收集气体的方法:排水法和排空气法
气体的制备
排水法:(1)难溶或微溶于水,且与水不发生化学反应的气体,都可以用排水法收集。 (2)一般能用排水法收集的气体,应尽量用此法,因为排水法收集的气体纯度大,但含一定的水蒸气。
排气法:(1)不与空气发生反应,且密度与空气密度相差较大的气体,都可用排空气法收集,相对分子质量大于 29的气体用向上排空气法收集,相对分子质量小于29的气体用向下排空气法收集。 (2)排空气集气法的特点是操作简单,但所收集到的气体纯度不高。
注:A 用排水法收集气体时,导气管伸入集气瓶口即可,这样便于操作;用排空气法收集气体时,导气管伸入到集气瓶的底部,这样
可充分排净集气瓶中的空气。
B 集满气体的集气瓶,盖上毛玻璃片后,是正放在桌面上还是倒放在桌面上,取决于气体的密度,为了减少集气瓶内的气体向空
气中扩散,密度比空气小的气体,集满集气瓶后,盖上毛玻璃片,要倒置在桌面上;密度比空气大的气体,在正放在桌面上。 C 收集气体时验满的方法:(1)排水法:集气瓶里的水要装满,瓶口 处不能留有气泡,倒立在水槽里,到集气瓶中的水完全排
出为止。(2)排空气法:要把验满的工具放在靠近集气瓶口处,不能放在集气瓶内。
气体的干燥与除杂
气体的干燥剂:浓硫酸、固体氢氧化钠、硫酸铜固体、氯化钙固体
(1)选择干燥剂:选择干燥剂要根据气体和干燥剂的性质,干燥剂不能与被干燥的物质反应。
(2)选择干燥装置:由干燥剂的状态来决定。干燥时,装置要么是“长进短出”要么是“大口进、小口出”。 气体净化除杂原则:不减少被净化气体,不引进新的杂质。
除杂方法:酸性杂质用碱性试剂吸收,碱性杂质用酸性试剂吸收,或用能与杂质生成沉淀、可溶性物质的试剂。 除杂顺序:一般来说,除杂在前,干燥在后。
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氧气(O2)
氧气 (通常状况下) 化学性质及用途
无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大
医疗、潜水、航天、炼钢、炼铁、切割金属、焊接金属 (注:O2具有助燃性,但不具有可燃性,不能燃烧。) 1、氧气的检验:
在空气中,带火星的木条不复燃;在氧气中,带火星的木条复燃,剧烈燃烧。 2、 氧气的物理性质:
无色、无味的气体、密度比空气略大、不易溶于水、液态和固态氧均为淡蓝色。 3、氧气的化学性质:(化学性质活泼)
① 红磷与氧气反应: 4P + 5O2 点燃2P2O5
磷 氧气 五氧化二磷(白色固体)
现象:黄色火焰、大量白烟。
② 铁丝与氧气反应:3Fe + 2O2点燃Fe3O4
铁 氧气 四氧化三铁 (黑色固体) 现象:剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体。
③ 木炭与氧气反应:C + O2 点燃CO2 碳 氧气 二氧化碳 现象:在氧气中燃烧,发出白光;在空气中燃烧,发出红光。 1
④ 氢气与氧气反应:2H2 + O2 点燃2H2O 氧气的制取
五、氧气的制法:
1、氧气的工业制法:
分离液态空气法(利用沸点不同)——物理变化。
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2、高锰酸钾分解制氧气
(1)药品:高锰酸钾(紫黑色固体) ⑤ 实验结束后,要先撤导管后熄灭酒精(2)装置: 灯——防止水槽中的水倒
吸入试管中,使试管炸裂。
(5)操作过程:连接仪器→检查气密性→装 药品→组装仪器→加热→收集气体→ 从水槽
中撤出导管→熄灭酒精灯
(3)原理:
2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑ (6)用KMnO4制氧气时如何检查装置的气 高锰酸钾 锰酸钾 二氧化锰 氧气 密性........ (紫黑色固体) (黑色固体) ---------塞紧单孔塞,将导管伸入装有水的(4)注意事项: 烧杯中,用手握住大试管,如果导管 口
① 试管口略向下倾斜——防止冷凝水回处有气泡产生,松开手后,有一段水柱倒吸入流使试管炸裂。 导管内,则说明气密性良好。
② 试管口要塞棉花——防止高锰酸钾受(7)氧气可以用排水法收集,因为氧气不易热进入导管。 溶于水,且不与水反应。
③ 加热时要先均匀加热,后固定集中加(8)氧气可以用向上排空气法收集,因为氧气热。 密度比空气大。
④ 用排水法收集氧气时,有连续的气泡产生时才可以开始收集气
体,否则收集到的氧气不纯。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3、过氧化氢分解制氧气
① 药品:过氧化氢水溶液、二氧化锰(黑色固质都可以做催化剂 体) (3)过氧化氢溶液指的是过氧化氢和水的混② 原理:2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑ 合物。 过氧化氢 水 氧气 ③ 装置: ★ 注意: (1)二氧化锰是这个化学反应的催化剂; (2)催化剂不是只有二氧化锰一种,许多物
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4、氯酸钾制取氧气
2KClO3 MnO2 2KCl+3O2↑ 氯酸钾 氯化钾 氧气
(1)实验时注意的问题:
A、根据酒精灯和水槽的高度固定试管,使酒精灯的外焰正对着试管里有药品的部位。
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B、试管口应略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,到达管口冷却成水滴,再回流到管底, 使试管破裂。
C、铁夹应夹在离试管口1/3处,且不要夹得太生爆炸。 紧,以免夹破试管。药品应倾斜铺在试管底部, (2)实验室用排水法收集氧气时,导管口开始有气泡以增大药品 的受热面积,同时便于氧气逸出。 逸出时不能收集,因为开始从导管中逸出的气泡伸入试管内的导管,应只稍伸出橡皮塞即可,便 是容器中的空气,当气泡连续均匀地从导管口逸于气体排出。导管上 应有一段橡皮管,便于操 出时,此时可收集。由于氧气的密度大,为防止作,以免折断导管。 氧气逸散到空气中,收满氧气的集气瓶应盖上玻D、如果以高锰酸钾制氧气时,试管口应塞一团 璃片,正放在桌面上。
棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,如果 (3)催化剂:化学反应里能改变其他物质的化学反应用氯酸钾为 原料制氧气时,试管口不能塞棉花, 速率,而本身的质量和化学性质都没有变化的物这是因为棉花是易燃物,而氯酸钾又具有强氧化 质叫做催化剂。注意:催化剂可以加快和减慢反性,放氧速率快, 很容易着火燃烧,以至发 应速率,催化剂一定要纯净。
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氢气(H2)
氢气(通常状况下) 化学性质及用途
无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小,是最轻的气体。
① 可燃性: a.填充气、飞舰(密度比空气小) b.合成氨、制盐酸
c.气焊、气割(可燃性) 提炼金属(还原性)
② 还原性: 3H2 + Fe2O3 △ 2Fe + 3H2O
氢气的制取
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
步骤 :
向大试管中放入几粒锌,加入 5mL 稀硫酸,迅速盖紧单孔胶塞,将导管另一端深入水槽水面下,待气流平稳后用小试管收集产生的气体。将小试管用拇指堵住靠近火焰,检验生成气体的性质。把大试管中剩余液体导入蒸发皿中小心加热,使液体蒸发。冷却后观察蒸发皿中物质的色态。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(常用) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ (1)实验室制备氢气时,金属宜用粒,而不用镁条(太贵)、铁片(太慢);
(2)制取氢气选用的金属一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属,都可用来制取氢气。
(3)酸宜用稀硫酸,而不用盐酸(易挥发,产生杂质);浓硫酸和硝酸(具有强氧化性不能得到氢气) (4)氢气可以用向下排空气法和排水取气法收集,因为氢气密度比空气小。
气验纯的方法:收集一试管氢气,用拇指堵住管口,口朝下,移近火焰,移开拇指点火,若听到尖锐的爆鸣声,
表明氢气不纯,要再收集再检验,若听到噗声,表明氢气已纯。
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氢气还原氧化铜:H2+CuO=△=Cu+H2O
装置特点:试管口略向下倾斜;导气管通入试管底部,位于氧化铜上方;铁夹夹在离试管口1/3处;药品要
平铺在试管底部,用酒精灯的外焰加热。
实验步骤及操作要点:实验开始时先通氢气,再点燃酒精灯,目的是赶尽试管内的空气,防止氢气与空气混
合受热发生爆炸,实验完毕时先熄灭酒精灯,继续通氢气至试管冷却,目的是防止被还原出的铜再被空气中
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