专题五气体的制备专 题 解 读 气体的制备是甘肃省每年必考知识点，也是初中化学重要的知识点。我们需要通过学习制取氧气和二氧化碳后，了解制取气体的一般思路，学会选择气体的制备装置和收集装置，从而能够制取其他气体。一、常见气体的制取一、常见气体的制取1 1反应原理反应原理(1)实验室制取氧气高锰酸钾制氧气：2KMnO4= K2MnO4 MnO2O2氯酸钾制氧气：_过氧化氢制氧气：2H2O2= 2H2OO2MnO22KClO3=2KCl3O2MnO2类 型 精 讲(2)实验室制取二氧化碳 大理石与稀盐酸：CaCO32HCl= CaCl2H2OCO2 (3)实验室制取氢气 锌与稀硫酸：ZnH2SO4 = ZnSO4H22 2气体的发生装置气体的发生装置 (1)选择气体的发生装置时要考虑反应物的状态和反应条件。装置类型固固加热型固液常温型反应物的状态固体固体和液体反应条件加热常温装置图 注意事项(1)试管口略向_倾斜；(2)用高锰酸钾制氧气时试管口需塞一团棉花；(3)导管稍露出橡胶塞即可；(4)铁夹夹在试管_长颈漏斗下端 _起到液封的作用下中上部伸入液面以下(2)常见固液不加热发生装置对比装置图 装置特点安装简单 便于添加液体 可控制反应 速率_适用范围用于制取 少量气体 用于平稳反 应并制取较 多气体 用于剧烈反 应并制取较 多气体 用于平稳反 应并持续时 间较长的制 取气体ADBC可随时控制反应的发生和停止结论：实验室用过氧化氢溶液制取氧气，最佳装置应选择装置C，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，最佳装置应选择装置B，便于添加稀盐酸；实验室制取氢气，最佳装置应选择装置D，因为可以随时控制反应的发生与停止。 3 3收集装置的选择收集装置的选择选择气体收集装置时需要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。收集方法 排空气法 排水法向下排空气法向上排空气法装置图 气体性质密度比空气小密度比空气大 微溶于水或难 溶于水典型气体 H2、NH3、CH4等 O2、CO2 等 H2、O2、NO、CO、CH4等注意事项导管伸到集气瓶底部，防止收集到的气体不纯(1)最佳收集时间：导管口气泡连续、均匀冒出时；(2)导管口伸到集气瓶瓶口即可 优缺点优点：气体干燥缺点：气体纯度较差优点：气体纯净缺点：气体较潮湿4.4.气体的检验与验满气体的检验与验满气体检验验满氧气 将带火星的木条_, 若木条复燃，则 该气体为氧气 将带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满二氧化碳 将气体通入澄清 石灰水中，若_ _，则该气体为二氧化碳 在集气瓶口放一根燃着的木条，若木条熄灭，证明气体已收集满伸入集气瓶内石灰水变浑浊澄清二、气体的净化、干燥和尾气处理二、气体的净化、干燥和尾气处理1 1气体的净化气体的净化(气体净化的原则：只能与气体中的杂质反应，不能与被净化物质反应，不能引入新杂质) 除CO2可用NaOH溶液 除HCl气体根据原有气体选择性的用NaOH溶液、Na2CO3溶液或NaHCO3溶液 除H2先通过灼热的CuO将其转化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收除CO先通过灼热的CuO将其转化为CO2，再用NaOH溶液吸收 除O2可用灼热的铜网 2.2.气体的干燥气体的干燥(1)干燥装置(2)常见的三种气体干燥剂(干燥剂只能吸收水分，不能与被干燥的气体反应)浓硫酸(酸性) 可干燥O2、H2、CO、HCl等气体，不能干燥NH3等碱性气体碱石灰(碱性) 可干燥O2、H2、CO、NH3等气体，不能干燥CO2、HCl等酸性气体无水氯化钙(中性)可干燥O2、H2、CO、HCl等气体3.3.尾气处理尾气处理(1)常用装置(2)常用方法a燃烧法：对于可燃性气体可采用此种方法，使其通过燃烧转化为无害的物质，如_。COb吸收法：将气体通入水中，这种方法适用于在水中溶解度较大的气体，如HCl和NH3。这种方法的操作必须注意防止因气体溶解太快而出现倒吸现象。将酸性气体通入到碱液中，碱性气体通入到酸液中，使这些气体与溶液反应生成盐溶液。如CO2、SO2等酸性气体，其尾气就可以通入到氢氧化钠溶液中。c收集法：此种方法是在导管出口套一个气球，收集未反应完全或反应生成的气体。常适用于有毒气体的收集。三、实验室制取气体的方法与技巧三、实验室制取气体的方法与技巧 1 1气体的除杂顺序气体的除杂顺序 实验室制取的气体中一般含有水蒸气和某些杂质气体，若要得到纯净、干燥的气体就需要除杂和干燥，连接装置时，一般本着“先除杂后干燥”的原则。如实验室用大理石和稀盐酸制取的二氧化碳中通常含有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的二氧化碳，要先通过盛饱和碳酸氢钠溶液的试剂瓶(NaHCO3不能与CO2反应，能与HCl反应生成CO2)，再通过盛浓硫酸的试剂瓶(如下图)。2 2多功能瓶的使用方法多功能瓶的使用方法 (1)瓶子正放时作气体的收集装置a当收集的气体密度大于空气时，气体应当从a口进入瓶中，此时相当于向上排空气法。 b当收集的气体密度小于空气时，气体应当从b口进入瓶中，此时相当于向下排空气法。c也可以用作排水集气法，先给瓶中装满水，把气体从b口通入，水从a端排出。(2)瓶子倒放时作气体的收集装置a当收集的气体密度大于空气时，气体应当从b口进入瓶中，此时相当于向上排空气法。b当收集的气体密度小于空气时，气体应当从a口进入瓶中，此时相当于向下排空气法。(3)作洗气装置和其他干燥装置时，气体从长导管通入，即“长进短出”。 a作洗气装置：首先要先在瓶中装入适量的药品，没过长导管，比如要吸收CO2、SO2等酸性气体可以使用NaOH等碱溶液；要吸收NH3等碱性气体，可以使用浓硫酸等酸溶液。 b作气体干燥装置：干燥O2，H2，CO2，HCl等气体，瓶中装浓硫酸，气体从长导管通入，水分即被吸收。例例1 12016兰州，33根据如图装置，结合所学化学知识回答问题。【导学号 95444136】(1)标号仪器的名称是_。(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式是_，二氧化锰是_，若选用酒精灯2H2O2= 2H2OO2MnO2例1题图催化剂F装置收集氧气，气体应该从_(填“a”或“b”)口进入。(3)实验室选择装置B和C制取二氧化碳，反应的化学方程式是_，验满的方法是_，若将收集的气体通入紫色石蕊溶液中，产生的现象是_。CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2a将一根燃着的木条平放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明气体已收集满紫色石蕊溶液变成红色(4)兰州市近年逐步采用天然气取暖。天然气的主要成分是甲烷，楠楠同学通过查阅资料，知道实验室可用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷。通常情况下甲烷的密度比空气小，难溶于水。实验室制取甲烷选择的发生装置是_(填字母)，欲收集干燥的甲烷气体可选用_装置(从AE中选择)；甲烷的使用，有效地改善了空气质量，其完全燃烧的化学方程式_。 ADCH42O2=2H2OCO2点燃例例2 22016甘肃，15下列图示装置常用于实验室制取气体。请根据下图回答有关问题。例2题图(1)写出编号所指仪器的名称：_，_。试管锥形瓶(2)C装置中有一处明显的错误，请加以改正_。(3)用改正后的装置继续进行实验。现用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为_，发生装置应选择_(填代号)，收集装置可选择_(从DF中选择，下同)。(4)欲制取CO2，B装置相对于C装置的优点是_。收集CO2应选择_装置，验满的方法是_。欲干燥CO2，应将气体通过G装置，G中应加入的药品是_。 长颈漏斗的末端应伸入液面以下AD或E 能够随时控制反应的进行或停止D将一根燃着的木条放在集气瓶瓶口若木条熄灭，证明二氧化碳已集满2KMnO4 =K2MnO4MnO2O2浓硫酸【解析】(3)实验室用高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；应该用A装置作为发生装置；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法或排水法收集。(4)与C装置相比，B装置的优点是能够随时使反应进行或停止；二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水，所以用向上排空气法来收集；验满时可将一根燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满；浓硫酸具有吸水性，若干燥二氧化碳，则装置G中应加入浓硫酸。