中考化学专题：气体的制取、净化和干燥

初高中化学衔接——气体的制取、净化和干燥︱考点整合︱考点一实验室制取气体的思路与方法实验室制备气体应从发生装置、收集装置、气体贮存三个方面考虑。1．制取气体的原理：实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则；①科学性，必须能通过化学反应制取所需气体。②反应条件不能太苛刻，反应速度要适中，便于实验室操作，且也比较容易收集。③价格要便宜2．制取气体的装置：根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。如：（1）药品状态为固—固，且反应需要加热的，可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。（2）药品状态为固—液，且反应在常温下进行的，可选择实验室制二氧化碳的方法制取。3．气体的收集装置：方法[来源:学科网]排水法[来源:学.科.网Z.X.X.K]向上排空气法向下排空气法[来源:Z#xx#k.Com]用于收集难溶于水或不易溶于水气体用于收集密度大于空气的气体收集密度小于空气的气体装置图（集气瓶应垂直）量多量少导管伸到集气瓶口内导管伸到集气瓶底注意事项⑴收集的气体较纯（含少量水蒸气）⑵瓶口有大气泡向外冒出时集满⑴收集的气体比排水法不纯（含少量空气）⑵在瓶口处验满考点二实验室制取气体的操作程序实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般程序是：⑴组装仪器；一般按从左到右，从下到上的顺序进行；⑵检查装置气密性；⑶装药品；若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；⑷准备收集装置；若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶装满水；⑸制取气体；⑹收集气体并验满；⑺拆洗仪器。考点三气体的干燥与净化1．实验装置：常用的干燥及净化装置主要是：洗气瓶、干燥管和U形管浓硫酸氯化钙碱石灰2．气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。如下表中常见气体的干燥剂。干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体浓硫酸H2、O2、CO、HCl等中性或酸性气体碱性气体，如：NH3氯化钙H2、O2、CO、HCl等绝大多数气体NH3除外氢氧化钠固体或生石灰H2、O2、CO、N2、CH4、NH3等中、碱性气体不能干燥酸性气体，如：CO2、SO2、HCl、H2S等3．气体的净化根据被净化的气体和杂质性质的差异来选择净化的方法和装置。原则：⑴吸收剂只与杂质反应，不与待净化气体反应，不能引入新的杂质；⑵吸收剂与杂质反应彻底、迅速；⑶能用液体吸收剂的则不用固体吸收剂。在多种气体杂质共存时，要注意除杂顺序。选择吸收装置时，要注意进、出气体导管连接方法，若用洗瓶，注意“长进短出”，若用干燥管，注意“大进小出”。常见除去气体杂质的试剂如下表所示：除杂试剂可除去的气体杂质无水CuSO4既能说明物质含有水，又能除去水，但实验中前者用它更多一些NaOH固体吸收H2O和CO2、HCl等酸性气体NaOH溶液吸收CO2、HCl等酸性气体Ca(OH)2溶液证明CO2气体存在，少量CO2可用它吸收浓H2SO4吸收水蒸气灼热Cu网吸收O2灼热的CuO吸收H2、CO︱应用示例︱类型之一制取气体实验装置的选择例1．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：(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，选择此收集装置的理是。(3)装置B虽然操作简便，但无法控制反应速率。请从图2中选取(填序号)取代B中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的。[解析]此题考查了气体制取中装置选择的问题。反应物是固体，反应需要加热的选择A作为发生装置，固体和液体反应，反应在常温下进行的，选择B作为发生装置。收集密度比空气大的气体，选择C装置收集，收集密度比空气小的气体，选择E装置收集，收集难溶于水的气体，选择D收集。我们可用以上装置制取H2、O2或CO2，且均能选择B作为发生装置，收集氢气可选择DE收集，收集氧气可选择CD，收集二氧化碳只能选择C。在图2中，能起到控制反应速率的为Ⅲ，因为注射器能控制滴加速率。[答案]①酒精灯②长颈漏斗(2)O2BC(或D)氧气密度比空气大(或氧气不易溶于水)(其他合理答案也可)(3)Ⅲ变式题：下列制取气体的方案，可以直接采用右图所示装置进行的是（）①用H2O2和MnO2制取O2②用CaCO3和稀盐酸制取CO2③用KClO3和MnO2制取O2④用Zn和稀H2SO4制取H2⑤用Na2CO3和H2SO4制取CO2A．①④B．①②④C．①②⑤D．①②④⑤类型之二实验操作的程序例2．通过一年的化学学习，我们知道实验室中的组装仪器往往有多种用途。根据下图所示装置回答问题。（1）图中A装置常用于制氧气，其反应的化学方程式是________________________；除制氧气外，A装置还能进行另一个实验是________________。（2）若用B装置对氧气进行干燥，则装置内放入的药品是_____________。若在B装置中盛满水，用排水法收集（瓶口向上）一瓶氧气，气体从____端（填字母“a”、“b”）通入。（3）某同学将实验室制得的二氧化碳通入装有澄清石灰水的B装置，始终未出现浑浊，原因可能是_________________（答一条即可）。[解析]本题考查气体的制备实验。装置适用于反应物为固态，反应条件为加热的实验，若用于制氧气，其反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑；A装置还能进行的另一个实验是碳酸氢铵受热分解。（2）B装置可用于干燥、检验、收集气体。若用B装置对氧气进行干燥，应加入的药品是浓硫酸，因为浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应；若在B装置中用排水法（瓶口向上）收集一瓶氧气，气体须从b端进入，这样便于水的排出。如果气体从a端进入，将B装置中的水排出，液面下降，水不能继续排出，所以气体须从b端进入。（3）用B装置检验CO2，应长进短出，从a端进入，若澄清的石灰水始终不变浑浊，可能的原因是：实验所用盐酸浓度大，挥发出HCl气体，使得生成的CO2气体中混有HCl气体。[答案]（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑碳酸氢铵受热分解（2）浓硫酸b（3）生成的CO2气体中混有HCl气体变式题：以下是我们熟悉的实验室制取气体的发生装置、收集装置以及净化装置（装置⑦中碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）。请根据装置图回答下列问题：(1)将装置①中的固体加热时应先；若用装置⑥净化气体，则气体应从端通入（填“a”或“b”）。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，应选用的发生装置为、收集装置为（填装置的编号），过氧化氢溶液应从中加入（填仪器名称），其中二氧化锰起作用。（3）实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气。通常情况下，氨气的密度比空气小且极易溶于水。若要制得干燥的氨气，则装置的连接顺序为（填装置的编号）类型之三气体的干燥与净化例3．将N2、CO、HCl三种混合气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸、灼热的CuO，假设每次处理均能完全反应(或吸收)。则最后排出的气体是（）A．N2、COB．H2O(气)、N2C．N2、CO2D．HCI、CO[解析]本题考查酸、碱、盐及氧化物之间的相互反应，属于中档题。N2、CO、HCl三种混合气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸、灼热的CuO时，发生的反应是：HCl+NaOH====NaCl+H2OCO+CuO加热Cu+CO2故最后排出的气体是N2、CO2。[答案]C变式题：某无色气体可能含有CO２、CO、H２中的一种或几种，依次进行以下实验(假设每步反应均完全进行)；①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积不变；②通过灼热的CuO时，固体变成红色；③通过白色CuS04粉末时，粉末变成蓝色晶体；④通人澄清石灰水中，石灰水变浑浊。下列判断正确的是（）A．原混合气体中一定含有CO２、CO、H2B．原混合气体中一定没有CO2，一定含有H２和COC．原混合气体中一定含有H２和CO２，可能含有COD．根据①④，可推断实验过程中一定有CO２生成类型之四物质的除杂例4．下列除杂质的方法不正确的是（）选项物质(括号内为杂质)除杂方法AN2(O2)通过灼热的铜网BKCl(MnO2)溶解、过滤、蒸发结晶CCO2(水蒸气)通过盛浓硫酸的洗气瓶DCaO(CaCO3)加入适量的稀盐酸[解析]除杂质的原则是在除去杂质的同时不能引入新的杂质。N2中混有O2，因为氮气的化学性质稳定，故可通过灼热的铜网将氧气除去；因为KCl溶于水，而MnO2不溶于水，故可采用溶解、过滤、蒸发结晶的方法；CO2中混有水蒸气，应选择不与二氧化碳反应的干燥剂，故可选择浓硫酸；而CaO中混有CaCO3，若选择稀盐酸，两种物质均能可稀盐酸反应，故不能选择稀盐酸，应选择高温煅烧的方法。[答案]D变式题：下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是（括号内为杂质）（）A．NaCl（Na2CO3）加足量稀盐酸、蒸发、结晶B．CaCl2（CaCO3）加足量稀硫酸、蒸发、结晶C．Fe（Cu）加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥D．MnO2（KCl）加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥︱课时作业︱基础在线1．下列实验室制气体的方案可以直接采用有图所示装置实施的是（）A．用氯酸钾和二氧化锰制氧气B．用大理石和稀盐酸制二氧化碳C．用过氧化氢和二氧化锰制氧气D．用锌和稀硫酸制氢气2．在实验室里制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（）①采用MnO2均可改变其反应速率②反应都不需加热③都利用含氧化合物分解来达到目的④两种方法所需仪器相同A．①③B．③④C．①②D．②④3．某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置（）A．甲、乙、丙B．丙、乙、甲C．丙、甲、乙、丙D．丙、甲、丙、乙4．以下各装置能完成相应实验的是（）A．装置①：高锰酸钾制氧气B．装置②：由b进气收集O2或CO2气体C．装置③：制取氧气、氢气等气体D．装置④：干燥，收集HCl气体5．NO是大气污染物之一，但少量的NO在人体内具有扩张血管、增加记忆的功能。通常状况下，NO密度比空气略大，极易与氧气反应，难溶于水。实验室收集NO的装置是（）A．B．C．D．6．下图是同学们利用大可乐瓶设计的储气装置（铁架台未画出），以下说法不正确．．．的是（）A.打开止水夹a、b，气体从d管导入储存在下面的瓶子里，水被压入上瓶B.取用气体时，可通过控制止水夹a、b，靠水的重力方便地将气体排出C.气体被储存在装置中后，c导管也必须安装止水夹D.该装置也可作为实验室制取二氧化碳的发生装置7.实验室有下图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气。下列有关说法正确的是（）A.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置C.可选用Ⅳ收集氧气D.用Ⅴ收集氧气时，应从导管a通入氧气8．欲除去下列食物中混有的少量杂质（括号内为杂质），所选试剂正确的是A．氮气（氧气）----木炭B．氢氧化钠溶液（碳酸钠）----澄清石灰水C．二氧化碳（一氧化碳）----氧气D．氯化钾溶液（碳酸钾）----稀硫酸9．下列除去杂质的方法中，正确的是选项物质（括号内为杂质）去除杂质的方法ANaCl溶液（Na2CO3）加入适量的CaCl2溶液、过滤BCaO（CaCO3）加水、过滤CFe（Zn）加过量FeSO4溶液、过滤DHNO3溶液（H2SO4）加适量BaCl2溶液、过滤10．有一气体混合物含有二氧化碳、一氧化碳、氮气和水蒸汽四种气体，现进行如下操作，请判断所得气体的组成情况（假设每步反应都进行完全）。（1）依次通过NaOH溶液、浓H2SO4，最后得到的气体有（填化学式）；写出发生化学反应的方程式：。（2）依次通过浓H2SO4、炽热的氧化铁粉末，最后得到的气体有（填化学式）；写出发生化学反应的方程式：。能力激活11．根据下列实验装置图，回答问题：（