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专题24 氧气、氢气和二氧化碳的实验室制法

2023-07-01 来源:好走旅游网
课题 3气体的制取、鉴别和除杂

一、中考复习要求

1、记住实验室制取H2、O2、CO2的原理、装置、操作及收集方法。

2、会根据所制取气体的反应原理和需要的反应物状态等性质选择气体发生装置,根据所制取气体的性质(水溶性、密度等)选择收集装置。

二、基础知识回顾

1、气体的制备、收集和净化 (1)气体发生装置

常见的气体发生装置有三种,初中阶段学习了以下两种:

① 固体和固体药品混合加热型 使用这类装置应注意:a、试管口应稍向 倾斜;b、用排水集气法收集气体实验完毕后,应先 ,然后再 。

② 液体和固体(或液体和液体)反应不加热型

使用这类装置应注意:a、若使用长颈漏斗,长颈漏斗导管下端应插入液体药品的液面下;b、块状固体应有适当大小,不能很碎,防止反应剧烈不易控制。

(2)气体收集装置

① 排空气集气法 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的采用排空气法收集。相对分子质量大于29的气体用向 排空气法(如O2、CO2),相对分子质量小于29的气体用向 排空气法(如H2)。 ② 排水集气法 溶于水或微溶于水的气体可用排水集气法收集(如:H2 、O2 、CO、CH4等)。CO2不能用排水集气法收集。 (3)气体的干燥和净化

①干燥和净化气体的装置:洗气瓶和干燥管(如图) ②常用干燥剂:浓硫酸、固体氢氧化钠、无水氯化钙等

③注意事项:a、选择的干燥剂(净化剂)必须是只能吸收水分(杂质气体),不与被干燥(净化)的气体反应。b、洗气瓶长导管为进气管,短导管为出气口;干燥管大口进气,小口出气,且两口都应堵一团脱脂棉,防止干燥颗粒进入导气管。

气向气向集集上下U型管

气排气排 空空

干燥管

固体液体+固体(液体)不加热型 排水集气 洗气瓶 +固体加热型

2、H2、O2、CO2气体的实验室制法比较

反应 原理 药品 发生装置 收集 方法 验满 或 验纯 操作步骤 注意事项 氧气(O2) 加热固体 氢气(H2) 不加热固+液 二氧化碳(CO2) 不加热固+液 三、重点疑点讨论

1、采用固体和固体加热制取气体时,为什么发生装置的试管口要稍向下倾斜?用排水集气法收集气体实验完毕后为什么先把导气管从水槽中拿出后再熄灭酒精灯?

2、液体和固体(或液体和液体)反应不加热制取气体时,若使用长颈漏斗,长颈漏斗导管下端为什么要插入液体药品的液面以下?

3、不论是向上排气法收集气体,还是向下排气法收集气体,为什么导管都应插到集气瓶的底部?用排水集气法收集气体,何时收集第一瓶气体最适宜?

4、加热KMnO4制氧气时,发生装置的试管口内为什么要放一团脱脂棉?

5、怎样除去用盐酸与锌粒(或碳酸钙)反应制得的氢气(或二氧化碳)中常混有的少量氯化氢气体?

四、解题方法指导

例题1 根据右A、B、C、D图,回答下列问题。

(1)指出有标号仪器的名称: ① ,② ,③ , ④ ,⑤ ,⑥ 。 (2)若要制取O2,需用装置 与 配套,反应容器中装入的固体药品

是 ,反应的化学方程式是 。

(3)若要制取H2,需用装置 与 配套,此反应容器中加入的药品一般是 ,反应的化学方程式为 。

(4)若要制取CO2,需用装置 与 配套,此反应容器中加入的药品一般是 ,反应的化学方程式为 。

例2.如下图,在实验室制氢气和利用氢气还原氧化铜的实验中,由于锌粒中混入了少

量大理石,使产生的氢气中混入了少量二氧化碳,还有少量盐酸的酸雾及水蒸气。为了制得纯净、干燥的氢气进行还原氧化铜的实验,氢气中CO2、HCl可用通过NaOH溶液除去,少量水蒸气可通过浓H2SO4干燥剂除去。为实现以上实验要求,请回答:

(1)在a~f各种装置中应选择的装置(填写符号代号)____。 (2)正确的连接顺序应是:(填写符号数字代号)

从左到右:( )接( );( )接( );( )接( )。 (3)为什么在停止加热时还要继续通入氢气,直到试管冷却才停止? 例3.请认真阅读下列短文,并应用所学过的知识回答问题

氨气(NH3)在通常状况下是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水。其在加热和催化剂存在的条件下,氨气能跟氧气起反应生成一氧化氮和水。在常温下氨气还能跟酸、CaCl2和CuSO4等物质起反应。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨气,其反应的化学方程式:

问:

1.实验室制取(不包括收集)氨气的装置,可选用制取____(H2或O2或CO2)的装置。其理由是____,收集氨气可用____法。

2.若要制得干燥的氨气,可用____做干燥剂。 3.写出氨气与氧气反应的化学方程式:____。

4.将氨气溶于水制成氨水,应选用下图装置中的____(填序号)。

A B C

例4.某有机物在氧气中充分燃烧后,产物只有二氧化碳和水。甲、乙两组同学分别用A、B两种方法测定它的组成,测得两组数据(如下图所示)。请分析,选用的正确方法是____。推测出该有机物是由____元素组成,各元素的质量比为____(实验过程中气体均全部吸收)

实验前后(1)-(4)装置质量 燃烧有机物的质量 实验方法 实验前 实验后 (1)154.6g (2)153.4g (3)153.6g (4)154.4g (1)150g (2)150g 甲组 3.2g A 乙组 3.2g B (3)150g (4)150g (题目立意:考查学生分清各装置的作用,是清思路正确计算。答案:B方法C、H、O,3:1:4)

例5.水蒸气通过灼热的煤所制得的水煤气,其主要成分是CO、H2,还含有少量的CO2和水蒸气。如用下列装置设计一个实验以证明水煤气中含有CO和H2,试回答:

(1)连接上述所有装置的正确顺序是(用甲、乙、丙、丁、戊填入方框内) 水煤气→□→□→□→□→□→点燃。

(2)气体经过丙、丁、戊装置都应从____进入。 (3)请说出各装置在本实验中的作用:

甲_____ 乙____ 丙____ 丁____ 戊____

(题目立意:考查学生综合素质和解题能力。答案:丙、戊、甲、乙、丁,其它略)

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