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第16课时常见气体的制取和净化考点知识聚焦1.确认气体制取的化学反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。考点一实验室制备气体的一般思路和方法2.确认实验装置(1)发生装置:根据反应所用药品的和选择,分为固体加热型和固液常温型。状态反应条件考点知识聚焦类型固体加热型固液常温型装置优缺点或注意试管口应便于添加液体药品,长颈漏斗应伸到,防止气体从长颈漏斗逸出可以控制可以控制略向下倾斜液面以下反应速率反应的发生与停止考点知识聚焦(2)收集装置类型排水法向上排空气法向下排空气法装置适用范围收集(或难)溶于水且不与水反应的气体收集密度比空气(略)且不与空气中成分发生反应的气体收集密度比空气且不与空气中成分发生反应的气体优缺点或注意收集的气体纯度,但不干燥;集气瓶应,导管口气泡时方可收集收集的气体干燥,但纯度不高;导管应伸到集气瓶,便于排出集气瓶内空气不易大小高装满水连续、均匀冒出底部考点知识聚焦考点二多功能瓶的使用类型收集气体检验、干燥、除杂检验、吸收并集气排空气法排水法装置注意用A装置收集密度比空气大的气体时,气体应从端通入;收集密度比空气小的气体时,气体应从端通入;B装置气体进出口顺序与之相反实验时应先在瓶中,将气体从端通入。如果将排出的水引入量筒中,利用此装置还可以测量反应产生的气体体积用此装置吸收或检验气体时,应将气体从端通入,可以简记为“长进短出”装置综合性较强,如将CO和少量CO2混合气缓缓通入饱和石灰水中,石灰水检验并吸收CO2,CO贮存在集气瓶内ab装满水fg考点知识聚焦考点三气体的净化及干燥1.气体的净化是将不纯气体中的杂质气体除去的过程。净化气体所用的试剂应根据气体的性质及所含杂质气体的性质来选定,需要注意的是所选的试剂应只能吸收杂质气体,不能吸收待净化的气体。吸收气体的试剂被吸收的气体NaOH溶液CO2、HCl、SO2等灼热的Fe2O3CO、H2等灼热的铜网O2浓硫酸水蒸气饱和NaHCO3溶液HCl考点知识聚焦2.气体的干燥用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称为气体的干燥。常见的气体干燥剂适用范围装置浓硫酸不能干燥NH3碱石灰(主要成分是生石灰、NaOH固体)不能干燥CO2、SO2、HCl等气体例1[2018·齐齐哈尔]在实验室中利用下列仪器进行制取气体的实验,请回答下列问题。探究一常见气体的制取课堂考点探究图16-1(1)写出仪器的名称:D,H。(2)利用图中仪器可以制取二氧化碳,你选择的仪器是(填字母,按字母顺序排列),所用药品是。(3)若补充一种仪器(填仪器名称),再利用高锰酸钾以及图中仪器还可以制取氧气,其反应的化学方程式为。(4)若用装置I收集氧气,气体应从(填“左”或“右”)端导管进入。课堂考点探究[答案](1)酒精灯长颈漏斗(2)ABGH大理石(或石灰石)和稀盐酸(3)试管2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(4)右[解析](1)D是酒精灯,H是长颈漏斗。(2)实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应,发生装置是固体和液体常温型,所以选择锥形瓶和长颈漏斗,制取的二氧化碳密度比空气大,并且二氧化碳能溶于水,所以不用排水法收集,应该用向上排空法收集。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时需要用酒精灯加热,所以需要补充的仪器是试管,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+↑。(4)用排水法收集氧气,气体应该从短管进,长管出,所以应该从右端导管进入。课堂考点探究例2[2018·娄底]如图16-2是实验室制取和收集气体的常用装置图。请回答下列问题。图16-2(1)请写出A装置中标号①的仪器名称:。(2)实验室既能制取氧气,也能制取二氧化碳的发生装置为(填序号),请写出用该装置制取二氧化碳的化学方程式:。(3)实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热制取极易溶于水的氨(NH3的相对分子质量为17)。请根据以上装置图选择,在实验室制取氨时的发生装置和收集装置为(填序号)。(4)实验室里通常用MnO2与浓盐酸在加热条件下制取氯气,同时生成MnCl2和水,请写出该反应的化学方程式:。如果用F装置收集氯气(Cl2的相对分子质量为71),气体应从(填“a”或“b”)端管口通入。课堂考点探究[答案](1)试管(2)BCaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑(3)AE(4)MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑b[解析](1)A中标号①的仪器是试管。(2)实验室既能制取氧气,也能制取二氧化碳的发生装置为B;用该装置制取二氧化碳是石灰石或大理石和盐酸的反应,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(3)实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨,是固体加热型的反应,使用A装置作为发生装置;氨极易溶于水,密度小于空气,故使用E装置收集氨。(4)实验室里通常用MnO2与浓盐酸在加热条件下制取氯气,同时生成MnCl2和水,该反应的化学方程式为MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑;如果用F装置收集氯气,因为氯气的密度大于空气,故气体应从b端管口通入。课堂考点探究探究二气体的干燥和尾气处理例3[2018·随州]图16-3是初中化学常见装置。请回答:图16-3(1)仪器①的名称是。(2)实验室用纯净物制取O2的化学方程式是。(3)欲用活泼金属与稀硫酸反应制取干燥的H2,请从这些装置中选择并连接一套组合装置,按照气流从左到右的流向,写出所选装置接口的连接顺序:。(4)在实验室,小宇同学为验证CO2的性质,将制取的气体通入澄清石灰水中,发现澄清石灰水不变浑浊,其原因可能是。课堂考点探究[答案](1)长颈漏斗(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(3)bdcf(或bdcfe)(4)所用盐酸的浓度过高或澄清石灰水已变质[解析](1)仪器①是长颈漏斗。(2)实验室用纯净物制取氧气是采用了加热高锰酸钾的方法,高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)某同学欲用活泼金属单质和稀硫酸反应制取纯净干燥的H2,因此不需加热;氢气中混有水蒸气,要用浓硫酸干燥,并且长进短出;氢气的密度比空气小,收集装置要从短管进入。(4)可能是所用盐酸的浓度过高,挥发出来的氯化氢气体与氢氧化钙发生了反应,所以没有观察到澄清石灰水变浑浊;也有可能是石灰水已经变质。课堂考点探究(1)制氯气需要的装置和仪器是。(2)实验室进行氯气制取或性质实验后,必须用G装置进行尾气处理,防止污染空气,说明氯气具有性。(3)收集氯气的装置是;干燥氯气可用装置。例4实验室制备氯气通常用浓盐酸与MnO2反应制得:4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O。用下列实验室常用装置或仪器(铁架台、夹持和连接装置略)的字母填空。图16-4课堂考点探究[答案](1)AH(2)毒(3)EF[解析](1)实验室用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气,是固体和液体反应,且需加热,制氯气需要的装置和仪器是AH。(2)氯气有毒,不能排放到空气中,必须用G装置进行尾气处理,防止污染空气。(3)氯气的密度比空气大,且不与空气中气体发生反应,氯气能溶于水,且有毒性,应在封闭环境下收集,收集氯气的装置是E;浓硫酸具有吸水性,可以作干燥剂,干燥氯气可用装置F。课堂考点探究探究三气体的净化例5[2018·广东节选]氢化钙(CaH2)常温下能与水反应生成H2,是野外工作人员便携燃料的来源。课外小组同学利用锌粒和稀盐酸反应产生的H2与金属钙反应制取CaH2(如图16-5)。图16-5①洗气瓶中m、n应选下列试剂中的、。(填序号)Ⅰ.NaHCO3溶液Ⅱ.NaOH溶液Ⅲ.浓硫酸②为防止钙被氧化,在加热钙之前必须进行的操作是。③CaH2与水反应的化学方程式为;为防止空气中的O2、CO2、水蒸气与玻璃管中Ca或CaH2反应,必须在导管末端再连接的装置是(说出仪器名称及所装试剂)。课堂考点探究[答案]①ⅡⅢ②先通一段时间H2,排净装置中的空气(或氧气)③CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑盛有碱石灰的球形干燥管、盛有铁粉的球形干燥管[解析]①用锌粒和稀盐酸制备的H2中含水、氯化氢杂质。氯化氢可用氢氧化钠将其除去,浓硫酸有吸水性,在除杂的顺序中干燥在最后一步。②H2与金属钙反应制取CaH2需加热,且装置中含有空气,由于空气中有氧气,会与钙反应,则反应前需先通一段时间H2,排净装置中的空气。③CaH2与水反应生成氢氧化钙和氢气,故化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑;为防止空气中的O2、CO2、水蒸气进入玻璃管,则需在导管末端再连接装有碱石灰的干燥管,除掉二氧化碳和水,另外还需要装有铁粉的干燥管除去氧气和水。课堂考点探究例6根据图16-6回答问题。(1)仪器a的名称是。(2)以高锰酸钾为原料,用A和D装置组合制取氧气,在实验结束后,若先熄灭酒精灯,未及时将导气管从水槽中取出,则可能导致的后果是。图16-6课堂考点探究(3)某同学用浓盐酸和石灰石制取二氧化碳并将生成的气体通入E装置,未看到石灰水变浑浊,其原因是,如果用上述原料制取并收集一瓶较纯净且干燥的二氧化碳气体,所选用装置的连接顺序是(填序号)。(4)化学兴趣小组的同学通过查阅资料,设计了以下两种制取二氧化碳气体的方案。方案一:加热碳酸氢钠2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑方案二:加热碳酸氢铵NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑上述两个方案中哪个更合理,并说明不选另一个方案的理由:。课堂考点探究[答案](1)锥形瓶(2)水倒吸炸裂试管(3)浓盐酸具有挥发性,二氧化碳气体中混有氯化氢气体BFHC(4)方案一;方案二产生的气体不纯,还需分离或除杂[解析](1)锥形瓶是常用的反应容器。(2)在实验结束后,若先熄灭酒精灯,未及时将导气管从水槽中取出,则可能导致的后果是水倒吸进入热试管中,使试管炸裂。(3)某同学用浓盐酸和石灰石制取二氧化碳并将生成的气体通入E装置,未看到石灰水变浑浊,其原因是浓盐酸具有挥发性,二氧化碳气体中混有的氯化氢气体和澄清石灰水中的Ca(OH)2发生了反应;如果用上述原料制取并收集一瓶较纯净且干燥的二氧化碳气体,所选用装置的连接顺序是BFHC,要先除杂质再干燥。(4)上述两个方案中选方案一更合理,不选另一个方案的理由是方案二产生的气体不纯,还需分离或除杂。