初中科学常见气体

1初中科学常见气体一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取和工业制取气体氧气（O2）二氧化碳（CO2）氢气（H2）制备药品过氧化氢溶液和二氧化锰高锰酸钾氯酸钾和二氧化锰大理石（或石灰石）和稀盐酸锌粒和稀硫酸反应原理2H2O2MnO22H2O+O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO32KCl+3O2↑CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑反应类型分解反应复分解反应置换反应反应物状态固体与液体混合固体与固体混合固体与液体混合固体与液体混合反应条件不需加热加热不需加热不需加热发生装置气体溶解性不易溶于水能溶于水难溶于水气体密度密度比空气密度大密度比空气密度大密度比空气密度小收集装置（纯净的）或（干燥的）（唯一的）或净化可用浓硫酸或碱石灰干燥用NaHCO3溶液除去HCl，用浓硫酸干燥用NaOH溶液除去HCl杂质，用浓硫酸干燥收集方法排水法、向上排空气法只能用向上排空气法排水法或、下排空气法检验方法将带火星的木条插入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。将气体通入澄清的石灰水，若澄清的石灰水变浑浊，说明是二氧化碳点燃气体，检验其生成产物。淡蓝色火焰，生成H2O验满或验纯用向上排空气法收集时，将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。用排水法收集时，集气瓶口有气泡冒出。将燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，说明已收集满。用拇指堵住倒置已收集满氢气的试管，靠近火焰后移开手指，若听到“噗”的一声，说明已纯。③①②④△MnO2△2注意事项⑴先检查装置的气密性⑵用排水法收集时，待气泡连续均匀排出时才收集⑶导管置集气瓶口⑴先检查装置气密性⑵试管口略向下倾斜⑶试管口放一团棉花⑷先移出导气管，后停止加热，以防倒吸⑸正放⑴不能用稀硫酸，因反应生成CaSO4附着在大理石表面，阻止反应继续进行。⑵长颈漏斗的末端应插到液体中（分液漏斗不强调）⑶正放保存⑴先检查装置气密性⑵先验纯再收集⑶不能用浓硫酸⑷长颈漏斗的末端应插到液体中⑸倒放保存工业制取分离液态空气(依氧气和氮气的沸点不同)加压、蒸发——物理变化。高温煅烧石灰石CaCO3CO2↑+CaO分离水煤气H2和CO注明：1.固液不加热装置——凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图①、③、④。学科王2.固固加热装置——凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图②。二、气体的净化与干燥1.除杂原则：①不能引入新的气体杂质；②不能减少被净化气体的量。2.除杂原理：（碱石灰是由CaO固体和NaOH固体组成的混合物）。3.干燥剂的选择：（干燥原则：干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应）。干燥装置洗气瓶（盛液体）干燥管（固体干燥剂）U形管（固体干燥剂）仪器干燥剂浓硫酸固体NaOH、生石(CaO)、碱石灰等无水CaCl2、无水硫酸铜（CuSO4）固NaOH、生石灰（CaO）、碱石灰等无水CaCl2、无水硫酸铜（CuSO4）能干燥的气体SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4NH3；H2、O2、CO、N2、CH4SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4NH3；H2、O2、CO、N2、CH4SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4不能干燥的气体NH3SO2、CO2、HClNH3SO2、CO2、HClNH34.常见吸收剂及能吸收的气体：吸收剂吸收的气体吸收剂吸收的气体水HCl、NH3NaOH溶液或石灰水HCl、CO2碱石灰(NaOH和CaO)CO2、水蒸气、HCl灼热铜丝或铁丝O2浓硫酸、无水CuSO4H2O灼热氧化铜CO、H25.尾气的吸收及处理——环保意识①.溶液吸收：如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收（极易溶气体要防止倒吸）。②.点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃。③.气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。④.防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。无水硫酸铜（遇水变蓝）Fe2O3CO澄清的石灰水纯净的氢气干燥的烧杯3ba6.“万能瓶”的几种主要用途：(1).集气：（贮气）学科王①如瓶中为空气，即用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体从a管进，密度小的从b管进。②若瓶中为水，即用排水法收集气体时，气体从b管进。(2).洗气：（长入短出）瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。(3).量气：（短入长出）瓶内装满水，气体从b端进入，a端接量筒，通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。(4).安全瓶：（长入短出）点燃可燃气体时，瓶内装少量水，将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。注明：气体的性质决定收集的方法收集法排水集气法向上排空气法排空气法实验图气体性质适用不易溶于水、难溶于水且不与水发生反应的气体。适用不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。适用不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。三、常见气体的性质和用途：（一）重要的三种气体：氢气、氧气、二氧化碳1.物理性质：三大气体颜色气味状态密度溶解性H2无色无味气体比空气小难溶于水O2无色无味气体比空气大不易溶于水CO2无色无味气体比空气大能溶于水2.化学性质：H2⑴.可燃性⑵.还原性2H2+O22H2OH2+CuO△Cu+H2OO2⑴.与金属反应⑵.与非金属反应⑶.与化合物反应2Mg+O22MgO3Fe+2O2Fe3O4C+O2CO2S+O2SO24P+5O22P2O5CH4+2O2CO2+2H2OC2H5OH+3O22CO2+3H2O2CO+O22CO2CO2⑴.与水反应⑵.与石灰水反应⑶.与碳反应CO2+H2OH2CO3CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2OCO2+C2CO3.用途的比较：氢气用途氧气用途二氧化碳用途⑴填充气球⑴支持燃烧⑴灭火⑵作工业原料（制饮料、纯碱、化肥等）H2、NH3、CH4O2、CO2O2、H2、CO、CH44⑵高能燃料⑶冶炼重要金属⑵供给呼吸⑶用于炼钢⑶“干冰”用于人工降雨⑷植物的光合作用（二）具有可燃性的三种气体：氢气、一氧化碳、甲烷1.物理性质：颜色气味状态密度溶解性H2无色无味气体比空气小难溶于水CO无色无味气体比空气略小难溶于水CH4无色无味气体比空气小难溶于水2.化学性质（可燃性）：H2可燃性H2、CO、CH4的检验2H2+O22H2O点燃后，⑴在火焰上方罩一干冷的小烧杯，烧杯内壁没有水雾，该气体是CO；⑵在火焰上方罩一内壁附有澄清石灰水的小烧杯，石灰水变浑浊，该气体是CH4；另一气体就是H2。CO2CO+O22CO2CH4CH4+2O2CO2+2H2O（三）具有可燃性和还原性的三种物质：氢气、一氧化碳、碳1.物理性质：颜色气味状态密度溶解性H2无色无味气体比空气小难溶于水CO无色无味气体比空气略小难溶于水C金刚石和石墨的物理性质不同，是因为它们中的碳原子的排列方式不同。金刚石和石墨是由碳元素组成的碳单质的物质；它们的物理性质不同，但化学性质相同。（填：相同、不同）2.化学性质：H2⑴.可燃性⑵.还原性2H2+O22H2OH2+CuO△Cu+H2OCO2CO+O22CO2CO+CuO△Cu+CO2CC+O2CO2C+2CuO2Cu+CO2↑[解题策略指导]学科王一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。除杂和干燥的先后顺序：①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序：①用洗气瓶除杂和干燥时，气体应长进短出；②用球型干燥管除杂或干燥时，气体应大进（即大管口进气）小出（即小管口出气），以利于气体充分干燥。5检验多种气体的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水（用无水硫酸铜检验），后检验二氧化碳（用澄清石灰水检验），最后干燥水（用浓硫酸干燥）。记住常见物质的特征反应：CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。要验证H2和CO等还原性气体，可先将净化后的气体通过灼热的CuO，再检验其产物。检验H2的存在是通过其与CuO反应生成H2O，检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。要验证CO和CO2的混合气体，可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的CuO，再检验CO。实战练习1.既可用排水法又可用向下排气法收集的一组气体是()A.H2、O2B.H2、CO2C.CH4、H2D.CH4、O22.用氢气还原氧化铜实验应包括以下几个步骤(1)加热盛有氧化铜粉末的试管，(2)通入氢气，(3)撤去酒精灯，(4)停止通入氢气。正确的操作顺序是()A.(1)(2)(3)(4)B.(2)(1)(4)(3)C.(2)(1)(3)(4)D.(1)(2)(4)(3)3.实验时出现以下情况，试从供选择的可能原因中，将正确的序号填入下表：实验时出现的情况：(1)铁在氧气中燃烧时，集气瓶炸裂。(2)洗涤刚用过的蒸发皿，发现其炸裂。(3)用高锰酸钾制氧气时，水槽中水是紫红色。(4)氢气还原氧化铜后，部分铜又开始变黑。(5)实验室制取CO2时，大理石或石灰石表面刚开始时产生一会儿气泡，过一会就几乎无气泡产生。供选择的原因：(A)未经冷却(B)加入了稀硫酸(C)集气瓶底部未放水或沙子(D)气体发生器漏气(E)先撤灯后撤气体导气管(F)先撤氢气后撤灯(H)试管口未堵棉花(1)(2)(3)(4)(5)答案序号4.某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，并收集纯净的气体”的实验。设计了如下方案进行实验：ABCDE（1）写出所标仪器的名称：①、②。（2）描述A中发生的现象：。（3）根据我们所学的知识，你认为A装置和装置相连并产生现象时就足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐?写出该装置中发生反应的化学方程式：_______。（4）该同学想要收集一瓶纯净的该气体，进一步验证它的性质。连接上述装置的顺序是：（填写各接口字母）____________；其中，C装置的作用是:________________写出有关反应的化学方程式：______________________________________________________。（5）写出用A装置还可以制取的日常生活中一种常见气体的化学反应方程式：_______________________________________。并说出它的一个重要用途_________________________________。65.我市中考化学实验操作考试有四道题：①酸的化学性质；②粗盐提纯；③CO2的制取，收集和验满；④加热高锰酸钾制取氧气．考试方法是由考生抽签确定考题．小穆抽签后被监考老师引导至准备了下列仪器和药品的试验台前．回答下列问题：（1）指出下图中仪器a的名称；b仪器的一种用途是．（2）小穆抽到的是第个考题．（3）下列五个示意图是小穆完成实验的主要操作过程．按评分标准，每项操作得1分，满分5分．实验完毕后，小敏得3分，造成他失分的操作是、（填序号）．（4）第①步操作中，如果气密性良好，观察到的现象是．（5）选用上述部分仪器，药品可另选，再补充一种仪器，则可完成另一个实验考题．该考题是第个考题，补充仪器的名称是．6.通过三年的科学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体的有关知识。请结合图示回答问题。（1）写出图中标示的仪器名称：①，②。（2）实验室用KMnO4制取O2，应选用的发生装置为（填字母序号，下同），收集装置可选用（写一种即可），取用KMnO4药品时，应选用仪器，写出该反应的化学方程式。（3）注射器C可用于检查装置E的气密性，步骤如下：①向锥形瓶中加入少量水至处。②将注射器C连接到装置E的导管口处。③缓慢拉动注射器C的活塞，观察到，表示装置E的气密性良好。（4）实验室用装置E制取CO2时，如用注射器C替换长颈漏斗，优点是。7.实验室制取甲烷的方法是：用无水醋酸钠和碱石灰两种固体药品，经研磨均匀混合后装入试管中，加热后产生甲烷气体。通常情况下，甲烷是没有颜色、没有气味的气体，比空气轻，极难溶