中考化学实验室气体制备(探究实验室里气体的制取和收集以及净化)
实验:探究实验室里制取二氧化碳的装置
化学实验专题:气体的制取和收集以及净化
命题要点:
1.发生装置及原理
(1)固固加热型
选择依据:反应物为固体,反应条件为加热。
例如:
(2)固液(或液液)常温型
选择依据:反应物为固体和液体或液体和液体,不需要加热。
D装置控制反应停止的原理:当用弹簧夹夹紧橡胶管时,产生的气体使装置内的压强增大,液体被压回到长颈漏斗中,与固体反应物分离,反应即停止。
例如:
2. 收集装置
(1)排空气法:操作简单,收集的气体干燥但纯度不高。
(2)排水法:收集的气体纯度高,但不干燥(含有一定量的水蒸气)
3. 气体的检验与验满
(1)气体的检验
氧气:将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则证明气体为O2
二氧化碳:将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明气体为CO2
氨气:将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶瓶口,试纸变蓝
水蒸气:通过白色的无水硫酸铜,无水硫酸铜变蓝
氢气:将燃着的木条放在集气瓶内,气体燃烧并产生淡蓝色火焰
(2)气体的验满
氧气:将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若木条复燃,则证明O2已收集满
二氧化碳:将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条立即熄灭,则证明CO2已收集满
4.气体的净化及仪器连接
(1)常用装置
(2)常见其他的吸收试剂和方法
气体 常用试剂或方法
O2 通过灼热的铜网
CO2 通入NaOH溶液
HCl 通入饱和NaHCO3溶液
H2 先通过灼热的CuO将其转化为水,再用浓硫酸或碱石灰将水吸收
CO 先通过灼热的CuO将其转化为CO2,再用NaOH溶液将CO2吸收
(3)气体的干燥(即除去水蒸气)
干燥剂 可干燥的气体
浓H2SO4 酸性或中性气体:CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO、N2、CH4等
生石灰、碱石灰、NaOH固体 碱性或中性气体:NH3、H2、O2、CO、N2、CH4等
(4)气体除杂和干燥的先后顺序
①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。因为从除杂溶液中出来的气体会混有水蒸气,干燥在后可将水蒸气完全除去;如CO2气体中HCl、H2O的除杂
a. 饱和NaHCO3溶液的作用:除去CO2中混有的HCl;
b. AgNO3溶液的作用:检验HCl是否除尽;
c. 浓H2SO4的作用:除去H2O。
②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。如混合气体中CO2、CO、H2和H2O的检验及除杂
各装置中的作用及现象:
针对训练:
1.在实验室中,可选择如图装置制取气体。
(1)用A、C装置制取氧气,写出一个反应的化学方程式;停止加热时,应如何操作?
操作:先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。
(2)确定B作为气体发生装置应满足的条件是什么?
反应物是块状固体和液体,反应条件为常温
2.下图是初中化学实验室制取气体的一种简易装置,请回答以下问题:
(1)实验室用高锰酸钾制氧气能否选用该装置?
(2)若用该装置来制取CO2,应选用的药品有哪些?请写出有关反应的化学方程式。
大理石(或石灰石)和稀盐酸。 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(3)若要制取H2,该装置应如何调整?写出制取H2的化学方程式。
应将集气瓶口调整为向下的方式收集氢气; Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑
3.氨气是一种极易溶于水的气体,密度比空气小。我们可通过多种方法制得氨气,其反应原理通常为:
①2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固) CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②CaO(固)+NH3•H2O=== Ca(OH)2+NH3↑。
可能用到的实验仪器和装置如图:
(1)若选用反应①来制取氨气,其发生装置应选择____(填序号),该装置还可用于制取中学学过的一种常见气体,写出该反应的化学方程式。
(2)若选用反应②来制取氨气,其发生装置还可用于制取中学学过的一种常见气体,请写出制取该气体反应的化学方程式。
(3)若选用C装置收集氨气,则气体应从________(填“a”或“b”)端进入。
4.某化学兴趣小组用下图装置制取气体。
(1)写出仪器a的名称。
(2)用AE装置制取氧气,写出反应的化学方程式。
(3)实验室用BC装置制取二氧化碳时,若用铁丝网代替铜网,会有什么后果?
制得的二氧化碳中混有氢气
5. 下图是实验室制取气体的常用装置。
(1)写出用装置A制取氧气的化学方程式。
(2)B和C都能制取CO2,相比较B,C的优点有哪些?(写出一点即可)
能随时控制反应的发生和停止
(3)若用装满水的D装置收集一瓶O2,气体从b进,请把装置D补画完整(只画导气管)
6.实验室用块状电石(主要成分是CaC2)与水在常温下反应制取乙炔(C2H2)气体,同时生成一种碱。
(1)请用化学方程式表示该反应原理。
CaC2+2H2O=== C2H2↑+Ca(OH)2
(2)已知乙炔密度与空气接近且难溶于水,请在下图基础上画出它的收集装置。
7. (2013河南19题4分)在实验室中可选择如图装置制取气体。
(1)若选择A、F组合一套装置制取了某气体,请写出有关反应的化学方程式。
(2)制取CO2的化学方程式为__________________________________;其发生装置可选择B或C,与B相比较,C的主要优点是什么?
(3) 若用金属与酸反应来制取H2,应选择以上哪些装置?(写出一套即可)
8. [2014河南23(2)题3分]某化学小组选用以下装置和药品进行探究实验。
①A中反应的化学方程式为________________________________。
②若将A、B连接,A中产生的气体并不能使B中的溶液变浑浊,这是为什么?
③若要制取一瓶较为纯净、干燥的CO2,所选用装置的导管接口从左到右的正确连接顺序为:a接____、____接____、____接____。
9. [2017河南备用卷25(2)题4分]实验室选用以下装置制取纯净、干燥的CO2,并验证其部分性质。
①B装置中发生反应的化学方程式为__________________。
②C装置中浓硫酸的作用是______________________________。
③请在D中简要补画出CO2的收集装置图。
④要证明在E装置中CO2与NaOH溶液发生了反应,应选用的试剂是______________。
10. [2019河南25(1)~(4)题5分]已知:2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑。为了证明过氧化钠(Na2O2)固体可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行探究活动。(铁架台等已略去)
(1)A装置中所发生反应的化学方程式为________________________。
(2)请将右图方框中A装置的长颈漏斗和玻璃导管补画完整。
(3)D装置的作用是________;E装置中可能发生的有关反应的化学方程式为________________________________________。
(4)为了达到实验的目的,以上装置导管接口正确的连接顺序为a接____、____接____、____接____、____接b。
11. [2010河南21(1)题4分]过氧化钠(化学式为Na2O2)可用在呼吸面具中作为氧气来源。Na2O2能跟CO2反应生成O2和另一种固体化合物(用X表示);它也能跟H2O反应生成O2,化学方程式为:2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑。以下是某兴趣小组进行的探究活动。
利用如图所示实验装置制取氧气,请回答有关问题。
①实验室制取CO2的化学方程式为____________________________。
②表明CO2未被Na2O2完全吸收的实验现象为________________________________。
③O2可采用D装置收集,并用带火星的木条检验,这是利用了O2的哪些性质?
④若A装置产生的CO2中混有水蒸气,要检验干燥的CO2能否与Na2O2反应生成O2,以上实验装置应如何改进?
答案:7-11
7. (1)2KClO3=====MnO2△ 2KCl+3O2↑(或2KMnO4=====△K2MnO4+MnO2+O2↑)(1分)
(2)CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑(1分)
可通过分液漏斗的开关控制液体的滴加速率和滴加量,来控制反应的速率。(1分)
(3)BF(或CF、CE、BE)。(1分)
8. ①CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑(1分)
②浓盐酸易挥发,使CO2中混有HCl,不能生成CaCO3沉淀。(1分)
③g f e d h (1分)
9. ①NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑(1分)
②干燥气体(1分)
③ (1分)
④CaCl2溶液(或BaCl2溶液等)(1分)
10. (1)CaCO3+2HCl=== CaCl2+CO2↑+H2O(1分)
(2) (1分)
(3)吸收A装置中挥发出的HCl(1分)
CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O(1分)
(4)e f c d h g(1分)
11. ①CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑(1分)
②C装置中澄清石灰水变浑浊(1分) ③氧气的密度比空气的大,氧气具有助燃性。(1分)
④在A、B装置之间和B、C装置之间增加气体干燥装置。(答出在A、B装置之间增加气体干燥装置即可)(1分)
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