初中常见气体的制取
专题目标:通过对相关内容的巩固复习,使学生掌握初中化学常见气体的制取方法及相关内容。
【知识总结】
一、实验原理的确定
确定实验原理:1.反应应容易控制;2.反应条件温和(能不高温就不高温,高温条件不易满足,并且较危险);3.成本低。
例如二氧化碳实验原理的确定
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ 反应速度太快,不容易控制
CaCO3+2HCl(浓)==CaCl2+H2O+CO2↑浓盐酸易挥发,生成的气体中容易混有氯化氢
CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑反应生成的CaSO4微溶,附着在CaCO3表面,阻止了反应的进一步发生 现象:反应一段时间以后,反应停止,不再有汽泡 高温
CaCO3====CaO+CO2↑ 反应条件不容易满足
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 反应条件温和,容易控制,故选择该种方法 二、 气体发生装置确定
确定发生装置依据:1.反应物状态;2.反应条件(是否需要加热) 反应不需要加热时可用下图装置:
例如:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 上图装置可控制反应的发生 MnO2
2H2O2====2H2O+O2↑
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
注意:固液反应不加热、液液反应不加热适用该装置,当固液反应、液液反应需要加热时只需要再添加酒精灯即可。
当反应需要加热,并且是固固反应时可用下图装置: MnO2
2KClO3====2KCl+3O2↑ △
2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑
注意!使用该装置时试管口一定要向下倾斜,原因是防止加热过程中产生的冷凝水倒流引起试管底炸裂。 三、 气体收集装置确定
气体收集方法确定的依据:密度:密度比空气大 向上排空气法 E 密度比空气小 向下排空气法 D
溶解性:不易溶于水不与水反应 排水法 C
试确定氢气二氧化碳氧气分别能用什么方法收集?
引申:1.已知收集方法推测气体性质:一种气体只能用向上排空气法,由此可以得出该气体有什么样的性质
2.上述三种气体收集方法均可采用下图装置
向上排空气法:长管进短管出 向下排空气法:长管出短管进
排水法:集气瓶事先装满水,长管进短管出 除此以外,该装置还常常用于洗气 四、 初中常见几种气体制取实验原理 氧气
MnO2
2H2O2====2H2O+O2↑ MnO2
2KClO3====2KCl+3O2↑ △
2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑
二氧化碳
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 五、 一般实验步骤及气体的净化
实验室制取气体的一般顺序是:连接装置→检查气密性→装药品(先固体,后液体)→反应→收集气体(应等到装置中空气排净后再收集)。
气体的净化原则:净化时所需气体不能参加化学反应或因溶解而损失,也不能引入新的杂质。净化的顺序一般是除杂在前,干燥在后,干燥后的气体不能再通过水溶液。
【题型体系】
一、气体制备及性质验证
这部分内容综合性强,要求学生掌握常见气体的制务原理以及性质。 中考考察热点
1. 氧气和二氧化碳的实验室制法律以及操作过程 2. 实验装置以及药品的选择,并分析选择错误的后果
3. 通过归纳总结氧气和二氧化碳的制取方法推测制取某种未知气体。 典型例题及练习
通过一年的化学学习,相信你已掌握了实验室制取气体的有关规律,请你结合下列装置完成下列问题:
(1)请写出在装置B中放入氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气的化学方程式。
(2)已知过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。如果在实验室中用A作气体发生装置,用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气,所选装置的正确连接顺序是(填写管口字母)______________。若只改变A装置中的药品,仍采用已连接的整套装置,还可以用来制取的气体是__________________。
(3)通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比,可总结出选择气体发生装置应考虑的因素有哪些?_______________
(4)装置A和C都可以作为实验室制取氢气的发生装置,A和C相比,具有哪些优点?(答出一条即可)________________________________
1.在实验室中,利用右图装置可以制取并收集多种气体(必要时可以加热)。
(1)李明同学想利用该装置制取干燥的O2,应对装置作何改进? 。a中发生反应的化学方程式为 ; b中盛放的试剂是 。
(2)李明同学还想利用上述实验装置制取H2和CO2,请你对他的方案给予评价: b中盛放的试评 价(回答是否可行;若不可行,说出制取的a中盛放的试剂 气体 理由) 剂 H2 CO2 Zn、稀H2SO4 大理石、稀盐酸 浓H2SO4 浓H2SO4 2.化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题:
(1)下面四种途径都可以得到氧气:
任意写出其中的两个反应方程式
、
(2)化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。从实现原料和反应过程的绿色化考虑,你认为在中学化学实验室中,上述几种制取氧气的途径中
用 (填物质名称)更体现化学实验的绿色化追求。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是 (填字母代号)。用排水收集氧气完毕后,停止加热时的操作顺序是先 ,然后 , 以防止水倒吸进入热的试管中,造成试管破裂。
(4)实验室制取二氧化碳时,可选用的发生装置是 (填字母代号)。收集二氧化碳通 常用C装置,而不选用D或E装置,试从二氧化碳性质的角度来分析其原因 。
二、设计实验
着重考察学生对实验原理的理解以及实验的基本操作,这是近年考试的热点。 典型例题及练习
某校化学兴趣小组的同学在阅读资料时发现,18世纪末,法国科学家拉瓦锡曾经做了这样—个实验:让水蒸气通过一根烧红的枪管,生成了一种气体。同学们对这个实验很感兴趣:难道红热的铁能与水蒸气反应?生成的气体又是什么?带着这些疑问,他们设计了如右图所示的装置进行探究。
(1)已知试管内湿棉花不参加化学反应,它的作用是 ;
(2)若干燥从a导管出来的气体,应从 (选填“b”或“c”)端管口通入;
(3)对化学变化过程中生成的气体同学们有以下猜想:
猜想一:生成的气体可能是氢气 猜想二:生成的气体可能是 。
(4)请你对猜想二进行探究: 操作方法 现象 结论
某化学兴趣小组通过查阅资料得知:固体草酸 (H2C2O4·2H2O)受热可分解,其化学方程式: H2C2O4·2H2O ?CO↑+CO2↑+3H2O
该课题小组的同学在实验室分别进行了如下实验,请回答下列问题: (1)制取CO气体的发生装置应选用______; (2)若用C装置收集CO,则进气口应为____;
A c
(3)若要验证固体草酸 (H2C2O4·2H2O)受热的分解产物为CO、CO2、H2O,则仪器连接的顺序为_____________________
浓硫酸
A B C D E
(提示:无水CuSO4遇到水会变成蓝色,NaOH可以吸收CO2且吸收量大于澄清石灰水,生成可溶的Na2CO3,溶液为无色)
(4)某同学设计用草酸制取并收集CO的实验,装置如下图,请你评价他的方案。
强化训练
1.下列关于“用高锰酸钾受热分解制取氧气”与“用分离液态空气法制取氧气”的说法中正确的是( )
A.从变化的本质看:前者是化学变化,后者是物理变化 B.从消耗的能源看:前者要消耗能量,后者不消耗能量 C.从成本看:制备等量氧气,前者成本低,后者成本高 D.从经济效益看:前者效益高,后者效益低
2.实验室用高锰酸钾制取氧气,不必使用的用品是( )
A.小棉球 B.试管 C.药匙 D.玻璃棒
3.高温下分解下列物质,理论上不可能产生氧气的是( )
A.高锰酸钾(KMnO4) B.氯化钾(KCl)
C.氧化汞(HgO) D.氯酸钾(KClO3)
4.以下实验室用高锰酸钾制取氧气的操作中,不正确的是( )
①试管口略向下倾斜 ②用排水法收集氧气
③铁夹夹持在试管的中上部
④收集完毕,先停止加热再将导管移出水面 A.④ B.②④ C.①③ D.①②
5.用图所示的实验装置制取二氧化碳一般有以下几个步骤,其正确的操作顺序是( )
①向长颈漏斗中注入稀盐酸 ②向容器中放入几小块石灰石 ③按要求装好仪器
④检查装置的气密性 ⑤收集气体
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤ C.③④②①⑤ D.③④①②⑤
6.要除去热水瓶内壁附着的水垢,最好的方法是( )
A.用沙子擦洗 B.用“钢丝球”擦洗
C.加热使之剥落 D.加少量稀盐酸使之溶解
7.下列各组气体中,可用同一种方法收集,且该方法是组内每种气体的最佳收集方法,这样的一组是( )
A.H2、O2、CO2 B.H2、CO2、CO C.CH4、O2、CO2 D.H2、CH4、CO