初中化学常见气体的制取、净化和尾气处理 x

常见气体的制取、净化、干燥和收集
知识要点:
一、气体的制取。

1、反应原理。

A、制氧气：过氧化氢分解
高锰酸钾分解
B、制二氧化碳：碳酸钙与稀盐酸反应
C、制氢气：锌与稀硫酸反应
2、发生装置。

A、决定因素：反应物的状态和反应条件。

B、
反应物
状态
反应条件发生装置举例固体加热①：
固体+ 液体常温
①：
②：
③：锌与稀硫酸反应制H2
你知道一种叫启普发生器的装置原理吗？它与上述的两种“固体+液体”装置相比，最大的优点在哪儿？
3、收集装置。

A、决定因素：气体的密度（与空气比较）和溶解性。

B、
收集方法收集装置适用范围举例
向上排空气法密度比空气O2、CO2向下排空气法密度比空气H2排水法溶于水O2、H2
特殊收集装置排水法：
向上排空法：向下排空法：
４、验满。

排水法：直接观察集气瓶中的水位。

排空法：O２：用带火星的木条放在瓶口，若木条复燃，则说明已满。

CO２：用燃着的木条放在瓶口，若木条立即熄灭，则说明已满。

５、制取气体步骤。

Ａ、组装仪器
Ｂ、检查装置气密性
Ｃ、装入药品
Ｄ、固定（加热）仪器
Ｅ、收集气体（验满）
Ｆ、拆除并清洗仪器
多识一点：用高锰酸钾制Ｏ２（排水法）结束时，要先将，再，以防止水槽中的水倒吸进入试管，使热的试管炸裂。

二、常见气体的检验。

气体检验方法
现象
氧气带火星的木条伸入集气瓶内
二氧化碳通入澄清石灰水
氢气
点燃，在火焰上方罩干冷烧杯；燃烧一会儿
将烧杯迅速倒转后，注入澄清石灰水
一氧化碳
甲烷
氨气用润湿的红色石蕊试纸放在试管口红色石蕊试纸变蓝
水蒸气通过白色的无水CuSO4粉末CuSO4粉末变蓝
氮气用燃着的木条伸入，再加入澄清石灰水，振
荡
木条立即熄灭，澄清石灰水不
变浑浊
氯化氢通入AgNO3溶液产生白色沉淀
三种或三种以上的气体在检验区分时，首先选用“带火星的木条”还是“燃着的木条”，为什么？
三、气体的干燥与净化。

１、实验装置。

注：Ａ（干燥管）要进出；
Ｃ（洗气瓶）要进出。

２、气体的干燥。

干燥剂可干燥的气体不可干燥的气体
酸性H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、
SO2、HCl
NH3
碱性、、碱石灰
H2、O2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、SO2、HCl
中
性
除NH3以外的所有气体NH3
３、气体的净化。

Ａ、原理：所选吸收剂只吸收气体中的杂质，而与被提纯物不反应。

Ｂ、常见吸收剂及所吸收气体：
吸收剂可吸收的气体杂质
水可溶性气体，如：
强碱溶液（如NaOH）酸性气体，如：
碱石灰（NaOH+CaO）如：H2O（气）、CO2、SO2
灼热的CuO（Fe2O3）如：H2、CO
灼热的铜网如：O2
要检验实验中是否有水蒸气生成，检验装置应放在性质实验装置的前面；要得到干燥的气体，干燥装置应放在所有装置的最后。

1、根据下列实验装置图，按要求回答有关问题：
（1）写出图中带有标号仪器的名称：．（2）实验室加热高锰酸钾制取并收集氧气时，应选用的装置是，反应的文字表达式为；若实验室用加热高锰酸钾的方法制取并用排水法收集氧气，停止加热时，应先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯．检验氧气已经集满的方法是；实验完毕发现集气瓶底剩余的水呈淡红色，原因是．（3）实验室还可以用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气．常温下，在试管中分别加入下列物质，把带火星的木条伸入试管，不能使木条复燃的是
A．5mL 5%的过氧化氢溶液B．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量二氧化锰
C．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量硫酸铜溶液D．5mL 5%的过氧化氢溶液和少量红砖粉末
2、（2013•泰州一模）某校学生要进行一系列实验，请结合下图帮助他们解决以下问题：
（1）写出编号所指仪器的名称：①；②．（2）实验室利用A装置制取氧气，反应原理用化学方程式表示为：，用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验时，需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是（用化学方程式表示）．（3）用C装置制取二氧化碳，使用该装置制取气体的突出优点是，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式；若改用G装置收集二氧化碳，则气体应从端进入．（4）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气．你认为上图中最适合制取氨气的发生装置是．收集氨气时选用了E装置，把收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞试液的水槽中，观察到集气瓶内有大量红色液体进入．根据上述信息总结出氨气的性质有（至少答2条）．
3、①验室制取二氧化碳
结合下列实验装置图回答有关问题：
Ⅰ．仪器a的名称是________。

Ⅱ．用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式是_________。

二氧化碳的收集方法是______。

Ⅲ．符合启普发生器原理的装置是________（填编号）。

②制取二氧化碳后剩余溶液的成分探究（假设二氧化碳已完全放出，杂质不
溶于水且不参加反应）：甲、乙同学分析认为剩余溶液中一定有氯化钙，可能有盐酸。

为验证是否含有盐酸，他们采用了不同方法进行实验，得到了相同的结论。

查找资料：氯化钙溶液呈中性
丙同学取样于试管中，滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，由此得出和甲、乙一致的结论。

甲、乙认为丙的实验设计不合理。

理由是________。

③从剩余溶液中得到尽可能多的氯化钙固体。

同学们认为加入稍过量的
__________（填化学式），经_____、蒸发等操作后即可完成。

4、请你用已经掌握的实验室有关气体制取和净化等知识回答下列问题：
（1）写出上图中a、b仪器名称：a，b．（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是B（填装置代号），如用C装置收集氧气，如何确定气体已经收集满，实验结束时的正确操作顺序为：先后，写出该反应的化学方程式：
（3）若用F装置收集O2，则O2应从导管口（填“c”或“d”）通入．（4）若用E 装置收集某种气体，则该种气体应具备的性质是
，试写出一个制取该种气体的化学方程式：．（5）某课外小组的同学用上图B 装置使草酸分解并用如下装置探究草酸分解的产物：
①该装置中，A的作用是，C的作用是．②实验观察到A处无水硫酸铜变蓝，B 和F处澄清石灰水都变浑浊，C处澄清石灰水无混浊现象，E处黑色粉末变成红色，说明草酸分解的产物是．
5、实验室部分仪器或装置如下图所示，请回答下列问题：
(1)若要组装一套二氧化碳的发生装置，可选择图中的__________（填仪器下方的字母，下同），收集装置可选用图中的__________，检验二氧化碳是否收集满的方法是__________。

用该发生装置还可以制取的气体是_________（填一种）。

(2)若用高锰酸钾制取氧气，除需增加酒精灯外，还需要的实验用品是
__________，写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式____________，用下图所示装置收集氧气，氧气应从_____（填“a”或“b”）端导入。

如图是实验室常用的两个气体制备、收集、净化的多种功能装置。

(1)若制备的气体是氢气，且产生的气体中不含酸性杂质气
体，则试剂X常用，用图示放置的乙装置收集
氢气，A应与(填“B”或“C”)相连。

(2)若制备的气体是氧气，Y是黑色粉末，则甲中反应的化学
方程式为。

若A、C相连制取氧气，检
验气密性后，还须将装置乙。

(3)若X是稀盐酸、Y是石灰石，用甲、乙两装置组成发生、甲乙
净化、收集CO2气体的系列装置。

若乙中放入饱和NaHCO3溶液，该溶液的作用是除去；若乙中放入浓硫酸，浓硫酸的作用是。

6、化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。

A B C
(1)写出仪器a、b的名称_______；b_______。

(2)写出A图中产生气体的化学方程式____________________________。

(3)B图中，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有_______、_______和_______性质。

这一性质在实际生活中的应用为_______。

(4)C图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是_______。

(5)小明按C 图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是_______。

(6)小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。

下表是他将纯镁条和不同含碳量
的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。

请你分析回答： 物质
镁条
含碳0.05％的铁丝
含碳0.2％的铁丝
含碳0.6％的铁丝
燃烧时 的现象 剧烈燃烧，发出 耀眼白光，无火星
剧烈燃烧 极少火星
剧烈燃烧 少量火星
(未填)
7、为了制取少量的氧气，化学兴趣小组的同学把工作分为以下三个阶段。

I 查阅资料．获得信息：过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾等含有氧元素的物质在一定条件下分解都可以产生氧气，其中过氧化氢价格最低，在常温下就能够分解放出氧气．该过程无副产物；氯酸钾价格较高。

分解较困难．且常伴有副产物；高锰酸钾价格较高，加热即可快速分解。

二氧化锰能加速上述三种物质的分解。

根据上述信息，确定制取氧气的实验方案。

II 组装仪器，进行实验。

可供选择的实验装置如下：
Ⅲ 实验完毕，洗刷仪器，整理用品，总结实验，完成实验报告。

(1)要制取一瓶氧气，你认为应选择的最佳实验装置是 (填写字母代号)， 组装好实验装置后首先应。

(2)有气体产生的化学反应在有限的空间里发生时，如果反应速度过快，容易引起爆炸。

在用过氧化氢和二氧化锰制氧气的实验中，为预防爆炸应采取的措施是(列举两条)；
(3)回顾整个工作过程，你认为在准备工作阶段除应考虑药品的价格、制氧气反应的难易、制氧气过程的安全性等因素外。

还应考虑的因素是(一条即可)。

8、实验室提供了以下仪器，请你随某兴趣小组的同学一起来参加实验探究活动：④
双孔塞单孔塞
玻璃片
①②③
④⑤
⑥⑦⑧⑨⑩
双孔
（1）若用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，你认为除需要用到上面的⑥⑦⑩仪器外，还需上
图㈡
面的仪器有（填序号）。

上述所有仪器．．．．
选择的依据是（填字母）。

A 、属于固固型加热的反应 B 、属于固液型加热的反应C 、制取的气体密度比空气大 D 、制取的气体难溶于水（2）甲同学设计了图（一）装置制取CO 2，实验前对该装置进行
了气密性检查：打开图㈠装置中的活塞，发现分液漏斗中的水没有流下，于是得出“气密性好”的结论。

你认为甲同学的检验方法是否可行？（填“是”或“否”）。

活塞
塞子
图㈠
乙同学也设计了一种检验该装置气密性的方法，请你帮助完成：关闭活塞，在集气瓶中
加水浸没导管末端，，若集气瓶中导管水柱上升一段时间不下降，则气密性好。

（3）若要得到干燥的CO 2，图（一）还需要一个干燥装置，干燥剂为浓硫酸。

图（二）画出了该干燥装置的一部分，请你补充画出其它部分，并用箭头标明气体进出方向。

9、（常州）小黄用右图装置测定铜锌合金中锌的质量分数和锌的相对原子质量。

主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性； ②加入药品和水；
③记录C 中液面刻度（C 为带有刻度的玻璃管）； ④由A 向B 中滴加试剂至过量；
⑤待B 中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C 中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL （经查，该气体密度为ρg/L ）；
⑥将B 中剩余固体过滤、洗涤、干燥并称重，称得剩余固体质量为W g 。

（1）A 仪器的名称为；
（2）B 中发生的反应的化学方程式为：；
（3）小黄在实验前将块状的铜锌合金磨成粉末状，其目的是：； （4）如何检验该装置的气密性：；
（5）为使测得的气体体积更精确，记录C 中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应；
（6）小黄发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是：；
（7）通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验：；理由是。

10、(肇庆)现有下列仪器或装置，请回答下列问题：
①
A B C D E F
（1）仪器①的名称；加热高锰酸钾制取氧气应选装置（填字母），收集O 2应采取法。

（2）草酸(H 2C 2O 4) 固体在浓硫酸作用下发生反应: H 2C 2O 4======CO 2↑+CO↑+H 2O ，若用该反应来制取CO ，制气装置应选（填字母）；除去其中的CO 2可选仪器AC ，C 中装入的试剂最好．．是（填小写字母）： a. 烧碱溶液 b. 浓硫酸 c. 澄清石灰水。

（3）点然CO 前应进行的操作是；若用CO 还原氧化铜粉末，应选装置（填字母），其反应方程式为。

（4）右图为某种“微型”实验装置。

如果G 处装稀盐酸，H 处放少量铁屑，则加热处的现象为；“微型塑料滴管”相当于上图实验装置中的（填字母）；用微型仪器进行实验，除试剂用量极少以外，还可能具有的优点是
（写1点）。

11、
（1）选择药品。

小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
从制取．．和收集．．的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式 为；
不选择第③组药品的原因是。

（2）选择装置。

通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。

你认为他选择的依据是 。

（3）制取气体。

将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。

验满方法是 。

（4）气体检验。

将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。

他的检验方法是否正确？请说明理由。

。

12、（黄冈）在初中的学习中我们掌握了氧气、氢气、二氧化碳的制取和收集方法。

某校化
学兴趣小组的同学，按规范的操作要求，运用合理的装置在实验室制取了这些气体。

下图是他们实验中用过的仪器。

请回答下列问题： （1）指出下列仪器名称：
浓硫酸 2O 3
③________；⑤__________。

（2）将玻璃管插入橡皮塞中的操作方法是：_______________________
_________________________。

（3）小明同学在制取气体时使用的仪器是
①③④⑤⑦⑩，他制取的气体是_________；
（4）小兰同学成功地制取并收集了一瓶氢气，则她一定不会使用上图仪器中的_______(填序号)。

（5）小芳同学顺利地制取并收集了一瓶二氧化碳，已知她使用了仪器②⑥，那么她还需使用上图仪器中的_______________(填序号)。

13、某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定其质量分数（假设杂质不参与反应）．草酸晶体（ H2C2O4•2H2O）的理化性质见表．（1）加热分解草酸晶体最适宜的装置是（填图1字母序
号）．（2）图2是验证热分解产物中含CO，CO2的装置
①器a和b的名称分别是和．
②证明存在CO2的现象是，证明存在CO的现象是，D中反应的化学方程式是
③装置A的作用是，气囊的作用是．
（3）为测定样品中草酸晶体的质量分数，设计两种如下方案．
熔点沸点热稳定性与碱反应
101°C～10
2°C 150°C～16
0°C升华
100.1°C失去结晶水，175°C
分解成CO2，CO，H2O
与Ca（OH）2反应产生
白色沉淀（CaC2O4）
①一定量样品用上图装置进行实验，测得装置D反应前后的质量差，由此计算
出的实验结果比实际值偏低，排除仪器和操作的因素，其原因可能有：CO 未完全反应、．
②称取8.75g草酸晶体样品配制50.00g溶液，取10.00g溶液加适量的稀硫酸，然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液，恰好反应完全．（已知：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O）则KMnO4溶液显色，25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的质量g．请计算样品中的质量分数．[写出计算过程，M2（H2C2O4）=90，M2（H2C2O4•2H2O）=126，M2（KMnO4）=158]．。