中考化学一轮复习考点讲练滚动小专题气体的制取、净化和干燥(含答案)
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气体的制备
1.选择实验室制取气体的方案应从以下几个方面考虑:
(1)可行性,所选原料能够制得所需要的气体。
(2)经济效益,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,便于收集与实验。
(5)生成的气体尽量纯净。
(6)操作简便易行,安全可靠,节能环保。
2.气体发生装置的选择
依据:根据反应物的状态及反应条件选取合适的发生装置。
图Ⅰ 固体加热制气装置
图Ⅱ 固液不加热制气装置
(1)反应物为固体(或固体混合物),反应需要加热,选择“固固加热型”发生装置(如图Ⅰ)。
(2)反应物为固体和液体,反应不需要加热,选择“固液常温型”发生装置(如图Ⅱ)。
3.气体收集装置的选择
主要依据:根据气体的密度和溶解性选择合适的收集装置。
(1)气体不易或难溶于水,且不与水反应,采用排水法收集(如图a);用排水法收集的气体与用排空气法收集的气体相比,用排水法收集的气体比较纯净。
(2)若气体不与空气各成分发生反应,无毒,密度比空气大,采用向上排空气法收集(如图b);密度比空气小,采用向下排空气法收集(如图c)。
(3)使用多功能瓶——洗气瓶(又称万能瓶)来收集气体(如图d)。
①若用此装置收集密度比空气大的气体:气体导入集气瓶时“长进短出”。
②若用此装置收集密度比空气小的气体:气体导入集气瓶时“短进长出”。
③若用此装置用排水法收集气体,先将集气瓶装满水:气体导入集气瓶时“短进长出”。
【温馨提示】 (1)医院输氧时,气体“长进短出”,即长管接供氧钢瓶,短管接病人吸氧导气管,通过产生气泡的速率来判断输氧的速度。(2)利用洗气瓶检验、净化、干燥气体时均为“长进短出”。
4.实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的比较
| 氧气 | 氢气 | 二氧化碳 | |
反应物 状态 | 固态粉末 | 固体与液体 | 块状固体与液体 | 块状固体与液体 |
反应 条件 | 加热 | 常温 | 常温 | 常温 |
反应 原理 | 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑ | 2H2O22H2O+O2↑ | Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ | CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ |
发生 装置 |
| |||
收集 方法 | 排水法或向上排空气法 | 排水法或向下 排空气法 | 向上排空气法 | |
检验 方法 | 将带火星的木条伸入容器内,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 | 通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 | |
验满 方法 | 将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃,证明已集满 | — | 将燃着的木条伸到集气瓶口,木条熄灭,证明已集满 | |
实验操 作步骤 | ①检查气密性 ②装入药品 ③固定试管 ④点燃酒精灯 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装入药品 ③固定试管 ④收集气体 | ||
注意 事项 | ①试管口应略向下倾斜 ②用加热高锰酸钾法时试管口应塞一团棉花 ③用排水法收集时,当气泡连续、均匀冒出时才可收集 ④用排水法收集后,先移出导管,再熄灭酒精灯 | ①长颈漏斗末端应伸入液面以下 ②用排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部 ③不能用浓盐酸来制取氢气 ④不能用稀硫酸代替稀盐酸来制取CO2 |
气体的净化与干燥
1.气体净化和干燥的装置
2.气体的净化
在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。
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,不仅要注意选择的吸收剂是否正确,还要注意“长进短出”的原则,球形干燥管要“大进小出”。常见气体杂质的吸收剂见下表:
吸收剂 | 吸收的气体杂质 |
水 | 易溶性气体,如HCl、NH3等 |
碱石灰(NaOH+CaO) | CO2、H2O(气体)、H2S等 |
强碱溶液(NaOH) | CO2、SO2、HCl、H2S等 |
灼热的CuO | H2、CO |
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来确定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与待干燥的气体反应,常见的气体干燥剂选择见下表:
| 干燥剂 | 可干燥的气体 | 不能干燥的气体 |
酸性 | 浓硫酸 | H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl | NH3 |
碱性 | 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 | 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 |
【温馨提示】 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,先检查装置的气密性,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(气体杂质);⑤净化气体时,先除杂后干燥。
一、选择题
1.(2010·河北)利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是(C)
A.用①③制取氧气 B.用②③制取二氧化碳
C.用②④制取氧气 D.用①⑤制取二氧化碳
2.(攀枝花)关于下列装置使用的说法,不正确的是(C)
3.(湖州)下图所示的装置有很多用途,下列使用方法不正确的是(A)
A.排水法收集氧气时,由a口进气
B.排空气法收集氢气时,由b口进气
C.排水法收集氢气时,由b口进气
D.排空气法收集二氧化碳时,由a口进气
4.下列装置用于实验室制取CO2,不能随开随用、随关随停的装置是(B)
二、填空及简答题
5.(河北)根据下图所示的实验回答问题:
(1)甲实验中仪器a的名称是__试管__;停止加热时,要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,原因是__防止水倒吸入试管,使试管炸裂__。
6.如图1是实验室制取氧气或二氧化碳时经常用到的仪器,请回答有关问题:
(1)当制取较大量CO2时,制取并收集的装置的仪器组合是__①②④⑥__(填序号)。
(2)若用如图2装置装满水,用于收集氧气,进气口应为__b__(填“a”或“b”)端。
7.(自贡)结合下列化学实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中标有字母的仪器的名称:a__试管__,b__锥形瓶__。
(2)实验室用氯酸钾制取氧气时应选择__A__(填代号)作为发生装置。常温下,下列收集氧气的方法不可行的是__b__(填字母序号)。
a.向上排空气法 b.向下排空气法 c.排水法
(3)用装置E收集实验室制取的二氧化碳,气体应从__①__(填“①”或“②”)端进入。
(4)实验室常用装置C代替装置B制取气体,装置C的优点是__能控制反应的发生与停止__。
8.(西宁)实验室利用如图所示装置进行相关实验,请回答下列问题。
(1)写出仪器f的名称:__长颈漏斗__。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,其反应的化学方程式为__CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O__;用C装置来收集二氧化碳,验满方法为__将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则二氧化碳已收集满__。
(3)实验室用氯酸钾制取氧气,其反应的化学方程式为__2KClO32KCl+3O2↑__,该反应的基本反应类型是__分解反应__,可选择的发生和收集装置是__AC(或AE)__。
(4)若用高锰酸钾制取氧气的实验步骤有:①在试管中加入药品并固定好装置;②把导管移出水面;③点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;④熄灭酒精灯;⑤检查装置的气密性。则以上步骤正确顺序为__⑤①③②④__(填序号)。
9.(广东)根据下图所示实验装置,请回答:
(1)仪器a的名称是__长颈漏斗__。
(2)检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹,__往长颈漏斗中注水至形成一段水柱,放置一段时间后,如果水柱液面不下降__,则气密性良好。
(3)用H2O2制取氧气,选择的发生装置为__A__(填字母),反应的化学方程式为__2H2O22H2O+O2↑__。
(4)用装置F和另一仪器(除导管外)收集并测量O2体积,另一仪器名称为__量筒__,在F中气体应从导管__c__(填“b”或“c”)端通入。
(5)实验室里,常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法,制备甲烷。选择的发生装置为__B__(填字母)。用装置E收集甲烷,利用了甲烷__难溶于水__的物理性质;用装置C而不用装置D收集甲烷,原因是__甲烷的密度比空气小__。
10.实验室制取、收集、干燥气体的常用装置如图所示。请回答下列问题:
(1)实验室里,常用锌与稀硫酸反应来制取氢气。该反应的化学方程式为__Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑__。利用该反应制取氢气,发生装置应选__A__(填字母,下同),收集装置应选__D(或E)__。
(2)已知:一氧化氮(NO)气体难溶于水,在空气中容易发生如下反应:NO+O2→NO2(二氧化氮),则收集NO气体应选用的装置是__E__,其原因是__NO气体难溶于水且能与氧气反应__。
(3)若要除去氧气中混有的水蒸气,气体应从F装置的__a__(填“a”或“b”)端进入。
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