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2013中考化學(xué)試題分類匯編專題四 氣體的制備
重要考點(diǎn):
一、氧氣、二氧化碳、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取和工業(yè)制取
氣 體 氧氣(O2) 二氧化碳(CO2) 氫氣(H2)
制備藥品 過氧化氫溶液
和二氧化錳 高錳酸鉀 氯酸鉀和二氧化錳 大理石(或石灰石)
和稀鹽酸 鋅粒和稀硫酸
反應(yīng)原理 2H2O2
2H2O+O2↑ 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3
2KCl+3O2↑ CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑ Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
反應(yīng)類型 分解反應(yīng) 復(fù)分解反應(yīng) 置換反應(yīng)
反應(yīng)物狀態(tài) 固體與液體混合 固體與固體混合 固體與液體混合 固體與液體混合
反應(yīng)條件 不需加熱 加熱 不需加熱 不需加熱
發(fā)生裝置
氣體溶解性 不易溶于水 能溶于水 難溶于水
氣體密度 密度比空氣密度大 密度比空氣密度大 密度比空氣密度小
收集裝置
(純凈的)或 (干燥的)
(唯一的)
或
凈 化 可用濃硫酸或堿石灰干燥 用NaHCO3溶液除去HCl,
用濃硫酸干燥 用NaOH溶液除去HCl
雜質(zhì),用濃硫酸干燥
收集方法 排水法、向上排空氣法 只能用向上排空氣法 排水法或、下排空氣法
檢驗(yàn)方法 將帶火星的木條插入集氣瓶?jī)?nèi),若木條復(fù)燃,說明是氧氣。 將氣體通入澄清的石灰水,若澄清的石灰水變渾濁,
說明是二氧化碳 點(diǎn)燃?xì)怏w,檢
驗(yàn)其生成產(chǎn)物。
淡藍(lán)色火焰,
生成H2O
驗(yàn)滿或驗(yàn)純 用向上排空氣法收集時(shí),將帶火星的木條靠近集氣瓶口,若木條復(fù)燃,說明已收集滿。
用排水法收集時(shí),集氣瓶口有氣泡冒出。 將燃著的木條靠近集氣瓶口,若木條熄滅,說明已收集滿。 用拇指堵住倒置已收集滿氫氣的試管,靠近火焰后移開手指,若聽到“噗”的一聲,說明已純。
注意事項(xiàng) ⑴先檢查裝置的
氣密性
⑵用排水法收集時(shí),待氣泡連續(xù)均勻排出時(shí)才收集
⑶導(dǎo)管置集氣瓶口 ⑴先檢查裝置氣密性
⑵試管口略向下傾斜
⑶試管口放一團(tuán)棉花
⑷先移出導(dǎo)氣管,后
停止加熱,以防倒吸
⑸正放 ⑴ 不能用稀硫酸,因反應(yīng)生成CaSO4附著在大理石表面,阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
⑵ 長(zhǎng)頸漏斗的末端應(yīng)插到液體中(分液漏斗不強(qiáng)調(diào))
⑶ 正放保存 ⑴先檢查裝置氣密性
⑵先驗(yàn)純?cè)偈占?br>⑶不能用濃硫酸
⑷長(zhǎng)頸漏斗的末端應(yīng)插到液體中
⑸倒放保存
工業(yè)制取 分離液態(tài)空氣(依氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同)
加壓、蒸發(fā)——物理變化。 高溫煅燒石灰石
CaCO3 CO2↑+ CaO 分離水煤氣H2和CO
注明: 1.固液不加熱裝置——凡是反應(yīng)物為固體和液體且反應(yīng)不需加熱的發(fā)生裝置圖均可用圖①、③、④。
2.固固加熱裝置——凡是反應(yīng)物都為固體且反應(yīng)需要加熱的發(fā)生裝置圖可用圖②。
二、氣體的凈化與干燥
1.除雜原則:①不能引入新的氣體雜質(zhì);②不能減少被凈化氣體的量。
2.除雜原理:(堿石灰是由CaO固體和NaOH固體組成的混合物)。
3.干燥劑的選擇:(干燥原則:干燥劑不能與被干燥氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng))。
干燥裝置 洗氣瓶(盛液體) 干燥管(固體干燥劑) U形管(固體干燥劑)
儀 器
干燥劑 濃硫酸 固體NaOH、生石(CaO)、
堿石灰等 無(wú)水CaCl2、
無(wú)水硫酸銅(CuSO4) 固N(yùn)aOH、
生石(CaO)、
堿石灰等 無(wú)水CaCl2、
無(wú)水硫酸銅(CuSO4)
能干燥
的氣體 SO2、CO2、HCl; H2、O2、CO、N2、CH4 NH3;
H2、O2、CO、N2、CH4 SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、
N2、CH4 NH3;
H2、O2、CO、N2、CH4 SO2、CO2、HCl;H2、O2、CO、N2、CH4
不能干燥
的氣體 NH3 SO2、CO2、
HCl NH3 SO2、CO2、
HCl NH3
4.常見吸收劑及能吸收的氣體:
吸收劑 吸收的氣體 吸收劑 吸收的氣體
水 HCl、NH3 NaOH溶液或石灰水 HCl、CO2
堿石灰(NaOH和CaO) CO2、水蒸氣、HCl 灼熱銅絲或鐵絲 O2
濃硫酸、無(wú)水CuSO4 H2O 灼熱氧化銅 CO、H2
5.尾氣的吸收及處理——環(huán)保意識(shí)
①.溶液吸收:如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收(極易溶氣體要防止倒吸)。
②.點(diǎn)燃處理:如CO、CH4、H2S等可燃性氣體可接一個(gè)尖嘴導(dǎo)管,將其點(diǎn)燃。
③.氣球收集:如有毒的CO、H2S、Cl2等可在導(dǎo)管末端接上一個(gè)氣球收集。
④.防倒吸裝置:如易溶的氣體可收集到倒立的漏斗中。
6.“萬(wàn)能瓶”的幾種主要用途:
(1).集氣:(貯氣)
①如瓶中為空氣,即用排空氣法收集氣體時(shí),密度比空氣大的氣體從a管進(jìn),密度小的從b管進(jìn)。
②若瓶中為水,即用排水法收集氣體時(shí),氣體從b管進(jìn)。
(2).洗氣:(長(zhǎng)入短出) 瓶?jī)?nèi)裝濃硫酸或氫氧化鈉溶液。
(3).量氣:(短入長(zhǎng)出)
瓶?jī)?nèi)裝滿水,氣體從b端進(jìn)入,a端接量筒,通過測(cè)量量筒內(nèi)水的體積從而測(cè)得生成氣體的體積。
(4).安全瓶:(長(zhǎng)入短出)
點(diǎn)燃可燃?xì)怏w時(shí),瓶?jī)?nèi)裝少量水,將點(diǎn)燃的氣體與從發(fā)生裝置產(chǎn)生的氣體分隔開。
注明:氣體的性質(zhì)決定收集的方法
收集法 排水集氣法 向上排空氣法 排空氣法
實(shí)驗(yàn)圖
氣 體
性 質(zhì) 適用不易溶于水、難溶于水
且不與水發(fā)生反應(yīng)的氣體。 適用不跟空氣發(fā)生反應(yīng)
且密度比空氣大的氣體。 適用不跟空氣發(fā)生反應(yīng)
且密度比空氣小的氣體。
三、常見氣體的性質(zhì)和用途:
(一)重要的三種氣體:氫氣、氧氣、二氧化碳
1.物理性質(zhì):
三大氣體 顏 色 氣 味 狀 態(tài) 密 度 溶 解 性
H2 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 小 難 溶于水
O2 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 大 不易 溶于水
CO2 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 大 能 溶于水
2.化學(xué)性質(zhì):
H2 ⑴.可燃性 ⑵.還原性
2H2+ O2 2H2O H2+ CuO Cu + H2O
O2 ⑴.與金屬反應(yīng) ⑵.與非金屬反應(yīng) ⑶.與化合物反應(yīng)
2Mg+ O2 2MgO
3Fe+ 2O2 Fe3O4 C+ O2 CO2
S+ O2 SO2
4P+ 5O2 2P2O5 CH4+2O2 CO2+ 2H2O
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
2CO+ O2 2CO2
CO2 ⑴.與水反應(yīng) ⑵.與石灰水反應(yīng) ⑶.與碳反應(yīng)
CO2+ H2O H2CO3 CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O CO2+ C 2CO
3.用途的比較:
氫氣用途 氧氣用途 二氧化碳用途
⑴填充氣球
⑵高能燃料
⑶冶煉重要金屬 ⑴支持燃燒
⑵供給呼吸
⑶用于煉鋼 ⑴滅火
⑵作工業(yè)原料(制飲料、純堿、化肥等)
⑶“干冰”用于人工降雨
⑷植物的光合作用
(二)具有可燃性的三種氣體:氫氣、一氧化碳、甲烷
1.物理性質(zhì):
顏 色 氣 味 狀 態(tài) 密 度 溶 解 性
H2 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 小 難 溶于水
CO 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 略小 難 溶于水
CH4 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 小 難 溶于水
2.化學(xué)性質(zhì)(可燃性):
H2 可燃性 H2、CO、CH4的檢驗(yàn)
2H2+ O2 2H2O 點(diǎn)燃后,⑴在火焰上方罩一干冷的小燒杯,燒杯內(nèi)壁沒有 水霧 ,該氣體是 CO ;⑵在火焰上方罩一內(nèi)壁附有澄清石灰水的小燒杯,石灰水變 渾濁 ,該氣體是 CH4 ;另一氣體就是 H2 。
CO 2CO+ O2 2CO2
CH4 CH4+2O2 CO2+ 2H2O
(三)具有可燃性和還原性的三種物質(zhì):氫氣、一氧化碳、碳
1.物理性質(zhì):
顏 色 氣 味 狀 態(tài) 密 度 溶 解 性
H2 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 小 難 溶于水
CO 無(wú)色 無(wú)味 氣體 比空氣 略小 難 溶于水
C 金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同,是因?yàn)樗鼈冎械?碳原子的排列方式 不同。
金剛石和石墨是由 碳 元素組成的 碳單質(zhì) 的物質(zhì);它們的物理性質(zhì) 不同 ,但化學(xué)性質(zhì) 相同 。(填:相同、不同)
2.化學(xué)性質(zhì):
H2 ⑴.可燃性 ⑵.還原性
2H2+ O2 2H2O H2+ CuO Cu + H2O
CO 2CO+ O2 2CO2 CO+ CuO Cu + CO2
C C+ O2 CO2 C+2CuO 2Cu+CO2↑
[解題策略指導(dǎo)]
一定要熟知常見氣體的制取、干燥、除雜、裝置的連接順序和性質(zhì)的檢驗(yàn)。
除雜和干燥的先后順序:①若用洗氣裝置除雜,一般除雜在前,干燥在后;②若用加熱裝置除雜,一般是干燥在前,除雜在后。
洗氣瓶和干燥管中氣體的進(jìn)出口順序:①用洗氣瓶除雜和干燥時(shí),氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出;②用球型干燥管除雜或干燥時(shí),氣體應(yīng)大進(jìn)(即大管口進(jìn)氣)小出(即小管口出氣),以利于氣體充分干燥。
檢驗(yàn)多種氣體的先后順序:有多種氣體需要檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡量避免前步檢驗(yàn)對(duì)后步檢驗(yàn)的干擾。如被檢驗(yàn)的氣體中是否含有二氧化碳和水蒸氣時(shí),應(yīng)先檢驗(yàn)水(用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)),后檢驗(yàn)二氧化碳(用澄清石灰水檢驗(yàn)),最后干燥水(用濃硫酸干燥)。
記住常見物質(zhì)的特征反應(yīng):CO2能使澄清石灰水變渾濁,白色的無(wú)水硫酸銅遇H2O變藍(lán)。要驗(yàn)證H2
5 Y
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