2023年中考化学复习 主题五 科学探究与化学实验第21讲 气体的制取和净化课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
主题五　科学探究与化学实验
第21讲　气体的制取和净化
1.能在教师的指导下根据实验需要选择药品和仪器并能安全操作。
2.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
3.初步学习实验室制取并收集氧气和二氧化碳。
4.初步学会观察实验现象，并如实记录、处理实验数据，撰写实验报告等技能。
一、实验室制取气体的一般思路和方法
1.确定 　反应原理　 。即在实验室的条件下（常温、加热、催化剂等），选择什么药品、通过什么反应来制取。
实验室制取氧气、二氧化碳和氢气反应原理的比较
气体 氧气 二氧化碳 氢气
反应原理 CaCO3＋2HC CaCl2＋H2O＋CO2↑
反应类型 　分解　 反应 　复分解　 反应 　置换　 反应
反应原理

＋O2↑；



Zn＋ H2SO4

分解
复分解
置换
CaCl2＋H2O＋CO2↑
2.确定实验装置。实验装置包括 　发生　 装置和 　收集　 装置。
（1）气体发生装置的确定
发生
收集
Ⅰ.气体发生装置的确定主要考虑 　反应物的状态　 和 　反应条件　 两个因素。
Ⅱ.常见的两种气体发生装置
装置类型 固体加热型 固液常温型
装置图 A B C D
E
①实验室用氯化铵固体和熟石灰混合加热制取氨气，可选用的发生装置是 　A　 （填字母，下同）；
反应物的状态
反应条件
A
②实验室用硫化亚铁固体和稀硫酸混合制取硫化氢（H2S）气体。为得到平稳气流可选用的发生装置是 　E　 ，为控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是 　D　 。
（2）确定收集装置
①确定收集装置主要考虑 　气体密度　 与空气密度的大小，是否 　与空气中的成分反应　 和是否 　溶于水　 ，是否 　与水反应　 。
E
D
气体密度
与空气中的成分
反应
溶于水
与水反应
②常见的气体收集方法
名称 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置图 A B
C
收集氧气可选用的装置是 　A、B　 ，收集二氧化碳可选用的装置是 　B　 ，收集氢气可选用的装置是 　A、C　 。
A、B
B
A、C
3.确定检验方法。根据制取气体的特性选择一种合适的方法验证该气体。
气体 氧气 二氧化碳
验证 方法 把带火星的木条伸入集气瓶 　中　 ，若木条复燃，证明 　收集的是氧气　 把产生的气体通入 　澄清石灰水　 ，若变浑浊，证明是 　二氧化碳　
验满 方法 把 　带火星　 的木条放在集气瓶 　口　 ，若木条复燃，证明 　已收满　 把 　燃着　 的木条放在集气瓶 　口　 ，若木条熄灭，证明 　已收满　
中
收集的是氧气
澄清石灰水
二氧化碳
带火星
口
已收满
燃着
口
已收满
二、气体的净化
1.气体净化的一般流程
2.实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的常见杂质
气体 氧气 二氧化碳 氢气
杂质 水蒸气 HCl、水蒸气 水蒸气
3.实验室制取气体的除杂
气体（杂质） 除杂试剂
O2（H2O） 气体通过盛有 　浓硫酸　 的洗气瓶
CO2（HCl、H2O） 气体依次通过盛有饱和 　碳酸氢钠溶液　 、浓硫酸的洗气瓶
H2（HCl、H2O） 气体依次通过盛有浓 　氢氧化钠溶液　 、浓硫酸的洗气瓶
浓硫酸
碳酸氢钠溶液
氢氧化钠溶液
4.实验室制取二氧化碳的净化流程
（1）实验室制取的二氧化碳中含有的杂质气体是 　水蒸气　 和 　HCl　 气体。

水蒸气
HCl
NaHCO3
NaHCO3＋

检验HCl气体是否除
尽
浓硫酸
三、多功能瓶的用法小结
装置图 用途 瓶中物质（试剂） 气体进出方向
收集 气体 向上排空气法 空气 气体 　a　 进 　b　 出
向下排空气法 气体 　b　 进 　a　 出
排水法 　装满水　 气体 　b　 进 　a　 出
洗气 干燥瓶 　浓硫酸　 气体 　a　 进 　b　 出
CO（CO2） 　NaOH溶液　
CO2（HCl） 　饱和NaHCO3溶液　
检验CO2 　澄清石灰水　
a
b
b
a
装满水　
b
a
浓硫酸　
a
b
NaOH溶液　
饱和NaHCO3
溶液　
澄清石灰水　
易错易混提醒：
1.实验室制取二氧化碳不用稀硫酸，因为碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石的表面，阻止反应持续进行。
2.不用浓盐酸，因为浓盐酸有挥发性，使产生的气体中含有大量的HCl气体。
3.一般不用碳酸钠或碳酸氢钠替代大理石，因为反应速率太快。如果选用控制反应速率的发生装置，可以用碳酸钠或碳酸氢钠替代大理石。
4.实验室制取氢气，一般不用稀盐酸，防止生成的氢气中混有少量的HCl气体。
5.如果选用控制反应速率的发生装置，可以用镁条替代锌粒；也可以选择铁粉替代锌粒，因为扩大接触面积，加快反应速率。
典例：已知Mg能在CO2中燃烧生成一种单质和一种氧化物，现设计实验进行验证。请回答下列问题：
（1）制备二氧化碳的发生装置中，能控制“反应随时发生与停止”的是 　C　 （填字母）。
A.①③⑤ B.②③④
C.①②④⑤ D.③
C
（2）对CO2进行净化、干燥，并进行Mg在CO2中燃烧的探究实验。
实验进行时，若要气体从左向右流动，则上述装置的连接顺序为：（填仪器接口的字母）
发生装置→（ 　e　 ）→（ 　f　 ）→（ 　b　 ）→（ 　a　 ）→（ 　c　 ）→（ 　d　 ）→（g）→（h）。
e
f
b
a
c
d
（3）实验开始时，在点燃酒精灯前必须进行的操作是先通入CO2，待装置中澄清石灰水出现现象时，再点燃酒精灯，以上操作的目的是 　将装置内的空气排出，防止镁与氧气反应　 。

将装置内的空气排出，防
止镁与氧气反应
2Mg＋

　考 点　气体的制取和净化综合知识
1.（2022·苏州模拟）实验室制取气体时常要考虑下列问题：
（1）选择合理的制取装置。
用如图所示装置制取气体，请回答下列问题。
①仪器a的名称是 　酒精灯　 。
酒精灯


④实验室可用亚硝酸钠（NaNO2）和NH4Cl的饱和溶液加热法制备N2，应选择的发生装置和收集装置的组合是 　BF　 （写出一种组合，填序号）。
（2）检验、除杂和尾气处理。

在试管口塞一团棉花


BF

②实验室制备下列气体时，一般需要进行尾气处理的是 　bd　 （填序号）。
a.H2 b.CO c.CO2 d.SO2
bd
（3）反应装置的改进和反应条件的探究。
实验 序号 H2O2溶液的质量分数/% H2O2溶液的体积/mL 温度/℃ MnO2粉末的用量/g 收集气体的体积/mL 收集气体所需的时间/s
A 5 1 20 0.1 4 a
B 15 1 20 0.1 4 b
C 30 5 35 0.1 4 c
D 30 5 55 0.1 4 d
某实验小组为了探究影响H2O2分解制取氧气快慢的因素，进行了下列实验：
①欲探究温度对H2O2分解快慢的影响，应该选择的对照实验组是 　CD　 （填实验序号）。
CD
②该小组利用如图甲所示装置探究MnO2质量对H2O2分解快慢的影响：在三份8.0 mL 3%的H2O2溶液中分别加入0.03 g、0.06 g和0.08 g MnO2粉末，获得实验数据如图乙所示（温度变化忽略不计，产生氧气的体积与装置内的压强成正比）。通过对曲线图的分析，将推理得出的结论填写在下列空白中。
结论Ⅰ：在其他条件不变的情况下，所用MnO2质量越大，H2O2的分解速率 　越快　 。
结论Ⅱ：在其他条件不变的情况下，所用MnO2质量越大，生成氧气的总量 　相等　 。
越快
相等
2.（2019.22节选）根据如图实验装置，请回答：
（2）检查装置A气密性的方法是夹紧弹簧夹， 　往长颈漏斗中加水，一段时间后，长颈漏斗中液面不下降　 ，则气密性良好。
（5）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制备甲烷。
①选择的发生装置为 　B　 （填字母）。用装置E收集甲烷，利用了甲烷 　难溶于水　 的物理性质；用装置C而不用装置D收集甲烷，原因是 　甲烷密度比空气小，且不与空气中的物质反应　 。
往长颈漏斗中加水，一段时间后，
长颈漏斗中液面不下降
B
难溶于
水
甲烷密度比空气小，
且不与空气中的物质反应
②设计实验证明CH4中含有氢元素：检验其纯度后， 　点燃气体，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到有水雾生成，说明含有氢元素　 。
点燃气体，在火焰上方罩一
个干冷的烧杯，观察到有水雾生成，说明含有氢元素
3.（2017.22节选）根据如图回答有关问题。
（3）图中可用于固液反应制备气体的装置中，不能控制反应随时发生或停止的装置是 　B　 （填字母），原因是反应过程中若用弹簧夹夹紧橡胶管后， 　固体药品和液体药品不能完全分离　 。
B
固体药品
和液体药品不能完全分离
4.根据如图，回答有关问题。
（1）仪器a的名称是 　水槽　 ；用过氧化氢溶液制备O2可选用图A～C中的 　B　 （填字母）装置，若用F装置收集氧气，进气口应该是 　c　 （填字母）端。
水槽
B
c
（2）装置D是用棒棒冰塑料包装改装的制气装置。该装置的优点是 　可控制反应的发生和停止　 ；请你解释如何操作： 　挤压塑料管的下半部，使液体与固体接触，反应发生，松开后药品分离，反应停止　 。

（4）用上述方法制取的氢气中会混有少量的 　HCl气体　 ，小明用G装置除去该气体，请把．G．装．置．补．画．完．整．，装入的药品是 　NaOH溶液（或KOH溶液）　 。
可控制反应的
发生和停止
挤压塑料管的下半部，使液体与固体接触，
反应发生，松开后药品分离，反应停止
Zn

往长颈漏斗中添加适量
盐酸
HCl气体
NaOH溶液（或KOH溶液）
5.（2021·东莞模拟）根据如图实验装置回答下列问题：
（1）图1中序号为⑥的仪器名称为 　铁架台　 。
铁架台

（3）若要选取上述仪器制备二氧化碳且要求气流平稳，所需的仪器有 　①③⑤⑧⑨　 （填序号），利用上述仪器和药品在实验室制取CO2时，若收集到的CO2不纯，可能是 　混有少量的氯化氢气体和水蒸气　 ，要想获得纯净的CO2，可将气体通过装有 　B　 （填字母）的两个洗气瓶。
①饱和NaHCO3溶液　②NaOH溶液　③浓硫酸溶液　④硝酸银溶液
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
试管
酒精灯

①③⑤⑧
⑨
混有少量的氯化氢气体和水蒸气
B
（4）碳在氧气中完全燃烧也能生成CO2，该方法不能用于实验室制取CO2的原因是 　燃烧后的气体中可能有氧气和一氧化碳　 。
（5）CO有毒，通常用排水法收集。利用如图2所示仪器Ⅰ、Ⅱ收集CO时应先在Ⅰ中 　装满水　 ，用胶管将 　b　 （填字母）与c相连组成收集装置。
燃烧后的气体中可能有氧气和一氧化碳
装满水
b