常见气体的制备作为中考考查的重点,经常在实验探究题中出现,下面小编将常见气体制备相关知识汇总给大家,以供参考。
一、制取气体的方案选择原则
1. 可行性:所选原料能够制得需要的气体;
2. 经济性:原料一般要廉价易得;
3. 反应条件适宜且易于控制;
4. 反应速率适中,不能太快或太慢,便于实验和收集;
5. 生成的气体要尽量纯净;
6. 操作简单易行,安全可靠,节能环保。
二、常见气体的制备
1. 常见气体的发生装置
选择依据:根据反应物的状态和反应条件选择合适的装置。
反应物
的状态
固体
固体和液体
反应条件
加热
不加热
装置
反应物
的状态
固体
固体和液体
反应原理
反应物
的状态
固体
固体和液体
注意事项
a. 试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水倒流,造成试管炸裂;
b. 用KMnO4制取氧气时,试管口要塞一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导气管;
c. 实验结束后先取出导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸造成试管炸裂
若使用长颈漏斗,则长颈漏斗的下端应伸入液面以下形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗逸出
制取气体最佳装置的选择
装
置
图
装置
特点
安装简便
便于添加液体
可控制溶液滴加速度
可随时控制反应的发生和停止
适用范围
用于制取
少量气体
用于平稳反应并制取较多气体
用于剧烈反应并制取较多气体
用于平稳反应且制取持续时间较长的气体
2. 常见气体的收集装置
选择依据:根据气体的密度和溶解性。
收集方法
排水法
排空气法
装置图
收集方法
排水法
排空气法
适用范围
不易溶于水或难溶于水的物质,如O2、H2
所收集的气体不与空气中的任何成分反应,且密度与空气相差较大
密度比空气大的气体,如O2、CO2
密度比空气小的气体,如H2、NH3
优点
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
收集方法
排水法
排空气法
注意事项
a.最佳收集时间:当导管口气泡___连续、均匀冒出时;
b.导管不能伸入集气瓶口过长,过长不利于气体排出;
c.集满O2的集气瓶应_正_ (填“倒”或“正”)放在桌面上
导管应伸到集气瓶的底部,防止_
收集的气体不纯
________
3.气体的检验和验满
气体
方法
氧气
验满
将带火星的木条接近集气瓶瓶口,
木条复燃,
检验
将带火星的木条伸入集气瓶内,
木条复燃,则说明气体为氧气
气体
方法
二氧化碳
验满
将燃着的木条靠近集气瓶瓶口,木条火
焰立即熄灭,则说明已收集满
检验
将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水
变浑浊,则说明气体为二氧化碳
氢气
检验
点燃,罩干冷小烧杯,产生淡蓝色火焰,
烧杯内壁有水珠,则说明气体为氢气
4. 多功能瓶(万能瓶)的使用方法
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
图示
操作目的
气体进出方向
举例与原理
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
图示
操作目的
气体进出方向
举例与原理
测量气体的体积
a进b出(短进长出)
连接多功能瓶与量筒,采用排水法测量收集气体的体积(CO2等能溶于水的气体需在液面加一层植物油)
三、气体的净化与干燥
1. 气体的净化
将不纯气体中的杂质气体除去从而得到较纯净的气体的过程即气体的净化。若选用的试剂是液体,这个过程叫做气体的洗涤。常见气体的吸收剂如下表:
除杂剂
气体杂质
除杂装置
水
易溶性气体,如HCl、NH3等
除杂剂
气体杂质
除杂装置
强碱(如NaOH)
溶液
酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
饱和NaHCO3
溶液
除去CO2中的HCl
碱石灰(NaOH和CaO)
水蒸气,酸性气体如CO2、SO2、HCl、H2S等
灼热的CuO
还原性气体,如H2、CO等
灼热的铜网
O2
2. 气体的干燥
用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的干燥。
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的水分,而不能与气体发生反应。常见气体的干燥剂的选择见下表:
干燥剂
可干燥的气体
不可干燥的气体
干燥装置
酸
性
浓硫酸
H2、O2、O2、CO、CH4、N2、SO2、HCl
NH3等碱性气体
碱
性
固体氢氧化钠、生石灰、碱石灰
H2、O2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、SO2、HCl等酸性气体
中
性
无水氯
化钙
除NH3以外的所有气体
NH3
注:碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠。
四、尾气处理
1.常见装置
2.常用方法
(1)点燃尾气:对可燃性污染气体,点燃转化成物污染气体(如CO)
(2)溶液吸收:酸性气体通入碱性溶液中,碱性气体通入酸性溶液中,使气体与溶液反应生成不具有挥发性的盐类(如CO2、SO2通入NaOH溶液)
(3)尾气回收:装置末端接一个气球或其他容器,用以集中处理污染气体或再利用。
例1 甲、乙两同学在实验室制取CO2和O2时,无论选择什么药品,他们都能选用的装置是( )
【解析】实验室制取二氧化碳应选择固液常温型发生装置A,二氧化碳密度比空气大,可选择向上排空气法收集,收集装置为C;实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物(或高锰酸钾)制取氧气应选择固固加热型发生装置B,用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气应选择固液常温型发生装置A,氧气密度比空气略大,可选择向上排空气法收集,收集装置为C;根据以上内容分析题干信息,可知都能选用的装置是C。
例2 通过一年的化学学习,相信你已掌握了实验室制取气体的有关知识。请结合图示回答下列问题。
(1)请写出图中标号a、b仪器的名称:
a________; b________。
(2)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气,发生反应的化学方程式为____________________,选用的发生装置是__(填装置序号,下同),收集装置是________。
(3)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,在水面上放一层植物油的目的是_______________________________,植物油上方原有的空气对实验的结果_____ (填“有”或“没有”)明显影响。
【解析】(1)仪器a、b的名称分别是试管、集气瓶。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式为
应选用“固液不加热型”装置作为气体发生装置,即B装置,因为氧气不易溶于水,且其密度比空气大,因此可以采用排水法或向上排空气法收集,即选取D(或E)作为气体收集装置。(3)因为二氧化碳能溶于水,又能与水发生化学反应,因此,为了减少实验误差,在水面上放一层植物油;因为二氧化碳通入F装置内使其内的压强增大,水被压入量筒内,就可以测出水的体积,即二氧化碳的体积,所以原有的空气对实验结果无明显影响。
以上就是小编为大家准备的全部内容,希望对你的学习有所帮助!
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