中考化学复习专题：第二篇第7课时气体的制取

第7课时气体的制取»一、气体制取的化学原理(b)»1．制取氧气化学原理•分解过氧化氢：__________________________。•分解高锰酸钾：__________________________________。•分解氯酸钾：_____________________________。2KMnO4====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑•2．利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：_________________________________________。•3．利用锌和稀硫酸制取氢气化学原理：____________________________________。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑•1．催化分解过氧化氢制氧气无需加热，节能环保；分解高锰酸钾制氧气无需催化剂(因为反应自身会产生MnO2催化剂)。•2．二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸或浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应，会生成微溶的硫酸钙包裹在石灰石表面，使反应中止；而浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳不纯。二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。•3．制氢气选用稀硫酸而不选用稀盐酸是因为盐酸具有挥发性，选用锌而不选用其他金属是因为镁、铝与酸反应太快，铁与酸反应太慢。【知识拓展】»二、气体发生装置(b)»1．发生装置：•图7－1•(1)甲装置为固液反应型•①适合于实验室制氧气(以双氧水为原料)、二氧化碳、氢气等气体，特点是原料中有液体，反应无需加热。•②该装置若用长颈漏斗，则需将漏斗下端浸入液面以下形成液封。•③气密性检查采用压水法，将导气管用止水夹关闭，在漏斗中加水能形成一段水柱则气密性良好。•(2)乙装置为固体加热型•①适合于实验室利用高锰酸钾或氯酸钾加热分解制取氧气，特点是原料都为固体，反应需加热。•②若以高锰酸钾作原料，需在试管口加一团棉花，以防高锰酸钾粉末通过导管进入水槽。•③气密性检查采用手握法，先将导管口的下端浸入水中，再用双手紧握试管，利用手温加热试管，观察导管口是否有气泡冒出。»2．收集装置：•图7－2•①排水法适于收集难溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等；•②向上(向下)排空气法分别适于收集密度比空气大(小)，且不与空气成分反应的气体，如CO2、O2(H2)等气体。»3．气体的验满与检验：•向上排空气法收集氧气时验满：将带火星的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为氧气，可将带火星的木条伸入瓶内。•向上排空气法收集二氧化碳时验满：将燃着的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为二氧化碳，可往瓶内加入澄清石灰水。»三、实验室制取气体的步骤(以用氯酸钾制取氧气为例)(b)•检查装置的__________；装药品；固定试管，先下后上，先左后右；加热；当气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气；从水槽中移出导管；熄灭酒精灯。气密性•加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气时，收集氧气完毕后，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒流引起试管炸裂。【知识拓展】»四、洗气瓶的应用(c)»1．洗气瓶可用于收集气体•排水法收集气体：装满水，b管进气；•向上排空气法收集气体：不装水，a管进；•向下排空气法收集气体：不装水，b管进。»2．洗气瓶可用于吸收气体•吸收水蒸气：用浓硫酸；•吸收CO2：用氢氧化钠溶液；•吸收HCl：用氢氧化钠溶液；•吸收CO2中的HCl：用饱和碳酸氢钠溶液。图7－3»3．洗气瓶可用于检验气体•检验CO2：用澄清石灰水；•检验HCl：用硝酸银溶液。»五、气体的工业制法(a)•1．氧气的工业制法：空气冷冻分离法。2．二氧化碳的工业制法：高温煅烧石灰石(CaCO3=====高温CaO＋CO2↑)。»类型一制取气体的化学原理•典例利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是()A．2KClO3======MnO2△2KCl＋3O2↑B．2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑C．2H2O2======MnO22H2O＋O2↑D．2HgO=====△2Hg＋O2↑C–【解析】用高锰酸钾、氯酸钾、氧化汞制取氧气都需要加热，反应后都有残渣，且汞有毒性。•跟踪训练[2018·温州]二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。•图7－4•①取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。•②用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mLH2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。•③用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。•(1)步骤②将注射器B中的2mLH2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，其目的是_______________________________________________。使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同•(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。•(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：______________________________________________________________________。相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压，过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内，与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)过氧化氢酶质量过大，可能导致反应过快，温度过高，降低了酶的活性»类型二气体的发生•典例以下关于气体制备的发生装置说法正确的是()•图7－5D•A．装置a可用作实验室制备CO2•B．装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好•C．装置c可用作实验室制备氧气•D．装置d可用作实验室制备氧气、氢气–【解析】装置a不能用作实验室制备二氧化碳，因为铁能和稀盐酸反应生成氢气，导致收集的二氧化碳不纯，同时铁容易被腐蚀；装置b关闭活塞，烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，说明装置漏气；加热固体制取氧气时，试管口应该略向下倾斜，试管口斜向上容易导致冷凝水倒流试管炸裂。•跟踪训练如图所示为一套实验室制取气体•的装置，集气瓶中导管口下端应伸到______•(选填“A”“B”或“C”)处；长颈漏斗要伸入锥•形瓶中的________下，其目的是_________•___________________________。•现有以下两种制取气体的方法：①用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰制氧气；②用石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸制二氧化碳。可以利用本装置制取气体的是________(填序号)。图7－6C液面形成液封，防止气体从漏斗中逸出①②»类型三气体的收集•典例[2018·衢州]小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。收集方法向上排空气法排水法氧气浓度(%)79.679.779.990.089.889.3氧气平均浓度(%)79.789.7•(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到__________________________________________为氧气集满的标准。•(2)以上两种方法中，________法收集到的氧气更纯净。•(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有_________。•A．氧气的密度略大于空气的密度•B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右•C．当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气•D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散集气瓶口有气泡冒出(或观察到瓶中水排尽)排水ACD•跟踪训练下列实验设计及气体流向(“→”表示气体流向)正确的是()•A．干燥氢气B．收集氢气••C．收集氨气D．收集氧气C–【解析】干燥氢气，应长进短出；收集氢气，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，短进长出；收集氧气，由于要排出装置内的液体，应短进长出。»类型四制取气体的操作•典例如图是实验室用高锰酸钾或•氯酸钾制取并收集氧气的实验•装置图，下列关于实验操作正•确的是()•A．用氯酸钾为原料制取氧气•时试管口须塞一小团棉花•B．为防止冷凝水流入试管底部，就使试管口略向下倾斜•C．为减少浪费加热后一产生气体就马上开始收集气体•D．实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管口移出水面图7－7B–【解析】用氯酸钾为原料制取氧气时试管口不用塞一小团棉花。加热后须等导管口气泡连续再收集。实验结束时，应先把导管口移出水面再熄灭酒精灯，以防水被倒吸进试管。•跟踪训练用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时地移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是()•A．②④⑦B．③④⑤•C．③⑤⑦D．①②⑥⑦–【解析】③试管口没放一小团棉花会使高锰酸钾颗粒进入导管，不会使试管炸裂；④高锰酸钾的量太多浪费药品，不会使试管炸裂；⑤加热过程中不时移动酒精灯导致温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂。B