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2021年中考化学专题复习 第17课时 常见气体的制取与净化专题
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这是一份2021年中考化学专题复习 第17课时 常见气体的制取与净化专题，文件包含17常见气体的制取与净化学生版doc、第17课时常见气体的制取与净化doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共16页， 欢迎下载使用。
第17课时 常见气体的制取与净化
eq \a\vs4\al(,,,)
1．初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
2．能根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作。
1．实验室制取气体的思路。
(1)研究__反应原理__。包括药品和反应条件等。
(2)设计装置。制取气体的装置分两部分：气体__发生__装置和气体__收集__装置。发生装置的选取根据反应__条件__和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定，如该气体的__密度__、在水中的溶解性、是否与空气或水反应等。
(3)气体的验证。
2．发生装置与收集装置的选择。
(1)发生装置的选择。
(2)常见“固液常温型”装置，装置如图A、B、C、D。同A装置相比，C装置具有__便于添加液体__药品、制取的气体量较多等优点；B装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的__发生和停止__；D装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。
A B C D
为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。
(3)气体的常见收集装置。
3.气体净化的几种方法。
(1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。常用吸收剂如下表：
(2)转化法：通过化学反应将杂质气体转化为所要得到的气体。如除去CO2中的CO，可将混合气体通过足量灼热的CuO。
4．气体的干燥。
气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体。
(1)常见的干燥剂。
(2)干燥装置的选择。
①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是“__长__进__短__出”，如下图A。
②除杂试剂为气体时，常选用干燥管(球形或U形)，气体一般是“__大__进__小__出”，如下图B、C。
A B C
装置连接顺序的确定：若用洗气装置除杂，一般__除杂__在前，__干燥__在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。
1．多功能瓶及应用。
2.装置的选取与连接。
实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：
eq \a\vs4\al(\x(发生装置)→) eq \x(净化装置)→eq \x(干燥装置)→eq \x(收集装置)→eq \x(吸收装置)
| | | | |
eq \a\vs4\al(\x(\a\al(由反应物,状态和反,应条件决,定)) ,) eq \x(\a\al(由气体及,杂质的性,质决定,)) eq \x(\a\al(根据气体,的性质选,择干燥剂)) eq \x(\a\al(由气体的,密度和溶,解性等决,定)) eq \x(\a\al(根据气体,的性质选,择吸收剂,))
图1
3．一些常见装置的检验方法。
(1)如图1所示，该装置的气密性检查主要是通过气体受热后体积膨胀，压强增大。具体方法为：__把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管__。如果观察到导管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。
图2
(2)如图2所示，此装置中的漏斗与大气相通，检查该装置气密性的具体方法为：从漏斗中加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中与锥形瓶中的液面差(即水柱高度)__保持不变__，说明该装置不漏气。
【例1】 (2018·青岛中考)某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用下图中的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用，除杂试剂均足量)。提示：CO＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2，H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O；无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。
(1)若检验气体中是否存在水蒸气，可将该气体通入装置__④__。
(2)将气体依次通过装置__①②__，可检验并除去该气体中的二氧化碳。
(3)若检验气体中是否存在一氧化碳，可将该气体依次通过装置__②⑤①__。
(4)将气体依次通过装置__④①②③⑤④①__，可一次性确定该气体的成分。
【点拨】 (1)无水硫酸铜遇到水会变成蓝色硫酸铜晶体，故可以用来检验水蒸气；
(2)检验二氧化碳用澄清石灰水，除去二氧化碳可以用氢氧化钠浓溶液；
(3)一氧化碳具有还原性，所以可以利用其还原氧化铜来检验一氧化碳是否存在；
(4)将气体通过④可以检验是否有水蒸气，通过①可以检验是否有二氧化碳，通过②可以除去二氧化碳，通过③干燥，防止对后面实验的影响，通过⑤发生氧化还原反应，再通过④可以检验氢气是否存在，再通过①可以检验一氧化碳是否存在。
1．已知氨气是极易溶于水、密度比空气小的气体。用试管收集氨气，可选用的装置是( D )
A B C D
2．实验室常用块状固体碳化钙与水反应制取乙炔(C2H2)，该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈，所选发生装置最合适的是( B )
A B
C D
3．(2019·攀枝花中考)关于下列装置使用的说法，不正确的是( C )
A．用甲装置制取氧气
B．用乙装置制取二氧化碳
C．用丙装置收集氢气
D．用丁装置收集氧气
4．(2019·达州中考)实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题：
(1)仪器a的名称是__酒精灯__。
(2)实验室用氯酸钾制取氧气时，选用的发生装置是__A__(填字母序号)。若改用右图装置收集氧气，则气体应从__b__端进(填“a”或“b”)。
(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体，反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__；将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊。为探究其原因，小组同学讨论后作出如下猜想：
【作出猜想】A.石灰水已经完全变质
B．气体中有挥发出来的HCl气体
【实验探究】小组同学设计了如下实验来验证。请你帮助完成实验，填写以下表格：
【查阅资料】碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
【拓展延伸】如果用上述原料制取一瓶干燥纯净的二氧化碳气体，所选仪器的连接顺序为B→__H→E__→C(填字母序号)。
5．(2017·上海天原杯预赛)不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是( A )
A B
C D
6．某兴趣小组计划对空气成分进行探究，以下是他们的实验设计方案：
eq \x(空气)→eq \x(除去二氧化碳和水蒸气)→eq \x(除去氧气)→eq \x(氮气)
(1)除去二氧化碳和水蒸气：图1中装置B的作用是__除去水蒸气__，装置A、B顺序能否颠倒__否__(填“能”或“否”)。
A B
图1
图2
(2)除去氧气：该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理，除去了(1)中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中(装置如图2)，使用汞的优点有__ABD__。
A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽
C．无法观察装置中气体体积的变化
D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积＋剩余气体体积＝原空气体积
(3)分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是__得到的气体中还含有稀有气体__。
(4)拓展与延伸：实验室如何制取氮气呢？
请阅读资料并回答下列问题：
资料：
1．重铬酸铵为橘黄色粉末，加热至180 ℃时可分解得到氮气；
2．氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。但在高温或点燃条件下可与某些物质反应，如：镁能够在氮气中燃烧。
A B C D
E F G
①仪器B的名称是__锥形瓶__。
②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，其发生装置应选择的仪器有__CDF__(填序号)，还必须补充的一种仪器是__酒精灯__。若用上述装置制氧气，反应的化学方程式为__2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑(2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑)__。
③根据已有知识，收集氮气只能用__排水__法，理由是__氮气的密度与空气的密度接近，且难溶于水__。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约1/5体积的氮气，该如何操作__向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中，当收集到约剩余1/5体积水时，停止收集，移出集气瓶，放在实验台上__。装置
反应物状态
反应条件
举例
固体
__加热__
实验室用高锰酸钾制氧气
固体＋液体
__(或常温)__
__不加热__
实验室制取二氧化碳气体、利用__过氧化氢溶液__制取氧气
收集装置
选择条件
__难__溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体
不与空气发生反应，密度比空气密度_大__的气体
不与空气发生反应，密度比空气密度__小__的气体
说明
①使用排水法收集的气体较纯净，但含有水蒸气。②用排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，收集的气体比较干燥，但纯度较低
吸收剂
吸收的气体杂质
水
可溶性的气体：HCl、NH3
灼热的铜网
O2
灼热的CuO
H2、CO
NaOH
CO2、HCl、H2O
浓硫酸
H2O
干燥剂
可干燥的气体
不可干燥的气体
名称或化学式
酸碱性
浓H2SO4
酸性
H2、N2、O2、CO2、
HCl、CH4、CO等
NH3
固体NaOH、生石灰、碱石灰(氢氧化钠和生石灰的混合物)
碱性
H2、N2、O2、CH4、CO、
NH3等
CO2、SO2、HCl
应用
图示
操作
收集气体
收集密度比空气大的气体(如：O2或CO2)，气体从__b__端进，空气从__a__端出。收集密度比空气小的气体(如：H2)，气体从__a__端进，空气从__b__端出
收集密度比空气大的气体时，左进右出(短进长出)；收集密度比空气小的气体时，右进左出(长进短出)
瓶中盛满水。气体从__b__端进，水从__a__端出
洗气、除杂质、干燥、检验气体
集气瓶内装有吸收杂质的液体，混合气从__a__端进，__b__端出(即__长__进__短__出)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡
___溶液变红___
猜想A不成立
②将生成的气体通入__AgNO3__溶液中
产生白色沉淀
气体中有HCl，猜想B成立
第17课时 常见气体的制取与净化
eq \a\vs4\al(,,,)
1．初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
2．能根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作。
1．实验室制取气体的思路。
(1)研究__反应原理__。包括药品和反应条件等。
(2)设计装置。制取气体的装置分两部分：气体__发生__装置和气体__收集__装置。发生装置的选取根据反应__条件__和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定，如该气体的__密度__、在水中的溶解性、是否与空气或水反应等。
(3)气体的验证。
2．发生装置与收集装置的选择。
(1)发生装置的选择。
(2)常见“固液常温型”装置，装置如图A、B、C、D。同A装置相比，C装置具有__便于添加液体__药品、制取的气体量较多等优点；B装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的__发生和停止__；D装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。
A B C D
为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。
(3)气体的常见收集装置。
3.气体净化的几种方法。
(1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。常用吸收剂如下表：
(2)转化法：通过化学反应将杂质气体转化为所要得到的气体。如除去CO2中的CO，可将混合气体通过足量灼热的CuO。
4．气体的干燥。
气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体。
(1)常见的干燥剂。
(2)干燥装置的选择。
①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是“__长__进__短__出”，如下图A。
②除杂试剂为气体时，常选用干燥管(球形或U形)，气体一般是“__大__进__小__出”，如下图B、C。
A B C
装置连接顺序的确定：若用洗气装置除杂，一般__除杂__在前，__干燥__在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。
1．多功能瓶及应用。
2.装置的选取与连接。
实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：
eq \a\vs4\al(\x(发生装置)→) eq \x(净化装置)→eq \x(干燥装置)→eq \x(收集装置)→eq \x(吸收装置)
| | | | |
eq \a\vs4\al(\x(\a\al(由反应物,状态和反,应条件决,定)) ,) eq \x(\a\al(由气体及,杂质的性,质决定,)) eq \x(\a\al(根据气体,的性质选,择干燥剂)) eq \x(\a\al(由气体的,密度和溶,解性等决,定)) eq \x(\a\al(根据气体,的性质选,择吸收剂,))
图1
3．一些常见装置的检验方法。
(1)如图1所示，该装置的气密性检查主要是通过气体受热后体积膨胀，压强增大。具体方法为：__把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管__。如果观察到导管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。
图2
(2)如图2所示，此装置中的漏斗与大气相通，检查该装置气密性的具体方法为：从漏斗中加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中与锥形瓶中的液面差(即水柱高度)__保持不变__，说明该装置不漏气。
【例1】 (2018·青岛中考)某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用下图中的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用，除杂试剂均足量)。提示：CO＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2，H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O；无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。
(1)若检验气体中是否存在水蒸气，可将该气体通入装置__④__。
(2)将气体依次通过装置__①②__，可检验并除去该气体中的二氧化碳。
(3)若检验气体中是否存在一氧化碳，可将该气体依次通过装置__②⑤①__。
(4)将气体依次通过装置__④①②③⑤④①__，可一次性确定该气体的成分。
【点拨】 (1)无水硫酸铜遇到水会变成蓝色硫酸铜晶体，故可以用来检验水蒸气；
(2)检验二氧化碳用澄清石灰水，除去二氧化碳可以用氢氧化钠浓溶液；
(3)一氧化碳具有还原性，所以可以利用其还原氧化铜来检验一氧化碳是否存在；
(4)将气体通过④可以检验是否有水蒸气，通过①可以检验是否有二氧化碳，通过②可以除去二氧化碳，通过③干燥，防止对后面实验的影响，通过⑤发生氧化还原反应，再通过④可以检验氢气是否存在，再通过①可以检验一氧化碳是否存在。
1．已知氨气是极易溶于水、密度比空气小的气体。用试管收集氨气，可选用的装置是( D )
A B C D
2．实验室常用块状固体碳化钙与水反应制取乙炔(C2H2)，该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈，所选发生装置最合适的是( B )
A B
C D
3．(2019·攀枝花中考)关于下列装置使用的说法，不正确的是( C )
A．用甲装置制取氧气
B．用乙装置制取二氧化碳
C．用丙装置收集氢气
D．用丁装置收集氧气
4．(2019·达州中考)实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题：
(1)仪器a的名称是__酒精灯__。
(2)实验室用氯酸钾制取氧气时，选用的发生装置是__A__(填字母序号)。若改用右图装置收集氧气，则气体应从__b__端进(填“a”或“b”)。
(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体，反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__；将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊。为探究其原因，小组同学讨论后作出如下猜想：
【作出猜想】A.石灰水已经完全变质
B．气体中有挥发出来的HCl气体
【实验探究】小组同学设计了如下实验来验证。请你帮助完成实验，填写以下表格：
【查阅资料】碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
【拓展延伸】如果用上述原料制取一瓶干燥纯净的二氧化碳气体，所选仪器的连接顺序为B→__H→E__→C(填字母序号)。
5．(2017·上海天原杯预赛)不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是( A )
A B
C D
6．某兴趣小组计划对空气成分进行探究，以下是他们的实验设计方案：
eq \x(空气)→eq \x(除去二氧化碳和水蒸气)→eq \x(除去氧气)→eq \x(氮气)
(1)除去二氧化碳和水蒸气：图1中装置B的作用是__除去水蒸气__，装置A、B顺序能否颠倒__否__(填“能”或“否”)。
A B
图1
图2
(2)除去氧气：该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理，除去了(1)中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中(装置如图2)，使用汞的优点有__ABD__。
A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽
C．无法观察装置中气体体积的变化
D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积＋剩余气体体积＝原空气体积
(3)分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是__得到的气体中还含有稀有气体__。
(4)拓展与延伸：实验室如何制取氮气呢？
请阅读资料并回答下列问题：
资料：
1．重铬酸铵为橘黄色粉末，加热至180 ℃时可分解得到氮气；
2．氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。但在高温或点燃条件下可与某些物质反应，如：镁能够在氮气中燃烧。
A B C D
E F G
①仪器B的名称是__锥形瓶__。
②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，其发生装置应选择的仪器有__CDF__(填序号)，还必须补充的一种仪器是__酒精灯__。若用上述装置制氧气，反应的化学方程式为__2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑(2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑)__。
③根据已有知识，收集氮气只能用__排水__法，理由是__氮气的密度与空气的密度接近，且难溶于水__。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约1/5体积的氮气，该如何操作__向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中，当收集到约剩余1/5体积水时，停止收集，移出集气瓶，放在实验台上__。装置
反应物状态
反应条件
举例
固体
__加热__
实验室用高锰酸钾制氧气
固体＋液体
__(或常温)__
__不加热__
实验室制取二氧化碳气体、利用__过氧化氢溶液__制取氧气
收集装置
选择条件
__难__溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体
不与空气发生反应，密度比空气密度_大__的气体
不与空气发生反应，密度比空气密度__小__的气体
说明
①使用排水法收集的气体较纯净，但含有水蒸气。②用排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，收集的气体比较干燥，但纯度较低
吸收剂
吸收的气体杂质
水
可溶性的气体：HCl、NH3
灼热的铜网
O2
灼热的CuO
H2、CO
NaOH
CO2、HCl、H2O
浓硫酸
H2O
干燥剂
可干燥的气体
不可干燥的气体
名称或化学式
酸碱性
浓H2SO4
酸性
H2、N2、O2、CO2、
HCl、CH4、CO等
NH3
固体NaOH、生石灰、碱石灰(氢氧化钠和生石灰的混合物)
碱性
H2、N2、O2、CH4、CO、
NH3等
CO2、SO2、HCl
应用
图示
操作
收集气体
收集密度比空气大的气体(如：O2或CO2)，气体从__b__端进，空气从__a__端出。收集密度比空气小的气体(如：H2)，气体从__a__端进，空气从__b__端出
收集密度比空气大的气体时，左进右出(短进长出)；收集密度比空气小的气体时，右进左出(长进短出)
瓶中盛满水。气体从__b__端进，水从__a__端出
洗气、除杂质、干燥、检验气体
集气瓶内装有吸收杂质的液体，混合气从__a__端进，__b__端出(即__长__进__短__出)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡
___溶液变红___
猜想A不成立
②将生成的气体通入__AgNO3__溶液中
产生白色沉淀
气体中有HCl，猜想B成立
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