2016专题6气体的制取与检验、除杂与净化分析

【学习目标】1．掌握氧气、二氧化碳的实验室制法，并通过对比归纳，学会实验室制取气体的一般思路和方法。2．掌握常见气体的检验方法和除杂原理、混合气体检验和净化的顺序。3．了解常见气体的干燥与净化装置。4．培养学生“绿色化学”的观念，树立环保意识【重点】1．氧气和二氧化碳的实验室制法（反应原理、发生装置、收集方法、检验方法、验满方法）2．气体发生装置、收集装置选择依据3．常见气体的检验方法、除杂质试剂选择4．混合气体检验、净化顺序——难点小明在实验台上发现了一瓶无色、无味的气体，如右图所示，请你根据所学知识，参与小明的探究，确定该瓶气体的成分。①猜测这瓶气体可能是，它是怎样制取的呢？氧气二氧化碳药品反应原理装置发生装置收集装置发生装置收集装置收集方法检验方法验满方法注意事项形成思路：1．原料选择考虑的因素：；2．装置的选择选择发生装置考虑的因素：反应物的和；收集装置选择考虑的因素：气体的和。下表列出了空气、氧气、二氧化碳、氨气在标准状况下的密度和溶解性。物质空气氧气二氧化碳氨气密度(g／L)1.2931.4291.9770.771溶解性／不易溶能溶极易溶2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2XX的化学式为：。已知实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气。反应原理如下：⑵写出图中有标号仪器的名称：a；b；c。⑴根据上述信息，选择实验室制取和收集氧气、二氧化碳、氨气的装置，请在相关空格处√。装置ABCDE氧气二氧化碳氨气bac⑶分别写出实验室制取氧气和二氧化碳反应的化学方程式：；。⑷若收集某气体时选用D装置，由此可推知该气体的性质可能有：。装置ABCDEbac⑸硫化氢（H2S）是一种有毒气体，其密度比空气的密度大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，在常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。①写出该反应的化学方程式：；②制取硫化氢气体的发生装置可以选用。③硫化氢不能用C装置来收集，原因是。右图装置如按照d-e-f顺序连接可用来收集H2S气体，则乙装置的烧杯中最好盛放溶液进行尾气处理；试分析甲装置能收集到H2S的原因。⑹由此，小明联想到氨气是一种有刺激性气味的气体，也需改用上述装置收集，请你帮他连接装置，连接顺序是()-()-f。def甲乙右图所示装置的功能AB⑴收集并贮存气体①若气体密度大于空气密度，应从端进；(向上排空气法)②若气体密度小于空气密度，应从端进。(向下排空气法)③若气体难溶于水，先将集气瓶内装满水，气体应从端进。（排水法）⑵检验气体或洗气（除杂质）若瓶内盛有澄清的石灰水，可以用来检验气体，气体应从端进。小明在实验台上发现了一瓶无色、无味的气体，如右图所示，请你根据所学知识，参与小明的探究，确定该瓶气体的成分。②若猜想这瓶气体是氧气，你能设计哪些简单方法来检验？重要气体检验方法现象O2CO2H2COCH4HClNH3H2O（气）1．有一瓶气体，它是由H2、CO、CH4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水未变浑浊。则该气体是。变式训练：（一）利用可燃性检验H2、CO和CH42．有一瓶气体，它是由H2、CO、CH4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上无现象；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体是。变式训练：（一）利用可燃性检验H2、CO和CH43．有一瓶气体，它是由H2、CO、CH4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体是。变式训练：（一）利用可燃性检验H2、CO和CH44．有一瓶气体，它是由H2、CO、CH4中的几种组成，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体的组成可能是（有几种可能就填几种）：①、②、③、④。变式训练：（一）利用可燃性检验H2、CO和CH4（二）利用还原性检验H2和CO变式训练：某气体可能由H2和CO组成，为确定其成分，设计了如下三套实验装置：澄清的石灰水氧化铜粉末无水硫酸铜ABCabefcd①若要验证该气体中只含H2，应将气体依次通过装置（填装置序号，下同）。澄清的石灰水氧化铜粉末无水硫酸铜ABCabefcd②若要验证该气体中只含CO，应将气体依次通过装置，连接顺序为。③若要验证该气体是H2和CO的混合气体，应将气体依次通过装置。（二）利用还原性检验H2和CO变式训练：形成方法：①检验气体应从气体的性质入手，明确各种气体的特性，需要通过明显的实验现象进行检验，每种试剂只能检验一种气体。②混合气体检验应注意顺序，避免带来干扰，若有水蒸气需要检验，应在检验。某气体可能是H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一种或几种组成，为确定其成分，进行如下实验：气体通过有关装置时观察到的现象如下（假设每步反应均恰好完全进行）：装置编号ABCDE试剂硝酸银溶液澄清石灰水氧化铜粉末澄清石灰水无水硫酸铜现象无明显变化变浑浊变红色无明显变化变蓝色试推断：⑴该气体中一定含有；⑵该气体中一定没有，理由是。⑶该气体中可能含有，为确定其是否存在，应。小明在实验台上发现了一瓶无色、无味的气体，如右图所示，请你根据所学知识，参与小明的探究，确定该瓶气体的成分。③假如收集的O2中混有CO2，该如何除去其中的杂质呢？常用除去气体杂质的方法杂质气体除杂试剂O2灼热的铜网CO、H2灼热的氧化铜酸性气体（CO2、SO2、HCl、H2S等）碱溶液（NaOH）、碱石灰（NaOH+CaO）水蒸气干燥剂（浓硫酸、生石灰、碱石灰等）常用的干燥装置：干燥管U形管干燥剂不可干燥的气体干燥装置碱性生石灰碱石灰酸性气体A或B酸性浓硫酸碱性气体（如NH3）C中性无水硫酸铜固体——A或B【问题组】1．除杂原则需遵循哪些原则？2．除杂质时需要有明显的现象吗？3．每种试剂只能除去一种杂质吗？4．如果混合气体中含有水蒸气需要除去，水蒸气要放在除去，为什么？1．除去括号中的杂质，所用药品是否正确，如不正确，请选择合适的除杂质药品填在横线上。①CO2（CO）～氢氧化钠溶液；②CO（HCl）～通过灼热的氧化铜；③N2（O2）～木炭；④CO2（水蒸气）～氧化钙。如下图所示，某学生用装置甲（瓶内壁附有碳酸钙）作为制取氢气的发生装置，先在瓶内放入锌粒，然后误将浓盐酸通过长颈漏斗注入瓶中。现要用乙、丙、丁等装置验证并除去混有的杂质（H2O不需验证），得到纯净、干燥的氢气。请回答：⑴甲装置中发生反应的化学方程式是；。⑵乙装置中盛装的试剂是，其作用是，反应的化学方程式是。⑶丙装置中盛装的试剂是，其作用是，反应的化学方程式是。⑷丁装置中盛装的试剂是，其作用是。2．为除去氢气中含有的少量氯化氢和水蒸气，应选用的装置是下图中的（）3．某市三名同学误入废弃的防空洞，虽经抢救，仍造成学生及抢救人员的重大伤亡，该事件提醒我们：⑴进入洞穴前，需要进行实验，当证明洞内缺氧时，应携带供氧设备进入洞穴。⑵为弄清洞内气体成分中是否含水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，某学生设计了下图所示的实验装置进行检验，请回答下列问题：①实验前，先用大注射器从洞内抽取气体样品，然后将气体注入装置A中进行实验，实验过程中，能证明洞内气体中含有水蒸气的现象是。若B中（澄清石灰水）出现现象，则证明洞内气体中含有二氧化碳；若C中出现和现象，则证明洞内气体中含有一氧化碳。②若洞中气体含有CO，在D处尚缺少的实验仪器的名称是，其作用是。③B中NaOH溶液的作用是。④如果将上述装置按A、C、B排列，则不能检验洞内气体是否含有。发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置反应物状态及反应条件气体及杂质的性质气体的性质及干燥剂的状态气体的溶解性及密度尾气的性质综合性气体制备实验：1．NO是汽车尾气中的一种大气污染物，但少量NO具有扩张血管、增强记忆的功能。在实验室收集NO只能用排水集气方法。对NO的描述正确的是（）A．易溶于水B．可能极易与氧气反应C．易与水反应D．有害无利必做题2．下列分别是二氧化碳制取、干燥、收集和性质检验的装置图，正确的是（）必做题3．欲鉴别CO、O2、空气、CO2、CH4五种气体，现有一盒火柴，还要用到下列实验用品中的（）A、装有蒸馏水的烧杯B、装有紫色石蕊试液的烧杯C、冷而干燥的烧杯D、内壁蘸有澄清石灰水的烧杯必做题4．请你根据澄清石灰水和浓硫酸的性质，完成下面的实验：将H2、N2、CO和CO2组成的混合气体,依次通过灼热的氧化铜、、，最后得到干燥的N2。必做题5．下图是收集干燥R气体并对它进行吸收的正确装置。由图中实验装置推测该气体的有关性质，正确的一组是（）ABCD密度（与空气比较）大于大于小于小于在水中的溶解性难溶极易溶极易溶难溶选做题6、为弄清楚某废弃的防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，甲、乙两个实验小组分别用下列盛有药品的仪器（图中夹持仪器等均省略），检验防空洞内气体成分。⑴甲组逐一检验上述某一气体，若检验其中是否含有二氧化碳，应选用（填序号）。若防空洞内含有水蒸气，则B中的现象是；若A中玻璃管内物质由黑色变成红色，则防空洞内含有；⑵乙组用上述仪器组装一套装置，通过一次实验同时检验上述气体中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是（填序号，仪器可以重复使用）；⑶若已验证防空洞内气体中不存在一氧化碳，则进防空洞前需要进行二氧化碳含量是否较高的实验，其方法是。拓展延伸：某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。⑴若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；⑵鼓入空气的目的是_____________，装置A中试剂X应选用；若没有C装置，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；E装置的作用是；⑶根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为______（计算结果保留一位小数）。试回答：