
提示:湖南中考中常見氣體的制備常結合儀器的識別進行考查。一、制取氣體的方案選擇原則1. 可行性:所選原料能夠制得需要的氣體;2. 經(jīng)濟性:原料一般要廉價易得;3. 反應條件適宜且易于控制;4. 反應速率適中,不能太快或太慢,便于實驗和收集;5. 生成的氣體要盡量純凈;6. 操作簡單易行,安全可靠,節(jié)能環(huán)保。
二、常見氣體的制備1. 常見氣體的發(fā)生裝置選擇依據(jù):根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇合適的裝置。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
【裝置拓展】制取氣體最佳裝置的選擇
2. 常見氣體的收集裝置選擇依據(jù):根據(jù)氣體的密度和溶解性。
收集的氣體不純
4. 多功能瓶(萬能瓶)的使用方法
三、氣體的凈化與干燥1. 氣體的凈化 將不純氣體中的雜質氣體除去從而得到較純凈的氣體的過程即氣體的凈化。若選用的試劑是液體,這個過程叫做氣體的洗滌。常見氣體的吸收劑如下表:
2. 氣體的干燥 用干燥劑除去氣體中混有的水蒸氣的過程稱為氣體的干燥。 選用干燥劑應根據(jù)氣體的性質和干燥劑的性質確定,其原則是干燥劑只能吸收氣體的水分,而不能與氣體發(fā)生反應。常見氣體的干燥劑的選擇見下表:
注:堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉。
四、尾氣處理1.常見裝置
2.常用方法 (1)點燃尾氣:對可燃性污染氣體,點燃轉化成物污染氣體(如CO) (2)溶液吸收:酸性氣體通入堿性溶液中,堿性氣體通入酸性溶液中,使氣體與溶液反應生成不具有揮發(fā)性的鹽類(如CO2、SO2通入NaOH溶液) (3)尾氣回收:裝置末端接一個氣球或其他容器,用以集中處理污染氣體或再利用。
例1 (2016重慶A)甲、乙兩同學在實驗室制取CO2和O2時,無論選擇什么藥品,他們都能選用的裝置是( )
【解析】實驗室制取二氧化碳應選擇固液常溫型發(fā)生裝置A,二氧化碳密度比空氣大,可選擇向上排空氣法收集,收集裝置為C;實驗室用氯酸鉀和二氧化錳的混合物(或高錳酸鉀)制取氧氣應選擇固固加熱型發(fā)生裝置B,用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物制取氧氣應選擇固液常溫型發(fā)生裝置A,氧氣密度比空氣略大,可選擇向上排空氣法收集,收集裝置為C;根據(jù)以上內容分析題干信息,可知都能選用的裝置是C。
例2 (2013婁底)通過一年的化學學習,相信你已掌握了實驗室制取氣體的有關知識。請結合圖示回答下列問題。
(1)請寫出圖中標號a、b儀器的名稱: a________; b________。
(2)實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣,發(fā)生反應的化學方程式為____________________,選用的發(fā)生裝置是__(填裝置序號,下同),收集裝置是________。(3)F裝置可用來測量生成的CO2氣體的體積,在水面上放一層植物油的目的是_______________________________,植物油上方原有的空氣對實驗的結果_____ (填“有”或“沒有”)明顯影響。
H2O2 2H2O+O2↑
防止CO2溶于水,與水反應,減少誤差
例3 (2015郴州)如圖是實驗室制取和收集氣體的部分裝置圖。
(1)寫出裝置圖中標號儀器的名稱:①_______;②_______。(2)用高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置為____(填裝置字母),該反應的化學方程式為_________________________________。(3)實驗室制取二氧化碳,若要收集到純凈干燥的二氧化碳氣體,可通過F、G裝置除去雜質,則接口順序為a連(____)(____)連(____)(____)連b(填小寫字母)。
【解析】(1)由題中儀器圖可知,①是錐形瓶,②是集氣瓶。(2)實驗室利用高錳酸鉀制取氧氣的反應物是固體,反應條件是加熱,所以發(fā)生裝置為A,高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,反應的化學方程式為2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)實驗室制取的二氧化碳中混有氯化氫氣體和水蒸氣,濃硫酸有吸水性可以除去水蒸氣,飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收氯化氫并放出二氧化碳,洗氣時應是長進短出,由此可知接口順序:a連e,f連c,d連b。
1 . (2016來賓)以下均為實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置圖,其中能控制反應隨時發(fā)生或停止的裝置是( )
【解析】A中夾住彈簧夾,反應產生的氣體不能順利排出,試管內的壓強增大,將液體壓入長頸漏斗中,液面低于多孔塑料片,反應停止;打開彈簧夾,試管內的氣體逸出,試管內的壓強變小,長頸漏斗中的液體進入試管,液面高于多孔塑料片,反應又開始,該裝置可控制反應的發(fā)生與停止,符合題意;B中反應一旦開始就無法停止,直至藥品被消耗完,不符合題意;C中分液漏斗可以控制液體的滴加速度,從而控制產生氣體的速率,但無法控制反應的發(fā)生與停止,不符合題意;D與B類似,加入藥品后,一旦發(fā)生反應就無法停止,直到藥品被消耗完,不符合題意。
2. (2016湘潭)如圖1是實驗室常用的氣體發(fā)生裝置和收集裝置,請回答下列問題:
(1)寫出圖中有標號儀器的名稱:a______;b________。(2)用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣時,可選用的發(fā)生裝置是__ (填字母序號),若選用D裝置收集氧氣,驗滿的方
法是:將____________伸到集氣瓶口,觀察現(xiàn)象。用該方法制取氧氣的化學方程式為__________________________________。(3)若用C裝置收集氧氣,操作的正確順序為___(用字母序號填)。a. 將導管伸入集氣瓶口,氣體進入瓶中b. 將裝滿水的集氣瓶倒置在水槽中c. 當氣體收集滿時,用毛玻璃片蓋住瓶口,將集氣瓶移出水面正放在桌面上
2KMnO4 K2MnO4+MnO2
(4)某同學設計的實驗裝置(如圖2),既可用于制取氣體,又可用于探究物質的性質。
①當打開K1、關閉K2時,利用Ⅰ、Ⅱ裝置可進行的實驗是____(填字母序號)。A.過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取并收集氧氣B. 鋅與稀硫酸反應制取并收集氫氣②當打開K2、關閉K1,利用Ⅰ、Ⅲ裝置可以制得并檢驗二氧化碳,裝置Ⅲ中應加入的試劑為__________。
【解析】(2)用高錳酸鉀制氧氣的原理是高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,反應物是固體,反應需加熱,所以發(fā)生裝置應該選擇A;氧氣是無色無味的氣體,用D裝置收集時,驗滿的方法是將帶火星的木條置于集氣瓶瓶口,如果帶火星的木條復燃,說明氧氣已收集滿。(3)用排水法收集氧氣時,應該先把集氣瓶充滿水,蓋好玻璃片倒置在盛水的水槽中,等氣泡連續(xù)均勻冒出時,將導管伸入集氣瓶口收集氣體,當瓶口有較大氣泡冒出時,將導管移出,在水中蓋好玻璃片,將集氣瓶和玻璃片一起取出,正放在桌面上。(4)①打開K1、關閉K2時,發(fā)生裝置適用于
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