专题16 常见气体制备

专题十六常见气体制备

一、考纲要求

1、初步学会运用简单的装置和方法制取某些气体.(反应原理、实验装置、收集、验满)

(1)氧气、二氧化碳的实验室制法. (2)氢气的实验室制法.

(3)气体制取原理的归纳,其他气体的制法.

2、初步学会用实验的方法鉴别常见的气体,并能描述实验现象.

(1)氧气、二氧化碳、氢气、一氧化碳、甲烷、氨气等气体的检验和鉴定. (2)常见气体的鉴别和区分. 3、初步学会常见气体的干燥和净化.

(1)常见干燥剂的种类和用法. (2)常见气体的干燥和净化.

二、知识梳理

（一）气体发生装置

1．固体和固体药品反应加热型(固－固加热型)：

使用这类装置应注意： (1)试管口应稍向下倾斜。

(2)用排水集气法收集气体实验完毕后，应先将导气管从水槽中取出，然后再熄灭酒精灯。

(3)用高锰酸钾粉末制取氧气时，试管口处应放一小团棉花，防止高锰酸钾粉末被氧气吹入导管，堵塞导管。 2．液体和固体(液体)反应不加热型(液－固不加热型)：

制取气体最佳装置的选择

装 置 图 装置一 安装 简单 用于制 取少量 气体 装置二 便于添 加液体 用于平稳反 应并制取较 多气体 装置三 可控制反 应速率 装置四 可随时控制 反应的发生 和停止 装置 特点 适用 范围 用于剧烈反应 用于平稳反应并并制取较多气 持续时间较长地体 制取气体

结论：实验室用过氧化氢溶液制取氧气，最佳装置应选择装置三的原因是过氧化氢与二氧化锰混合后反应非常剧烈，需要控制反应速率，而分液漏斗可通过活塞控制；实验室制取二氧化碳，最佳装置应选择装置二，因其

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便于添加稀盐酸；实验室制取氢气，最佳装置应选择装置四，因其可以控制反应的发生和终止。

【注意事项】(1)若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端应伸入液体药品的液面以下。(2)块状固体应大小适当，不能太小，防止反应剧烈不易控制。

（二）气体收集装置

1．排空气集气法

所收集的气体不与空气中的任何成分反应，且密度与空气相差较大的，采用排空气法收集。密度比空气大的气体，用向上排空气法(如O2、CO2)，密度比空气小的气体用向下排空气法(如H2)。

2．排水集气法

不溶于水或难溶于水的气体可用排水法收集(如H2、O2、CO、CH4等)。CO2不能用排水集气法收集。最佳收集时间：当导管口气泡连续且均匀放出时。 3．检验与验满

(1)检验O2：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃；检验CO2：将燃着的木条伸入集气瓶中，木条熄灭。 (2)验满O2：将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃；验满CO2：将燃着的木条放到集气瓶口，木条熄灭。 4．多功能瓶的使用 图示 操作目的 收集密度大于空气的气体 收集密度小于空气的气体 排水法收集气体 洗气

（三）常见气体的检验 气体 O2 H2 CO2 CO 检验方法 用带火星的木条伸入 点燃 倒入澄清石灰水 (1)点燃，将生成的气体通入 澄清的石灰水 (2)通过灼热的氧化铜 点燃：把一个干燥的冷烧杯罩在火焰上，片刻，迅速正立烧杯，加入适量澄清石灰水 现象 现象：木条复燃 现象：点燃纯氢气有轻微“噗”声并安静燃烧，火焰呈淡蓝色(在玻璃管口燃烧略带黄色)；混有空气时点燃有尖锐的爆鸣声 现象：石灰水变浑浊 (1)现象：火焰呈蓝色，澄清石灰水变浑浊 (2)现象：固体由黑色变为红色 气体进出方向 a进b出(长进短出) b进a出(短进长出) 举例、说明 收集CO2、O2(进入的气体聚集在集气瓶下方) 收集H2(进入的气体聚集在集气瓶上方) 收集H2、O2(进入的气体b进a出(短进长出) 聚集在集气瓶上方，水从长导管被压出) a进b出(长进短出) 浓硫酸吸收H2O，NaOH溶液吸收CO2 CH4 干冷烧杯上出现水珠，石灰水变浑浊 注意：H2、CO、CH4都具有可燃性，可根据它们燃烧后生成的产物不同来区别。 | 2

三、典型例题

例1. (2014·四川成都)实验室制取氧气,下列说法错误的是( )

A. 装置①可用于高锰酸钾制取氧气 B. 装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气 C. 装置③可用于收集氧气 D. 装置④可用于收集氧气 【答案】C

【解析】本题考查实验室制取氧气的方法,要求熟练掌握常见气体的制取和收集方法,能够根据反应物的状态和气体的物理性质来选择合适的制取和收集装置。A.高锰酸钾固体需要在加热的条件下分解为氧气,故A正确；B.过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气,属于固液常温制气体,故B正确；C.氧气的密度比空气大,应该用向上排空气法来收集,故C错误；D. 氧气不易溶于水,故可用排水法来收集,故D正确；故选C。

例2.(2014·山东莱芜)下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图,其中正确的是( )

【答案】D 【解析】A.图示为制取二氧化碳的发生装置,装置中长颈漏斗未伸入液面以下,气体会从长颈漏斗逸出,故A不正确；B.图示为用浓硫酸干燥二氧化碳气体的装置,进气导管未伸入浓硫酸中,二氧化碳气体不能通过浓硫酸,不能达到干燥的目的,应遵循“长进短出”的原则,故B不正确；C.图示为向下排空气法收集气体,二氧化碳密度大于空气,应采取向上排空气法收集,故C不正确；D.图示中把二氧化碳气体通入紫色石蕊试液,让二氧化碳与水反应生成碳酸使石蕊试液变成红色,以此检验二氧化碳的性质,故D正确；故选D。

例3.(2014·海南)实验室常用块状固体碳化钙与水反应制备乙炔(C2H2),该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈。所选发生装置最合适的是( )

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【答案】B

【解析】A. 图示为加热固体制取气体的装置,不适合制乙炔,故选项错误；B. 块状固体碳化钙与水反应制备乙炔(C2H2),不需要加热,但该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈,用分液漏斗可以通过控制滴加液体药品来控制反应的速度,故选项正确；C. 图示装置是一个错误装置,长颈漏斗的下端应该在液面以下,故选项错误；D. 图示装置不能控制反应的速度,而块状固体碳化钙与水反应制取乙炔的实验剧烈,二者不相适宜,故选项错误；故选B。

例4.(2014·江苏苏州)下列有关玻璃导气管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置)( )

A.用排水法集气 B. 向上排空气法集气 C. 用高锰酸钾制氧气 D. 检验二氧化碳 【答案】D

【解析】A.用排水法集气导管应伸入集气瓶口,便于操作和水的排出,不必伸入集气瓶过多,故图示错误;B. 向上排空气法集气,导管应伸入集气瓶底部,便于把空气排净,故图示错误;C. 用高锰酸钾制氧气导管伸入试管内要短一些,稍微透出橡皮塞一点即可,有利于气体排出;故图示错误;D. 检验二氧化碳性质,导管伸入液体内部,使反应物充分接触,反应更充分,故图示正确;故选D。

例5.(2014，南昌)实验室可用于氯酸钾制取氧气的装置组合是( )

A．①④ B．②③ C．①⑤ D．②⑤ 【答案】C

【解析】本题考查制取气体中实验装置的选择，难度较小。氯酸钾是固体物质，产生氧气时的条件是加热，所以发生装置选择①；氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以收集装置可选择③或⑤。故选C。

例6.(2014厦门)已知氨气是极易溶于水、密度比空气小的气体，用试管收集氨气，可选用的装置是( )

【答案】D

【解析】本题考查气体收集方法的选择。由于氨气极易溶于水，不能选B，由于氨气密度比空气小，不能选A和C，只能选D。

例7.(2014·上海奉贤)要证明混合气体中含有H2、CO、水蒸气,混合气体通过下列试剂的先后顺序,正确的是( ) ①澄清石灰水溶液 ②无水硫酸铜 ③浓硫酸 ④灼热的氧化铜 A.②④①②③ B.②③④②① C.②①④③② D.②③④①② 【答案】B

【解析】要证明混合气体中含有H2、CO、水蒸气,需要先证明有水蒸气,故先通过②使无水硫酸铜变蓝则证明含有水蒸气,然后再通过③浓硫酸,把其中的水蒸气除去以避免对氢气检验的干扰；然后利用H2和CO的还原性,通过④灼热

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