2021安徽中考物理复习课件：专题三　常见气体的制取与净化　多功能瓶的使用.pptx

1、专题三专题三 常见气体的制取与净化常见气体的制取与净化 多功能瓶的使用多功能瓶的使用 第三板块第三板块 2021 内 容 索 引 01 02 题型概述解密题型概述解密 题点专项突破题点专项突破 题型概述解密题型概述解密 常见气体的制取与净化是安徽中考的必考点,近五年除2020年在试卷第14 题填空题中考查,其余年份均在第12题结合实验装置图考查氧气、氢气和 二氧化碳等气体的制取,分值为68分,考查的知识点主要有:仪器的识别; 实验室制取氧气、二氧化碳和氢气的反应原理、药品的选择、发生装 置和收集装置的选择及评价、检验和验满;装置气密性的检查;多功能 瓶收集气体和干燥气体进出口的选择等。实验室制

2、取气体的思路和方法 主要有:确定制取气体的反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、 加催化剂等),用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。确定制取这 种气体应采用的实验装置,即要根据反应物的状态和反应条件确定气体的 发生装置,根据气体密度,溶解性以及是否与水反应确定气体的收集装置。 确定如何验证所制得的气体就是要制取的气体。同时要注意气体的净 化装置和干燥装置要根据气体的性质进行选择。 一、常见气体的制取一、常见气体的制取 1.实验室制取常见气体的药品和反应原理 气体 氧气(O2) 氢气(H2) 二氧化碳(CO2) 药品 高锰酸钾; 氯酸钾和二氧化锰; 过氧化氢溶液和二氧化锰 锌粒和稀硫酸

3、大理石(或石灰石) 和稀盐酸 反应 原理 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2KClO32KCl+3O2 2H2O22H2O+O2 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 2.气体发生装置的选择 (1)选择依据:反应物的状态和反应条件。 (2)常见发生装置 反应物的 状态 固体和固 体 固体和液体 反应条件 加热 常温 装置图 安 装 简 单 可随时 添加药 品 可随时控制 反应的发生 与停止 可控制反应的速 率 发生装 置类型 固体加热型 固液常温型 举例 加热氯酸钾和二氧化锰 混合物制取O2;加热高锰 酸钾制取O2;加热氯化铵 和氢氧

4、化钙固体制取氨气 在二氧化锰催化作用下,过 氧化氢溶液分解制取O2; 大理石或石灰石和稀盐酸 反应制取CO2; 锌和稀硫酸反应制取H2 二、气体的收集、检验和验满二、气体的收集、检验和验满 1.气体收集装置的选择 (1)选择依据:气体的密度和溶解性。 收集方法 排空气法 排水法 装置图 向上排空气法 向下排空气法 适用范围 收集密度比空气大 的气体,如O2、CO2 收集密度比空 气小的气体,如 H2、NH3 收集不易溶于水且不 与水反应的气体,如H2、 O2 优缺点 收集的气体较干燥,但不纯净 收集的气体较纯净,但 不干燥 (2)气体的收集装置 方法总结比较气体密度的方法:空气的平均相对分子质

5、量为29。如果某气 体的相对分子质量大于29,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则 密度比空气的小。 2.气体的检验和验满 气体 CO2 O2 H2 NH3 检验 方法 将气体通入 澄清石灰水 中,澄清石 灰水变浑浊 将带火星的木条伸 入集气瓶内,木条复 燃 点燃,产生蓝色 火焰,在火焰上 方罩干而冷的 烧杯,烧杯内壁 有水珠生成 有刺激性气味, 将湿润的红色 石蕊试纸放在 试管口,红色石 蕊试纸变蓝 验满 方法 将燃着的木 条放在集气 瓶口,若木 条立即熄灭 ,则说明已 收集满 排水法:集气瓶口有 大量气泡冒出;排空 气法:将带火星的木 条放在集气瓶口,若 木条复燃,则说明已 收集满

6、 排水法:集气瓶 口有大量气泡 冒出 将湿润的红色 石蕊试纸放于 集气瓶口,若变 蓝,说明已收集 满 三、气体的净化 1.实验装置 洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管(如图所示)。 (1)洗气瓶的应用(如图1) 干燥:洗气瓶中装入干燥剂,如浓硫酸。需要干燥的气体从长导管进入, 从短导管排出的即为干燥后的气体。 除杂:瓶中装入相应的吸收剂,混合气体从长导管进入,使吸收剂与混合 气体中的杂质反应,纯净的气体从短导管排出。例如:洗气瓶中装入NaOH 溶液,可以除去CO气体中混有的CO2。 (2)球形干燥管的应用(如图2) 干燥:粗端为进口,细端为出口。例如:实验室制取干燥的氢气时可将锌粒 和稀硫酸反应生

7、成的气体通过装有碱石灰的球形干燥管,碱石灰可以吸收 氢气中的水蒸气。 (3)U形干燥管(如图3):气体从左右两端都可通入。 2.气体的净化 气体 杂质气体 净化试剂及方法 化学方程式 N2 O2 通过灼热的铜网 2Cu+O2 2CuO CO2 CO 通过灼热的CuO CO+CuO Cu+CO2 CO2 HCl 通过饱和NaHCO3溶液 NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2 CO CO2 通过NaOH溶液 CO2+2NaOH =Na2CO3+H2O 方法总结(1)除去二氧化碳、一氧化碳、氧气和氢气中的水蒸气一般用浓 硫酸作干燥剂,在进行气体净化时,所选试剂只能吸收要除去的物质而不能

8、与被净化的物质发生反应,如干燥二氧化碳气体不能用氢氧化钠固体;(2) 净化气体时要先除杂后干燥。 四、多功能瓶的使用 装置 用途 气体流向 收集 气体 收集密度比空气大的气体 a进b出(长进短出),如收集 氧气和二氧化碳 收集密度比空气小的气体 b进a出(短进长出),如收集 氢气 排水法收集气体 b进a出(短进长出),如收集 氧气和氢气 装置 用途 气体流向 干燥:X若为浓硫酸,可以干燥气 体 a进b出(长进短出) 检验气体:X若为澄清石灰水,可 以检验二氧化碳气体 a进b出(长进短出) 除杂:X若为氢氧化钠溶液,可以 除去气体中混有的二氧化碳气体 a进b出(长进短出) 装置 用途 气体流向

9、测量气体体积 a进b出(短进长出) 题点专项突破题点专项突破 例题(2020 湖南湘潭中考)根据下列实验装置图回答问题: (1)写出图中仪器的名称: 。 (2)若用加热高锰酸钾的方法制取较纯净的氧气,选择发生和收集装置的组 合是 (填字母序号),当导管口 时,开始收集气体。若选择A装置制取氧气,其反应的化学方程式 为 。 (3)实验室制取二氧化碳的化学方程式 为 ,发生装置选择G的优点 是 。 (4)某同学若选择F装置收集二氧化碳,检验二氧化碳已收集满的方法是:将 燃着的木条放在 (填“a”或“b”)导管口,若木条熄灭,则已收集满。 (5)若要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性,不能选用的试剂

10、是 (填字母序号)。 A.酚酞溶液 B.紫色石蕊溶液 C.碳酸钠 D.锌粒 解析(1)的名称是集气瓶。(2)若用加热高锰酸钾的方法制取氧气,反应物 是固体,需要加热,应该用B作为发生装置;因为氧气的密度比空气大,可以 用向上排空气法收集,氧气不易溶于水,可以用排水法收集,用排水法收集 的氧气比用排空气法收集的氧气纯净,即利用E装置收集;当导管口气泡均 匀连续冒出时,开始收集气体;若选择A装置制取氧气,反应物是固体和液体, 不需要加热,应该是利用二氧化锰和过氧化氢制取氧气,其反应的化学方程 式为2H2O2 2H2O+O2。(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+

11、H2O+CO2,发生装置选择G的优点是能使反应随时 进行或停止。(4)因为二氧化碳密度比空气大,若选择F装置收集二氧化碳, 检验二氧化碳已收集满,二氧化碳应该从a导管口导入,将燃着的木条放在b 导管口,若木条熄灭,则已收集满。 (5)A.因为显中性溶液和显酸性溶液都不能使酚酞溶液变色,因此不能用酚 酞溶液检验;B.稀盐酸显酸性,能使石蕊溶液变红色,可以用紫色石蕊溶液 检验;C.碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可以用碳酸钠检 验;D.锌粒和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,可以用锌粒检验。 答案(1)集气瓶 (2)BE 气泡均匀连续冒出 2H2O2 2H2O+O2 (3)CaCO3+2HC

12、l=CaCl2+H2O+CO2 能使反应随时进行或停止 (4)b (5)A 题型一题型一 单一气体的制取、净化、收集、性质等的考查单一气体的制取、净化、收集、性质等的考查 对应练1(2020 湖南长沙中考)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、过氧化氢 溶液,以及下列仪器: (1)请写出标号的仪器名称: 。 (2)利用上述仪器和药品可以制取O2,你选择的药品 是 ,不需要选择的仪器是 (填序号)。 答案 (1)水槽 (2)氯酸钾和二氧化锰 和 解析 (1)标号的仪器名称是水槽。(2)可以通过组装成实 验室制取氧气的实验装置,该装置属于固、固加热型,试管口没有棉花,适 合用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧

13、气;不需要的仪器有:和。 对应练2实验室制取气体常用如图装置,请根据下图回答问题。 (1)写出图中标号仪器的名称: 。 (2)实验室制取氢气的化学方程式为 ,若 实验室用装置B制氢气,长颈漏斗的下端管口伸入液面下是为了防 止 ,氢气的收集装置可选用 。氢气是一种 高能燃料,点燃氢气前需要 。 (3)实验室将装置A和C组合,可制取的气体是 。 答案 (1)集气瓶 (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 气体逸出 D或E 检验纯 度 (3)氧气 解析 (1)为收集气体的集气瓶。(2)实验室常采用锌粒与稀硫酸制取氢 气,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,书写化学方程式注意配平及气体符 号,所以为Zn

14、+H2SO4=ZnSO4+H2;制取气体时需要保持装置密封性,长颈 漏斗的下端管口伸入液面下才可以保证装置密封,防止气体逸出;氢气密度 比空气小,可以选择向下排空气法收集,难溶于水,也可以选择排水法收集, 所以收集装置可以选择D或E;氢气属于易燃易爆气体,点燃前需要检验纯 度,避免爆炸。(3)A为固体加热装置,且带有棉花,C为向上排空气法收集装 置,收集气体密度比空气大,所以选择加热高锰酸钾制取氧气。 对应练3(2020 湖北随州中考)实验是进行科学探究的主要方法。请根据装 置回答下列问题: (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室制取CO2,反应的化学方程式 为 ,装置C与B相比,其优点 是

15、;若用G装置收集CO2气体,气体应从 (填“c”或“d”)端进入。 答案 (1)铁架台 (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 能使反应随时进 行或停止 c 题型二题型二 多种气体的制取、净化、收集、性质等的考查多种气体的制取、净化、收集、性质等的考查 对应练4(2020 辽宁锦州中考)实验可以培养学生的化学核心素养。根据下 图回答问题: (1)仪器a的名称是 。 (2)若实验室制取氧气的发生装置选用A装置,反应的化学方程式 为 。用C装置进行氧气性质实验 时,水的作用是 。 (3)实验室制取二氧化碳应选择的发生装置是 (填字母序号), 将制得的二氧化碳通入到D装置中,发生反应

16、的化学方程式 为 。 (4)若用E装置收集一瓶干燥的气体,则该气体可能是 (填字母序号)。 A.H2 B.CO2 C.O2 答案 (1)长颈漏斗 (2)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 防止铁丝燃烧产生高温熔化物溅 落,炸裂集气瓶底部 (3)B Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O (4)A 对应练5(2020 云南昆明中考)根据下列装置图回答问题: (1)仪器a的名称是 。 (2)用氯酸钾和MnO2制取较纯净的O2时,应选择的装置是 (填标号), 若用向上排空气法收集氧气,验满的方法 是 。 (3)碳酸钙粉末与稀硫酸反应可制得CO2,化学方程式 是 。 (4)实验室制取H2时

17、,通过控制液体流速,从而得到平稳气流,选择的发生装 置是 (填标号),若用排水法收集H2,应从D装置的 (填“b”或“c”) 口通入气体。 答案 (1)试管 (2)AF 将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧 气满了 (3)CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2 (4)B c 解析 (1)仪器a的名称是试管。(2)如果用氯酸钾制氧气就需要加热,氧气的 密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集, 排水法收集的氧气比较纯净;氧气的验满方法是:将带火星的木条平放在集 气瓶口,木条复燃,证明氧气满了。(3)碳酸钙粉末与稀硫酸反应可制得CO2, 同时生成硫酸钙

18、和水,反应的化学方程式为 CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2。(4)实验室制取H2时,通过控制液体流 速,从而得到平稳气流,选择的发生装置是B;若用排水法收集H2,应从D装置 的短管进入,因为氢气的密度比水小。 对应练6(2020 四川雅安中考)某兴趣小组进行下列探究活动。 .基础实验:下列是制取和收集气体的部分装置。 (1)实验室用5%双氧水制取和收集氧气时,可选用的装置是 (填字母序号),写出该反应的化学方程 式: 。 (2)若用E装置收集二氧化碳,验满的方法 是 。 (3)若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气,应该选用的气体 发生装置是 (填字母序号)。 .探究

19、实验:对氨气的相关性质探究。 为了探究气体氨气(NH3)的某些性质,小张同学依次做了以下两组实验。 (4)根据实验b-3推理,NH3进入水中 (填“是”或“否”)发生了化学反应,推 理的证据是 。 (5)根据以上两组实验得出的结论 是 。 (6)下列物质中能用于干燥氨气的是 (填字母序号)。 A.无水硫酸铜 B.浓硫酸 C.碱石灰(CaO和NaOH固体混合物) 答案 .(1)BD或BE 2H2O2 2H2O+O2 (2)燃着的木条置于瓶口, 木条熄灭,则气体集满 (3)A .(4)是 试管内溶液变为红色,说明有碱生成,因此可知氨气与水发生了 化学反应 (5)氨气密度比水小,易溶于水,且能与水反

20、应生成碱 (6)C 解析 (1)反应物为固液混合物,不需要加热,所以选择B为发生装置,氧气不 易溶于水,可以用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,因 此收集装置可以选择D或E;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和 氧气,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2。 (2)二氧化碳不支持燃烧,所以将燃着的木条置于瓶口,观察木条是否熄灭, 判断气体是否集满。(3)反应物为固体,且需要加热,所以发生装置为A。(4) 试管内液体变为红色,说明溶液显碱性,气体本身不显酸碱性,只有与水反 应生成碱,才可以使溶液变为碱性,所以证明氨气与水发生了化学反应。(5) 在实验a中氨气密度比空气小

21、,所以用向下排空气法收集;在实验b中,说明 氨气溶于水,导致压强减小,使水进入试管,另外溶液变红,说明氨气与水发 生了反应。(6)干燥氨气,说明气体中含有水,氨气与水蒸气同时存在,会生 成氨水,而氨水与硫酸铜可以反应生成硫酸铵和氢氧化铜,因此A不符合题 意;浓硫酸与氨水可以反应生成硫酸铵和水,B不符合题意;碱石灰可以吸收 水蒸气,且不与氨气反应,C符合题意。 对应练7(2020 湖南郴州中考)如图是实验室制取和收集气体的部分装置: (1)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 (填字母编号),反 应的化学方程式是 ,仪器X的名 称是 ; (2)若用E装置收集氧气,气体进入口是 (填“a”

22、或“b”); (3)在收集了氧气的集气瓶中,进行硫在氧气中燃烧的实验,生成的SO2有毒, 为了防止SO2扩散到空气中,可在集气瓶内加入适量的NaOH溶液。发生反 应的化学方程式是 (提 示:SO2和CO2的化学性质相似); (4)若用过氧化氢溶液来制取氧气,为了控制反应速率可选择 (填字母编号)作为发生装置。 答案 (1)A 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 分液漏斗 (2)b (3)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (4)B或D 解析 (1)实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固、固加热型,适合用装置A为 发生装置;高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的 化学方

23、程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2;仪器X的名称是分液漏斗。 (2)氧气不易溶于水,密度比水小,用E收集气体应该短进长出,气体进入口是 b。(3)二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应的化学方程式为 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。(4)若用过氧化氢溶液来制取氧气,为了控制 反应速率可选择装置B或D,因为通过分液漏斗或注射器能够控制加入液 体的量进而控制反应速率。 对应练8(2020 湖北宜昌中考)下列是常用实验仪器,据图1作答。 图 1 (1)认识仪器:仪器B的名称是 。 (2)制取气体:实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式 是 ,用排水法收集氧气时,表明氧气已集满的现象 是 ;实验室制取二氧化碳的药品是 ,组装制 取并收集二氧化碳的装置,需选择的仪器是 (填字母序号)。 (3)探究性质(如图2):实验一,蜡烛由低到高依次熄灭,由此可知二氧化碳的 物理性质是 ;实验二,溶液颜色的变化 是 ; 图 2 答案 (1)试管 (2)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 气泡从集气瓶口 处逸出 稀盐酸和大理石(或石灰石) ABDE (3)密度比空气大 溶液由 紫色变红色