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1、第二部分第二部分 基础专题突破基础专题突破 模块五模块五 科学探究科学探究主题一主题一 常见气体的制备常见气体的制备青果学院视频青果学院视频几种常见气体的制备几种常见气体的制备(1)青果学院视频青果学院视频几种常见气体的制备几种常见气体的制备(2)重难点突破重难点突破1.实验室制取气体的思路和方法实验室制取气体的思路和方法(1)研究气体实验室制法的化学反应原理。在研究气体实验室制法的化学反应原理。在实验条件下实验条件下(如常温、加热、加催化剂等如常温、加热、加催化剂等)可用可用什么药品，通过什么反应来制取这种气体。什么药品，通过什么反应来制取这种气体。(2)研究制取这种气体所采用的实验装置。研
2、究制取这种气体所采用的实验装置。2.实验室制取常见气体的化学反应原理实验室制取常见气体的化学反应原理(1)制氧气制氧气高锰酸钾制取氧气：高锰酸钾制取氧气：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2过氧化氢制取氧气：过氧化氢制取氧气：2H2O22H2O+O2氯酸钾制取氧气：氯酸钾制取氧气：2KClO3 2KCl+3O2MnO2MnO2(2)制二氧化碳制二氧化碳碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳：碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(3)制氢气制氢气锌和稀硫酸制取氢气：锌和稀硫酸制取氢气：Zn+H2SO4ZnSO4+H23.气体发生装置气体发生装置(1)选择依据：根据反
3、应物的状态及反应条件选选择依据：根据反应物的状态及反应条件选取。取。(2)常见实验室制取气体的发生装置常见实验室制取气体的发生装置装置类型装置类型固固固固加热型加热型固固液不加热型液不加热型反应物反应物的状态的状态固体固体固体、液体固体、液体装置图装置图举例举例高锰酸钾制取氧高锰酸钾制取氧气；气；氯酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气双氧水制取氧气；双氧水制取氧气；碳酸钙和稀盐酸制取碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳；二氧化碳；锌和稀硫酸制取氢气锌和稀硫酸制取氢气注意注意事项事项试管口应试管口应_倾斜；倾斜；用排水法收集气体实验用排水法收集气体实验完毕后，应先将完毕后，应先将_撤撤出，然后再出，然后再_；用高用
4、高锰酸钾粉末制取氧气时，锰酸钾粉末制取氧气时，试管口处应放试管口处应放_，以，以防止高锰酸钾粉末进入导防止高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管管，堵塞导管若使用长颈漏斗，若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端长颈漏斗导管下端应应_；块状固体应大块状固体应大小适当，小适当，不能太小，不能太小，防止反应防止反应_略向下略向下 导管导管 熄灭酒精灯熄灭酒精灯 棉花团棉花团 伸入液面以下伸入液面以下 吸速率太快，不吸速率太快，不利于气体收集利于气体收集 【装置拓展装置拓展】制取气体最佳装置的选择制取气体最佳装置的选择装装置置图图装置装置特点特点安装安装简便简便便于添加便于添加液体液体可控制反可控制反应速率应速率可
5、随时控制可随时控制反应的发生反应的发生和停止和停止适用适用范围范围用于用于制取制取少量少量气体气体用于平稳用于平稳反应并制反应并制取较多气取较多气体体用于剧烈用于剧烈反应并制反应并制取较多气取较多气体体用于平稳反用于平稳反应并持续较应并持续较长时间的制长时间的制气气【结论结论】实验室用过氧化氢溶液制取氧气，最实验室用过氧化氢溶液制取氧气，最佳装置应选择装置佳装置应选择装置，选用分液漏斗而不选长，选用分液漏斗而不选长颈漏斗的原因是过氧化氢与二氧化锰混合后反颈漏斗的原因是过氧化氢与二氧化锰混合后反应非常剧烈，需要控制反应速率；实验室制取应非常剧烈，需要控制反应速率；实验室制取CO2，最佳装置应选择
6、装置，最佳装置应选择装置，因为便于添加，因为便于添加稀盐酸；实验室制取氢气，最佳装置应选择装稀盐酸；实验室制取氢气，最佳装置应选择装置置，因为可以随时控制反应的发生与停止。，因为可以随时控制反应的发生与停止。4.气体收集装置气体收集装置依据依据收集方收集方法法收集装收集装置置举例举例优点优点不不易易溶溶于于水水或或难难溶溶于于水水的的气气体体排水法排水法O2、H2、CH4等等气体纯气体纯度较高度较高 密度比密度比空气大空气大的气体的气体向上排向上排空气法空气法O2、CO2等等气体较气体较干燥干燥密度比密度比空气小空气小的气体的气体向下排向下排空气法空气法H2、CH4等等【注意事项注意事项】(1
7、)用排空气法收集气体时，导管用排空气法收集气体时，导管应伸到集气瓶的底部防止应伸到集气瓶的底部防止_。(2)用排水法收集气体时，最佳收集时间：当导用排水法收集气体时，最佳收集时间：当导管口气泡管口气泡_冒出时；导管应伸到集气冒出时；导管应伸到集气瓶的瓶的_即可。即可。(3)多功能瓶排水法收集气体的方法：先将集气多功能瓶排水法收集气体的方法：先将集气瓶中装满水，再将气体从短管通入瓶中装满水，再将气体从短管通入(水从长管流水从长管流出出)。收集的气体中混有其他气体收集的气体中混有其他气体(答案补充：收集答案补充：收集的气体不纯的气体不纯)连续均匀连续均匀 瓶口瓶口 5.气体的检验与验满气体的检验与
8、验满检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，木检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃条复燃验满：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，验满：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，木条复燃木条复燃检验：将气体通入澄清石灰水中，石灰水检验：将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊变浑浊验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭条熄灭氧氧气气二氧二氧化碳化碳6.气体的净化与干燥气体的净化与干燥(1)常用的装置常用的装置(2)气体的净化气体的净化气体净化原则：选择的净化剂必须是只能吸气体净化原则：选择的净化剂必须是只能吸收气体中的杂质，不与原来的气体反应，且不收气体中的杂质，不与原来的气
9、体反应，且不引入新的杂质。引入新的杂质。常见气体的净化方法常见气体的净化方法除杂除杂气体气体除杂试剂或方法除杂试剂或方法CO2NaOH溶液或溶液或Ca(OH)2溶液溶液HCl气体气体NaOH溶液、溶液、Na2CO3溶液、溶液、NaHCO3溶液溶液 H2先通过灼热的先通过灼热的 CuO将其氧化为水，再将其氧化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收用浓硫酸或碱石灰吸收CO先通过灼热的先通过灼热的CuO将其氧化为将其氧化为CO2，再用再用NaOH溶液吸收溶液吸收O2通过灼热的铜网通过灼热的铜网(3)气体的干燥气体的干燥用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程称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。选
10、用干燥剂应根据气体的性质为气体的干燥。选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，其原则是干燥剂只能吸和干燥剂的性质确定，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。收气体中的水分，而不能与气体发生反应。常见气体的干燥剂常见气体的干燥剂干燥剂干燥剂可干燥的气体可干燥的气体 不能干燥的气体不能干燥的气体酸性酸性 浓硫酸浓硫酸H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HClNH3等碱等碱性气体性气体 碱性碱性生石灰、碱生石灰、碱石灰、固体石灰、固体氢氧化钠氢氧化钠H2、O2、CO、CH4、N2、NH3CO2、SO2、HCl等酸性气等酸性气体体中性中性 无水氯化钙无水氯化钙除除
11、NH3以外以外的所有气体的所有气体NH3 7.多功能瓶的使用多功能瓶的使用图示图示操作目的操作目的气体进出方气体进出方向向举例与原理举例与原理收集密度大收集密度大于空气的气于空气的气体体a进进b出出(长进长进短出短出)收收集集CO2、O2,进进入入的的气气体体聚聚集集在在集气瓶下方集气瓶下方收集密度小收集密度小于空气的气于空气的气体体b进进a出出(短进短进长出长出)收收集集H2，进进入入的的气气体体聚聚集集在在集集气气瓶上方瓶上方 排水法排水法收集气收集气体体b进进a出出(短进长短进长出出)收集收集H2、O2(进进入的气体聚集入的气体聚集在集气瓶上方，在集气瓶上方，水从下方导管水从下方导管被压
12、出被压出)洗气或洗气或干燥干燥a进进b出出(长进短长进短出出)浓硫酸干燥浓硫酸干燥O2或或NaOH溶液吸溶液吸收收CO2 例例(14开开封封二二模模)如如图图是是实实验验室室常常见见的的制制取取气气体体的装置，请回答：的装置，请回答：(1)用用A装装置置制制取取气气体体时时，反反应应物物的的状状态态和和反反应应条条件需满足什么要求？件需满足什么要求？反应物的状态为固态，反应条件是加热。反应物的状态为固态，反应条件是加热。(2)写写 出出 由由 B装装 置置 制制 取取 氧氧 气气 的的 化化 学学 方方 程程 式式_，并并简简述述氧氧气气的的检验方法。检验方法。2H2O22H2O+O2 MnO
13、2将带火星的木条伸入集气瓶中，若带火星将带火星的木条伸入集气瓶中，若带火星的木条复燃，则证明是氧气。的木条复燃，则证明是氧气。(3)实实验验室室用用石石灰灰石石和和稀稀盐盐酸酸制制得得的的二二氧氧化化碳碳中中常常混混有有氯氯化化氢氢和和水水蒸蒸气气，欲欲选选择择以以上上装装置置制制取取并并收收集集纯纯净净干干燥燥的的二二氧氧化化碳碳，装装置置的的正正确确连连接接顺顺序序为为B_C(填装置序号填装置序号)。ED 【解析解析】(1)A装置为固固加热型装置，适合固体装置为固固加热型装置，适合固体在加热的条件下反应。在加热的条件下反应。(2)B装置为固液常温型装装置为固液常温型装置，适用于过氧化氢溶液
14、在二氧化锰的催化作用置，适用于过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气来制取氧气；将带火星的木下分解生成水和氧气来制取氧气；将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气。条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气。(3)根据题干信息可知，制得的二氧化碳中混有氯根据题干信息可知，制得的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气，要得到纯净干燥的二氧化碳，需化氢和水蒸气，要得到纯净干燥的二氧化碳，需要先利用要先利用NaOH溶液除去氯化氢，再通过浓硫酸溶液除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气，故正确连接顺序为除去水蒸气，故正确连接顺序为BEDC。【方法指导方法指导】气体制取装置的选择与反应物状态气体
15、制取装置的选择与反应物状态和反应条件有关；气体收集装置的选择与气体的和反应条件有关；气体收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。发生装置包括加热和不加热密度和溶解性有关。发生装置包括加热和不加热两种，若用双氧水制氧气就不需要加热，若用高两种，若用双氧水制氧气就不需要加热，若用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热，而且用高锰锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热，而且用高锰酸钾制取氧气时需用到棉花团。实验室制取酸钾制取氧气时需用到棉花团。实验室制取CO2是在常温下用石灰石是在常温下用石灰石(或大理石或大理石)和稀盐酸反应生和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，因此不需要加热。成氯化钙、水和二氧化碳，因此不需
16、要加热。二氧化碳能溶于水，比空气的密度大，因此只能二氧化碳能溶于水，比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集。分液漏斗或注射器可通过用向上排空气法收集。分液漏斗或注射器可通过控制液体反应物的用量来控制反应速率，长颈漏控制液体反应物的用量来控制反应速率，长颈漏斗则不能。斗则不能。(14安阳模拟安阳模拟)根据如图所示，回答有关问题：根据如图所示，回答有关问题：(1)实实验验室室用用高高锰锰酸酸钾钾制制取取氧氧气气常常选选用用A装装置置，但但实实验验时时试试管管口口应应放放一一团团棉棉花花，其其目目的的是是什什么么？写写出反应的化学方程式。出反应的化学方程式。防止高锰酸钾粉末进入导气管进而堵塞导防
17、止高锰酸钾粉末进入导气管进而堵塞导管；管；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2。(2)实实验验室室常常选选用用B装装置置制制取取二二氧氧化化碳碳，而而小小军军却却选择了选择了C作为发生装置，试说明他选择作为发生装置，试说明他选择C的原因。的原因。能随时控制反应的发生和停止。能随时控制反应的发生和停止。(3)D是是干干燥燥装装置置，如如果果用用D装装置置干干燥燥二二氧氧化化碳碳气气体体，则则D中中的的液液体体是是_(填填写写试试剂剂名名称称)；如如果果用用E装装置置收收集集二二氧氧化化碳碳，则则气气体体应应从从端端进进入入_(填填“a”或或“b”)。浓硫酸浓硫酸a【解析解析】(1)用高锰酸钾
18、制取氧气的实验中，用高锰酸钾制取氧气的实验中，为防止高锰酸钾粉末进入导气管而堵塞导管，为防止高锰酸钾粉末进入导气管而堵塞导管，应在试管口放一团棉花；高锰酸钾在加热的应在试管口放一团棉花；高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。(2)采用多孔隔板的装置，与启普发生器的原采用多孔隔板的装置，与启普发生器的原理相同，可随时控制反应的发生和停止。理相同，可随时控制反应的发生和停止。(3)浓硫酸具有吸水性，常用来干燥中性或酸性浓硫酸具有吸水性，常用来干燥中性或酸性气体，二氧化碳密度比空气大，应从气体，二氧化碳密度比空气大，应从a端进入，端进入，采用了向上排空气法收集。采用了向上排空气法收集。