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第二节气体的制备【考点说明】学会氧气、二氧化碳、氢气的实验室制备原理、制取的装置(包括发生装置、收集装置)和药品、操作步骤(包括仪器的组装顺序和操作顺序)、和检验(或验满、验纯)等基础知识。【知识整理】1.实验室制取气体的发生装置是根据反应物、生成物的状态(固体或液体),反应条件(是否加热)决定的；收集装置是根据气体的溶解性和密度决定的。2.氧气、二氧化碳和氢气的实验室制取方法和收集方法【经典例题】例1下图是某同学设计的实验室制取CO2装置图，请指出图中的错误。【分析】实验室中气体制取装置选择的依据是：根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置；根据产生气体的性质选择收集装置。在上图的发生装置中，长颈漏斗若不插入液面以下，产生的气体会从漏斗口逸出，导气管伸入液面以下，则不能导反应物状态固体与固体混合固体与液体混合反应条件加热不需加热发生装置装置A装置B氧气二氧化碳氢气药品方案1：过氧化氢和二氧化锰方案2：高锰酸钾大理石（或石灰石）和稀盐酸锌粒和稀硫酸（或稀盐酸）化学反应原理方案1：2H2O2MnO22H2O+O2↑方案2：2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑制得气体在水中的溶解性氧气不易溶于水二氧化碳能溶于水氢气难溶于水制得气体的密度与空气的比较氧气密度比空气密度大二氧化碳密度比空气密度大氢气密度比空气密度小发生装置方案1制取氧气使用上表装置B方案1制取氧气使用上表装置A使用上表装置B使用上表装置B收集方法排水法或向上排空气法向上排空气法排水法或向下排空气法检验方法将带火星的木条插入集气瓶内，若复燃，说明是氧气将气体通入澄清的石灰水，若其变浑浊，说明是二氧化碳点燃该气体，检验其生成的产物验满或验纯将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满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，靠近火焰移开手指，若听到“噗”的一声，说明已纯出产生的CO2气体。上图中收集装置适合难溶于水的气体，CO2能溶于水，且密度比空气大，故只适宜采用向上排空气法收集。【答案】①发生装置图中：长颈漏斗没插入液面以下；导气管伸人瓶内过长。②收集装置图中：不能用排水法收集，只能用向上排气法收集。例2试根据下图回答（A—G为接口代号，甲—戊为装置代号）(1)写出标有数字的仪器名称①②。(2)制取氢气应选用发生装置。除去氢气中混有的少量水蒸气应选用装置，除去氢气中混有的少量氯化氢气体应选用的装置。(3)用浓盐酸跟锌粒反应制取并收集纯净的氢气时，装置的接口顺序为。【分析】制取纯净的氢气应先除去氢气中的氯化氢气体后除去水蒸气。相反操作氢气中还混有水蒸气。制出气体后先除去气体中的杂质再干燥气体。装置接口时导管应长进短出。实验仪器连接步骤：气体发生装置—除杂质装置—干燥装置—气体收集装置。净化剂和干燥剂的选择：原则是被净化或干燥的气体不与净化剂和干燥剂反应，也不能引入新杂质。【答案】(1)①试管②酒精灯；(2)乙、丁、戊；(3)BGFDEC【自主检测】一、选择题（每小题只有一个正确选项）1.实验室用锌粒和酸反应制取氢气时，可选用的酸是（）A.碳酸B.硝酸C.浓硫酸D.稀硫酸2.下列四瓶气体存放方法正确的是（）3.已知在常温下，一氧化氮是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，与空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮。若要收集一瓶一氧化氮，下列采用方法中，正确的是（）A.排水法B.向上排空气法C.排水法或向上排空气法D.排水法或向下排空气法4.在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹p，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和b分别是a（干燥气体）b（液体）AN2水BO2饱和NaCl溶液CH2稀盐酸ABCDEFab（）5.集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为：①H2②CH4③CO2（）A.只有①B.只有①和②C.只有③D①②③均可二、简答题6.根据实验装置图，回答下列问题：⑴实验室用排空气法收集氧气可选用装置（用编号回答）。⑵实验室用KMnO4制氧气的反应方程式为。用KMnO4制氧气的实验中，如果发现试管破裂，原因可能是（填操作失误方面的原因）。⑶可选用装置除去CO中混有的CO2(用编号回答)；该装置中最好盛溶液。⑷实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷气体。甲烷的密度比空气小，不溶于水。制取甲烷的发生、收集装置可选用和（用编号回答）。⑸F装置可收集和储备氢气，若用水将装置中的氢气排出，水应从(填a或b)端通入。7.实验室摆放着如下一排仪器；(1)仪器E的名称是____________，使用该仪器时应当注意(写一条即可)：，可以用它直接加热的仪器是(填序号)________。(2)你认为利用上面给出的这些仪器能制取哪些气体(写一种即可)_________。假如小红在实验室中利用上述仪器中的A，B，C，F，H去制取某种气体，你猜她想制取的气体是(写一种即可)____________________。8.某探险家牵着自己的狗进入一个山洞去探险。当走进洞底时，他发现狗突然晕倒在地。试简要回答：(1)用你所学过的知识解释其原因：；DCO2NaOH溶液(2)在采取了必要的安全措施后，他如何用最简单的方法收集一集气瓶洞底的气体带回实验室进行研究：。9.小明同学在兴趣小组活动中准备用右图所示装置制取氨气，这时小华同学根据课外学到的知识，告诉小明：实验室常用氯化铵与熟石灰固体混合物共热制取氨气，氨气密度比空气小，极易溶于水。在小华帮助下，小明知道了该装置有几处错误。请你指出图中装置的错误之处，并用文字简要说明如何改正，将答案填入下表。错误之处应如何改正10.被称为“生命之源”的水（H2O）和被称为“绿色氧化剂”的双氧水（H2O2），都是由氢、氧两种元素组成的化合物，通常情况下均为无色液体。在化学实验开放日，实验小组的同学用下面的方法鉴别水和双氧水两瓶无色液体，请填写有关内容：实验步骤实验现象实验结论①将等体积的两种无色液体分别加入A、B两个试管中。②分别向A、B两试管中同时加入等质量（少量）的二氧化锰，观察现象。A试管中无明显现象B试管中有气泡产生A试管中的无色液体是：；B试管中的无色液体是：；（1）B试管中发生反应的化学方程式：（2）如何验证B试管中产生的气体（写出操作步骤、实验现象和结论）？答案：1.D2.B3.A4.D5.B6.⑴D；⑵2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑；加热时试管外壁有水珠、试管口未略向下倾斜、未预热、加热时灯芯碰到了试管壁、加热后在从水槽中取出导管前熄灭了酒精灯等。；⑶F；NaOH；⑷A和C或A和E。、⑸a7.(1)酒精灯例如：要用外焰加热等B(2)氧气(或氢气或二氧化碳)氧气(或氢气)8.（1）洞底存在不能供给呼吸且密度比空气密度大的气体。（2）在洞外把集气瓶装满水盖上玻璃片，拿到洞底，将水倒出后盖上玻璃片。9.错误之处应如何改正⑴试管a管口向上倾斜⑵铁夹夹的位置不对⑶试管b管口向上应向下倾斜应夹在离试管口约1/3处试管b管口应向下MnO2AB⑷试管b塞上橡皮塞⑸反应物没有加热不应塞橡皮塞，应换棉花团应添加酒精灯加热10.H2O；H2O2（1）2H2O2MnO22H2O+O2↑（2）用带火星的木条放在试管口，复燃，证明是氧气