、CH4、N2等;
无水氯化钙——能干燥大多数气体,如H2、O2、CO2等,但不能干燥NH3
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5.实验室制取气体时常见问题及解决方法
常见问题 原因 解决方法
制得的气体不纯 ①试剂量不足;
②若用排空气法收集:导管没有伸到集气瓶底部;
③若用排水法收集:集气瓶中事先没有盛满水或导管口一有气泡冒出就开始收集 ①增加试剂量;
②将导管尽量伸到集气瓶底部;
③收集气体前集气瓶中应装满水,导管口有气泡连续、均匀冒出时,再开始收集
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常见问题 原因 解决方法
产生气体速率过慢 ①试剂没有均匀受热;
②固体试剂颗粒太大;
③液体试剂浓度过低 ①将固体试剂平铺在试管底部;
②将固体试剂粉碎成小颗粒;
③增加液体试剂浓度
检查气密性时,烧杯内水中始终未看到气泡冒出 ①导管插入水中前,手握试管的时间过长;
②仪器破损;
③仪器连接不紧密 ①先将导管伸入水中,再用手握试管;
②更换破损仪器;
③将仪器连接紧密
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1.(2024·湖北改编)氧气是维持人类生命的重要气体。某小组开展氧气的实验室制取和性质实验,请根据下列提示,补全实验内容。
【实验用品】铁架台(带铁夹)、升降台、酒精灯、________________、集气瓶、橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、多功能瓶、玻璃片、棉花、高锰酸钾、水、细铁丝等。
试管(合理即可)
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提能力
【实验原理】A中制取氧气的化学方程式为__________________________
________________。
【实验现象】B中细铁丝燃烧的现象为______________________________
__________。
【实验结论】B中得到的实验结论是氧气能支持燃烧。
MnO2+O2↑
剧烈燃烧,火星四射,放热,生
成黑色固体
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提能力
【问题与思考】
(1)若用装置C来收集氧气,进气口为___(填“m”或“n”);若C中装满水,并用该装置收集氧气,进气口为___(填“m”或“n”)。
(2)在进行以上实验时需注意的一条事项是___________________________
_________。
m
n
实验前要用砂纸打磨细铁丝(合
理即可)
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提能力
2.实验是学习化学的重要途径,同学们在实验课上进行了二氧化碳的实验室制取与性质实验,根据题意回答问题:
【实验原理】实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,该反应的化学方程式是_______________________________________。
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
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提能力
【实验过程】(1)在添加试剂前,必须要进行的操作是_______________。
(2)加入试剂,过一会儿,检查集气瓶中是否已集满二氧化碳,验满的方法是__________________________________________________________。
(3)向盛满二氧化碳的集气瓶内倒入澄清石灰水,观察到的现象是__________________。
【问题与思考】若实验中产生二氧化碳的速率太慢,可能的原因是什么?
大理石颗粒较大(或稀盐酸浓度太小)
检查装置气密性
将燃着的木条靠近集气瓶瓶口,若木条熄灭,则说明已经收集满
澄清石灰水变浑浊
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提能力
3.(2024·江西改编)小组同学在实验室制取氧气并验证氧气的某些性质,请回答下列问题。
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提能力
【实验原理】实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为_____________________________,其中二氧化锰的作用是__________。
【性质检验】将收集的氧气倒入装置B的烧杯中,观察到带有火星的小木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是________________和____________。
催化作用
密度比空气的大
能支持燃烧
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提能力
【问题与思考】(1)实验室用装置A制取氧气时,长颈漏斗下端要形成液封,原因是________________________________。
(2)欲控制反应速率,获得平稳气流,可采取的改进措施是_____________
_______________________________。
防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
将装置A中的
长颈漏斗换成分液漏斗(合理即可)
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提能力
氧气的实验室制取
【实验目的】学习实验室制取氧气的方法。
【实验仪器】酒精灯、试管、__________________、玻璃导管、水槽、集气瓶、玻璃片、药匙等。
【反应原理】____________________________________ (写化学方程式)。
4.(2023~2024·太原期中)同学们在实验室里用加热高锰酸钾的方法制取氧气,请你与他们一起完成实验报告。
铁架台(合理即可)
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提能力
【实验步骤】(1)按图示连接仪器,并检查____________。
(2)向试管中装入少量试剂,操作方法是___________
______________________________________________
_______________,在试管口放一小团棉花。
(3)固定装置,集气瓶盛满水,加热试管,收集气体。
(4)停止加热时,____________________________________。
(5)实验结束后,________________,完善实验报告。
装置气密性
将试管横放,
把盛有高锰酸钾的药匙小心地送至试管底部,然后使
试管竖立起来
先把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯
清洗并整理仪器
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提能力
【问题与思考】如果某同学制得的氧气不纯,你认为可能的原因是什么(写一条)?
未等气泡连续而均匀冒出就开始收集(合理即可)
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提能力
5.(2024·新疆改编)在实验室里,同学们欲用如图所示装置制取气体并检验其相关性质。
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提能力
【实验原理】实验室制取二氧化碳的试剂通常选用___________________
_______,其反应的化学方程式是___________________________________
_________。
【实验装置】制取二氧化碳的发生和收集装置组合为______(填字母)。
【性质实验】将产生的气体由导管口___(填“a”或“b”)通入装置F中,观察到试管中的紫色石蕊溶液变为红色,是因为二氧化碳与水反应生成了______。
石灰石(或大理石)和
稀盐酸
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+
CO2↑
BC
a
碳酸
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提能力
【问题与思考】欲得到一瓶干燥的二氧化碳,可采取的操作是什么?
将F装置中的紫色石蕊溶液换成浓硫酸,a与装置B导管相连,b与装置C导管相连(合理即可)
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提能力
2KMnO4 K2MnO4
2H2O2 2H2O+O2↑
2KMnO4 K2MnO4+
2H2O2 2H2O+O2↑
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
$$