化學(xué)考前熱點(diǎn) 突破訓(xùn)練 3 常見氣體的制取

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1、常見氣體的制取1.可行性：所選原料能夠制得需要的氣體；2.經(jīng)濟(jì)性：原料一般要廉價(jià)易得；3.反應(yīng)條件適宜且易于控制；4.反應(yīng)速率適中，不能太快或太慢，便于實(shí)驗(yàn)和收集；5.生成的氣體要盡量純凈；6.操作簡單易行，安全可靠，節(jié)能環(huán)保。提示：常見氣體的制備常結(jié)合儀器的識別進(jìn)行考查。一、制取氣體的方案選擇原則考點(diǎn)解析1.常見氣體的發(fā)生裝置選擇依據(jù)：根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的裝置。反應(yīng)物的狀態(tài)固體固體和液體反應(yīng)條件加熱不加熱裝置 適用范圍氧氣二氧化碳、氫氣(也適用于過氧化氫制取氧氣)二、常見氣體的制備反應(yīng)原理高錳酸鉀制氧氣：_氯酸鉀制氧氣：_雙氧水制氧氣：_碳酸鈣和稀鹽酸制二氧化碳：_鋅和稀硫酸

2、制氫氣：_2KMnO4 K2MnO4MnO2O22KClO3 2KCl3O2MnO22H2O2 2H2OO2MnO2ZnH2SO4 ZnSO4H2CaCO32HCl CaCl2CO2H2O反應(yīng)物的狀態(tài)固體固體和液體注意事項(xiàng)a.試管口要略向下傾斜，以防止冷凝水倒流，造成試管炸裂；b.用KMnO4制取氧氣時(shí)，試管口要塞一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管堵塞導(dǎo)氣管；c.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先取出導(dǎo)管再熄滅酒精燈，防止水倒吸造成試管炸裂若使用長頸漏斗，則長頸漏斗的下端應(yīng)伸入液面以下形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗逸出【裝置拓展】制取氣體最佳裝置的選擇裝置圖裝置特點(diǎn)安裝簡便便于添加液體 可控制溶液滴加速度可隨

3、時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止適用范圍用于制取少量氣體用于平穩(wěn)反應(yīng)并制取較多氣體用于劇烈反應(yīng)并制取較多氣體用于平穩(wěn)反應(yīng)且制取持續(xù)時(shí)間較長的氣體【補(bǔ)充】與高錳酸鉀制取氧氣相比，用雙氧水制取氧氣的優(yōu)點(diǎn)：。2.常見氣體的收集裝置選擇依據(jù)：根據(jù)氣體的密度和溶解性。不需要加熱，節(jié)約能源收集方法排水法排空氣法裝置圖 收集方法排水法排空氣法適用范圍不易溶于水或難溶于水的物質(zhì)，如O2、H2所收集的氣體不與空氣中的任何成分反應(yīng)，且密度與空氣相差較大密度比空氣大的氣體，如O2、CO2密度比空氣小的氣體，如H2、NH3優(yōu)點(diǎn)收集的氣體純度較高，但不干燥收集的氣體較干燥，但純度不高收集方法排水法排空氣法注意事項(xiàng)a.最佳收集時(shí)間

4、：當(dāng)導(dǎo)管口氣泡_冒出時(shí)為最佳收集時(shí)間，過早或集氣瓶未裝滿水都會(huì)導(dǎo)致收集的氣體不純；b導(dǎo)管不能伸入集氣瓶口過長，過長不利于氣體排出。導(dǎo)管應(yīng)伸到集氣瓶的底部，防止收集的氣體不純連續(xù)、均勻3.氣體的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿氣體方法氧氣驗(yàn)滿將帶火星的木條接近集氣瓶瓶口，木條復(fù)燃，檢驗(yàn)將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復(fù)燃，則說明氣體為氧氣氣體方法二氧化碳驗(yàn)滿將燃著的木條靠近集氣瓶瓶口，木條火焰立即熄滅，則說明已收集滿檢驗(yàn)將氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁,則說明氣體為二氧化碳4.多功能瓶(萬能瓶)的使用方法圖示操作目的氣體進(jìn)出方向舉例與原理 收集密度大于空氣的氣體a進(jìn)b出(長進(jìn)短出)收集CO2、O2，進(jìn)入的氣體

5、聚集在集氣瓶下方收集密度小于空氣的氣體b進(jìn)a出(短進(jìn)長出)收集H2，進(jìn)入的氣體聚集在集氣瓶上方圖示操作目的氣體進(jìn)出方向舉例與原理 排水法收集氣體b進(jìn)a出(短進(jìn)長出)收集H2、O2(進(jìn)入的氣體聚集在集氣瓶上方，水從下方導(dǎo)管被壓出)洗氣或干燥a進(jìn)b出(長進(jìn)短出)NaOH溶液吸收CO2或濃硫酸干燥O2圖示操作目的氣體進(jìn)出方向舉例與原理 測量氣體的體積a進(jìn)b出(短進(jìn)長出)連接多功能瓶與量筒，采用排水法測量收集氣體的體積(CO2等能溶于水的氣體需在液面上加一層植物油)1.氣體的凈化（1）氣體凈化原則：選擇的凈化劑必須是只能吸收氣體中的 雜質(zhì)，不能與原來的氣體反應(yīng)，且不能引入新的雜質(zhì)。（2）常見氣體的凈化

6、方法除雜劑氣體雜質(zhì)除雜裝置水易溶性氣體，如HCl、NH3等 三、氣體的凈化與干燥除雜劑氣體雜質(zhì)除雜裝置強(qiáng)堿(如NaOH)溶液酸性氣體，如CO2、SO2、HCl、H2S等 飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl 堿石灰(NaOH和CaO)水蒸氣，酸性氣體如CO2、SO2、HCl、H2S等 除雜劑氣體雜質(zhì)除雜裝置灼熱的CuO還原性氣體，如H2、CO等 灼熱的銅網(wǎng)O2 2.氣體的干燥（1）原則：干燥劑只能吸收氣體的水分，而不能與其 發(fā)生反應(yīng)。（2）常見氣體的干燥干燥劑可干燥的氣體不可干燥的氣體干燥裝置酸性濃硫酸H2、O2、O2、CO、CH4、N2、SO2、HClNH3等堿性氣體 干燥劑可干燥的氣體

7、不可干燥的氣體干燥裝置堿性固體氫氧化鈉、生石灰、堿石灰H2、O2、CO、CH4、N2、NH3CO2、SO2、HCl等酸性氣體 中性無水氯化鈣除NH3以外的所有氣體NH3注：堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉。1.常見裝置四、尾氣處理2.常用方法 （1）點(diǎn)燃尾氣：對可燃性污染氣體，點(diǎn)燃轉(zhuǎn)化成無污染氣體（如CO)（2）溶液吸收：酸性氣體通入堿性溶液中，堿性氣體通入酸性溶液中，使氣體與溶液反應(yīng)生成不具有揮發(fā)性的鹽類（如CO2、SO2通入NaOH溶液）（3）尾氣回收：裝置末端接一個(gè)氣球或其他容器，用以集中處理污染氣體或再利用。1.以下均為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置圖，其中能 控制反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生或停止的

8、裝置是()A經(jīng)典例題【解析】A中夾住彈簧夾，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能順利排出，試管內(nèi)的壓強(qiáng)增大，將液體壓入長頸漏斗中，液面低于多孔塑料片，反應(yīng)停止；打開彈簧夾，試管內(nèi)的氣體逸出，試管內(nèi)的壓強(qiáng)變小，長頸漏斗中的液體進(jìn)入試管，液面高于多孔塑料片，反應(yīng)又開始，該裝置可控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，符合題意；B中反應(yīng)一旦開始就無法停止，直至藥品被消耗完，不符合題意；C中分液漏斗可以控制液體的滴加速度，從而控制產(chǎn)生氣體的速率，但無法控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，不符合題意；D與B類似，加入藥品后，一旦發(fā)生反應(yīng)就無法停止，直到藥品被消耗完，不符合題意。2.實(shí)驗(yàn)室制取某些氣體的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.裝置和組合可以

9、用來制取氧氣B.裝置和組合可以來制取氫氣C.裝置和組合可以用來制取二氧化碳D.裝置可以較好地控制反應(yīng)速率 A【解析】實(shí)驗(yàn)室可用加熱氯酸鉀的方法來制取氧氣，且氧氣不易溶于水，因此，裝置和組合可以用來制取氧氣，A正確；因?yàn)闅錃獾拿芏缺瓤諝庑?，不能用向上排空氣法收集，因此，裝置和組合不能用來制取氫氣，B錯(cuò)誤；因?yàn)槎趸嫉拿芏缺瓤諝獯?，不能用向下排空氣法收集，因此，裝置和組合不能用來制取二氧化碳，C錯(cuò)誤；因?yàn)檠b置使用的是長頸漏斗，無法控制液體藥品的加入速率，所以也就無法控制反應(yīng)速率，D錯(cuò)誤。故選A。3.實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方法。如圖是初中化學(xué)常見實(shí)驗(yàn)裝置。請回答：(1)儀器的名稱是_。(2)實(shí)驗(yàn)

10、室用A裝置制取O2的化學(xué)方程式是_ _。(3)若要制取并收集一瓶干燥的CO2，所選裝置正確的 連接順序是_(填字母)。(4)能用E裝置收集的氣體具有的物理性質(zhì)是_。長頸漏斗密度比空氣小BCD2KMnO4 K2MnO4MnO2O2【解析】(1)儀器是長頸漏斗。(2)裝置A是加熱固體制取氧氣裝置，且試管口有一團(tuán)棉花，故可用于高錳酸鉀制取氧氣，高錳酸鉀在加熱的條件下分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣。(3)制取CO2選用B裝置，干燥二氧化碳用濃硫酸，則選C裝置，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，故選用D裝置收集。(4)E裝置是向下排空氣法收集裝置，用于收集密度比空氣小的氣體，所以用該裝置收集的氣體具有的物

11、理性質(zhì)是密度比空氣小。4.請結(jié)合下列實(shí)驗(yàn)裝置，回答問題。(1)寫出儀器a和b的名稱：a_，b_。(2)加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。試管鐵架臺(tái)2KClO3 2KCl3O2MnO2(3)用石灰石和稀鹽酸制取并收集二氧化碳，選用的 裝置為_(填字母)。(4)與集氣瓶配套使用的玻璃片一般一面為光滑面，另一 面為磨砂面，收集氣體時(shí)用玻璃片的_蓋好集氣 瓶(填“光滑面”或“磨砂面”)。BD磨砂面【解析】(3)石灰石和稀鹽酸制取氣體是固液不加熱型，所以發(fā)生裝置選用裝置B；二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，因此用向上排空氣法收集。(4)由于集氣瓶口是磨砂的，為了更好地密封集氣

12、瓶，防止氣體逸出，因此用磨砂面蓋好集氣瓶。5.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置圖填空：(1)寫出圖中儀器a的名稱：_。錐形瓶制取的氣體反應(yīng)原理(用化學(xué)方程式表示)發(fā)生裝置收集裝置O2_A_CO2_DH2ZnH2SO4=ZnSO4H2B或C_(2)實(shí)驗(yàn)室可用如圖中的裝置來制備和收集一些常見的氣體，請用化學(xué)方程式和圖中字母序號填寫下表空白。2KMnO4 K2MnO4MnO2O2D或FB或CE或FCaCO32HCl CaCl2CO2H2O(3)汽車尾氣中的一氧化氮是一種無色有毒氣體，難溶于水，密度略大于空氣。實(shí)驗(yàn)室中制取一氧化氮可采用的收集裝置是_(填字母序號)。(4)某同學(xué)取一定濃度的鹽酸與石灰石反應(yīng)，將生成的氣

13、體通入新制澄清石灰水中，始終未見渾濁，可能的原因是：_(寫出一條即可)。F鹽酸濃度過高【解析】(2)A裝置試管口有一團(tuán)棉花，所以A裝置是加熱高錳酸鉀制取氧氣；氧氣的密度比空氣略大，不易溶于水，所以可用向上排空氣法或排水法收集；實(shí)驗(yàn)室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)物中有液體且反應(yīng)不需要加熱，所以發(fā)生裝置可選擇B或C；氫氣密度比空氣小且難溶于水，所以可用向下排空氣法或排水法收集。(3)一氧化氮雖然密度比空氣略大，但它是無色有毒氣體，若用向上排空氣法收集，無法準(zhǔn)確獲知一氧化氮何時(shí)收集滿，多余的一氧化氮如果排放到空氣中會(huì)對空氣造成污染，所以一般不用向上排空氣法收集一氧化氮，同時(shí)一氧化氮難溶于水

14、，故可用排水法收集。(4)鹽酸濃度太高，揮發(fā)出的氯化氫氣體可能先與石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)，如果氫氧化鈣已經(jīng)被反應(yīng)完，則通入二氧化碳無明顯現(xiàn)象。6.我國著名化學(xué)家侯德榜先生發(fā)明了“侯氏制堿法”，其原理中重要的一步是向飽和食鹽水中先后通入足量NH3和CO2制備NaHCO3，化學(xué)方程式為：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬該過程，請結(jié)合具體的步驟回答下列問題：.氣體制備 (1)二氧化碳?xì)怏w制備實(shí)驗(yàn)室常采用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，其化學(xué)方程式為_，應(yīng)選擇的氣體收集裝置為_(選填裝置對應(yīng)的字母)。(2)氨氣制備實(shí)驗(yàn)室常用硫酸吸收氨氣，防止污染空氣。實(shí)驗(yàn)室制備

15、NH3的反應(yīng)原理為Ca(OH)2(固)2NH4Cl(固)=CaCl22H2O2NH3?，F(xiàn)要制備并干燥NH3，所選裝置的正確連接順序?yàn)開(選填裝置對應(yīng)的字母)。CaCO32HCl CaCl2CO2H2OC FB.NaHCO3制備(3)根據(jù)表格中的溶解度數(shù)據(jù)，解釋20 時(shí)產(chǎn)物中NaHCO3能夠先從溶液中結(jié)晶析出的原因_。(4)該過程中另一產(chǎn)物NH4Cl在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常被用作_。物質(zhì)NaHCO3NH4Cl溶解度/g(20)9.637.220 時(shí)NaHCO3的溶解度比NH 4 Cl的小氮肥 實(shí)驗(yàn)室制備O2也可用上述制備NH3的發(fā)生裝置，寫出用該發(fā)生裝置制備O2的化學(xué)方程式 _。2KClO3 2KCl3O

16、2MnO2【解析】(1)石灰石的主要成分為碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，實(shí)驗(yàn)室常用此反應(yīng)來制取二氧化碳；二氧化碳能溶于水且密度比空氣大，所以應(yīng)選擇向上排空氣法收集，即C裝置。(2)制取氨氣的藥品為固體，反應(yīng)條件為加熱，所以發(fā)生裝置應(yīng)選B，氨氣能與硫酸反應(yīng)，不能用濃硫酸干燥，所以干燥裝置應(yīng)選擇F；B裝置試管口沒有棉花，因此用于加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，反應(yīng)方程式為2KClO3MnO2=2KCl3O2。(3)20 時(shí)NaHCO3的溶解度比NH4Cl的小，所以會(huì)先從溶液中析出。(4)氯化銨中含有植物所需的氮元素，故在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常被用作氮肥。再見