初中化学常见气体的制取

弘毅教育VIP一对一教学方案（穆展鸿）课时数：2课时（第4次）主讲人：解老师教学内容：初中化学常见气体的制取重要考点：学科王一、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△ba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（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。6.“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⑵高能燃料⑶冶炼重要金属⑴支持燃烧⑵供给呼吸⑶用于炼钢⑴灭火⑵作工业原料（制饮料、纯碱、化肥等）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H2、NH3、CH4O2、CO2O2、H2、CO、CH42H2+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。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。教学过程1、三大气体的制取方法氧气二氧化碳氢气反应原理发生装置(理由）收集装置（理由）验满方法检验方法2、注意事项：（1）加热高锰酸钾制取氧气中应该注意的问题a、步骤：查—装—定—点—收—离—熄b、注意点①试管口略向下倾斜：防止②药品平铺在试管的底部：均匀受热③铁夹夹在离管口约1/3处④导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出⑤试管口应放一团棉花：⑥排水法收集时，时开始收集（刚开始排出的是试管中的空气）⑦实验结束时，先再：防止。（2）在使用长颈漏斗时，漏斗下端管口应该深入液面以下。（3）用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部3、实验室制取气体的思路和方法和决定气体的发生装置气体的和决定气体收集装置4、拓展延伸（1）、收集装置用右图所示装置收集密度比空气大的气体（如氧气、二氧化碳）时气体从进入，收集密度比空气小的气体（如氢气）时气体从进入，排水法收集气体时，气体从进入，（2）、分别说出下列发生装置各有什么优点：练习巩固1.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题：（1）请写出图中标号仪器的名称：①；②。（2）实验室若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，二氧化锰起作用；其中发生装置应选用，收集装置应选用。（填编号）（3）写出用A装置制取氧气的化学方程式。（4）用C装置收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是。（5）如选用E装置来收集CO2，则气体应从端（填“a”或“b”）进入。2、某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：ABCDE(1)写出图中标号仪器的名称：a，b。(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是(填上图字母)，原因是可选用C装置收集氧气，其原因是。(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)，应选择的发生装置是(填上图字母)。3、某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。（1）写出图中仪器a、b的名称a，b。（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是。应选择的气体发生装置是，气体收集装置是。（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是，应选择的发生装置是，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管（填①或②）通入。（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是。4.请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别药品实验现象①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快从制取．．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。将燃着的木条深入集气瓶内，木条熄灭，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。。5、化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题：ABCDEF水①②b水aABCDEF水①②b水aABCDE图1图2(1)写出图中带标号仪器的名称：①②。(2)若实验室对你开放，请从图1中选择合适的装置，制取一种你熟悉的气体。你想制取的气体是，选择的发生装置是(填序号，下同)，选择的收集装置是，