初中化学常见气体的制取.pdf
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1、弘毅教育 VIP 一对一教学方案(穆展鸿) 课时数: 2 课时 (第 4 次)主讲人:解老师 教学内容:初中化学常见气体的制取 重要考点: 学科王 一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取和工业制取 气 体氧气( O2)二氧化碳( CO2)氢气( H2) 制备药品 过氧化氢溶液 和二氧化锰 高锰酸钾 氯酸钾和 二氧化锰 大理石(或石灰石) 和稀盐酸 锌粒和稀硫酸 反应原理 2H2O2 MnO2 2H2O+O2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3 2KCl+3O2 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 反应类型 分解反应复分解反应
2、 置换反应 反应物状态固体与液体混合固体与固体混合固体与液体混合固体与液体混合 反应条件不需加热加热不需加热不需加热 发生装置 气体溶解性不易溶于水能溶于水难溶于水 气体密度密度比空气密度大密度比空气密度大密度比空气密度小 收集装置 (纯净的)或(干燥的) (唯一的) 或 净 化可用浓硫酸或碱石灰干燥 用 NaHCO3溶液除去 HCl, 用浓硫酸干燥 用 NaOH 溶液除去 HCl 杂质,用浓硫酸干燥 收集方法排水法、向上排空气法只能用向上排空气法排水法或、 下排空气法 检验方法 将带火星的木条插入集气瓶内,若木条复燃, 说明是氧气。 将气体通入澄清的石灰水, 若澄清的石灰水变浑浊, 说明是二
3、氧化碳 点燃气体,检 验其生成产物。 淡蓝色火焰, 生成 H2O 验满或验纯 用向上排空气法收集时,将带火星的木条靠近 集气瓶口,若木条复燃,说明已收集满。 用排水法收集时,集气瓶口有气泡冒出。 将燃着的木条靠近集气瓶 口,若木条熄灭,说明已收 集满。 用拇指堵住倒置已收 集满氢气的试管, 靠近 火焰后移开手指, 若听 到“噗”的一声,说明 已纯。 MnO2 b a 注意事项 先检查装置的 气密性 用排水法收集时, 待气泡连续均匀排 出时才收集 导管置集气瓶口 先检查装置气密性 试管口略向下倾斜 试管口放一团棉花 先移出导气管,后 停止加热,以防倒吸 正放 不能用稀硫酸,因反应 生成CaSO4
4、附着在大理石 表面,阻止反应继续进行。 长颈漏斗的末端应插到 液体中(分液漏斗不强调) 正放保存 先检查装置气密性 先验纯再收集 不能用浓硫酸 长颈漏斗的末端应 插到液体中 倒放保存 工业制取 分离液态空气 ( 依氧气和氮气的沸点不同) 加压、蒸发物理变化。 高温煅烧石灰石 CaCO3CO2+ CaO 分离水煤气H2和 CO 注明:1. 固液不加热装置凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图、 、。 学科王 2. 固固加热装置凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图。 二、气体的净化与干燥 1. 除杂原则:不能引入新的气体杂质;不能减少被净化气体的量。 2. 除杂原理
5、:(碱石灰是由CaO 固体和 NaOH 固体组成的混合物) 。 3. 干燥剂的选择: (干燥原则:干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应)。 干燥装置洗气瓶(盛液体)干燥管(固体干燥剂)U 形管(固体干燥剂) 仪 器 干燥剂浓硫酸 固体 NaOH 、 生石 (CaO)、 碱石灰等 无水 CaCl2、 无水硫酸铜 (CuSO4) 固 NaOH、 生石( CaO) 、 碱石灰等 无水 CaCl2、 无水硫酸铜 (CuSO4) 能干燥 的气体 SO2、 CO2、 HCl; H2、O2、CO、 N2、CH4 NH3; H2、O2、CO、 N2、CH4 SO2、 CO2、 HCl ; H2、O2、CO、 N
6、2、CH4 NH3; H2、O2、CO、 N2、CH4 SO2、 CO2、 HCl ; H2、O2、CO、 N2、CH4 不能干燥 的气体 NH3 SO2、CO2、 HCl NH3 SO2、CO2、 HCl NH3 4. 常见吸收剂及能吸收的气体: 吸收剂吸收的气体吸收剂吸收的气体 水HCl 、NH3 NaOH 溶液或石灰水HCl 、CO2 碱石灰 (NaOH 和 CaO) CO2、水蒸气、 HCl 灼热铜丝或铁丝O2 浓硫酸、无水CuSO4 H2O 灼热氧化铜CO、H2 5. 尾气的吸收及处理环保意识 . 溶液吸收:如CO2、SO2、HCl 、NH3等可用NaOH 溶液吸收(极易溶气体要防止
7、倒 吸) 。 . 点燃处理:如CO、 CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管,将其点燃。 . 气球收集:如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。 . 防倒吸装置:如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。 6. “万能瓶”的几种主要用途: (1). 集气: (贮气) 学科王 如瓶中为空气,即用排空气法收集气体时,密度比空气大的气体从a 管进, 密度小的 无水硫酸铜 (遇水变蓝) Fe2O3 CO 澄清的 石灰水 纯净的氢气 干燥的 烧杯 从 b 管进。 若瓶中为水,即用排水法收集气体时,气体从b 管进。 (2). 洗气: (长入短出)瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。 (3). 量气
8、: (短入长出) 瓶内装满水,气体从b 端进入, a 端接量筒,通过测量量筒内水的体积从而测得生成 气体的体积。 (4). 安全瓶:(长入短出) 点燃可燃气体时,瓶内装少量水,将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。 注明:气体的性质决定收集的方法 收集法排水集气法向上排空气法排空气法 实验图 气 体 性 质 适用不易溶于水、难溶于水 且不与水发生反应的气体。 适用不跟空气发生反应 且密度比空气大的气体。 适用不跟空气发生反应 且密度比空气小的气体。 三、常见气体的性质和用途: (一)重要的三种气体:氢气、氧气、二氧化碳 1. 物理性质: 三大气体颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色
9、无味气体 比空气小难溶于水 O2无色无味气体比空气大不易溶于水 CO2 无色无味气体 比空气大能溶于水 2. 化学性质: H2 . 可燃性. 还原性 2H2+ O22H2O H2+ CuO Cu + H2O O2 . 与金属反应. 与非金属反应. 与化合物反应 2Mg+ O22MgO 3Fe+ 2O2Fe3O4 C+ O2CO2 S+ O2SO2 4P+ 5O22P2O5 CH4+2O2CO2+ 2H2O C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2CO+ O22CO2 CO2 . 与水反应. 与石灰水反应 . 与碳反应 CO2+ H2OH2CO3CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O CO2
10、+ C2CO 3. 用途的比较: 氢气用途氧气用途二氧化碳用途 填充气球 高能燃料 冶炼重要金属 支持燃烧 供给呼吸 用于炼钢 灭火 作工业原料(制饮料、纯碱、化肥等) “干冰”用于人工降雨 植物的光合作用 (二)具有可燃性的三种气体:氢气、一氧化碳、甲烷 1. 物理性质: 颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色无味气体 比空气小难溶于水 CO无色无味气体比空气略小难溶于水 CH4 无色无味气体 比空气小难溶于水 2. 化学性质(可燃性) : H2可燃性H2、CO、CH4的检验 H2、NH3、CH4O2、 CO2 O2、H2、CO、CH4 2H2+ O22H2O 点燃后,在火焰上方罩一干
11、冷的小烧杯,烧杯内壁 没有水雾,该气体是CO ;在火焰上方罩一 内壁附有澄清石灰水的小烧杯,石灰水变浑浊, 该气体是CH4 ;另一气体就是H2。 CO 2CO+ O22CO2 CH4 CH4+2O2CO2+ 2H2O (三)具有可燃性和还原性的三种物质:氢气、一氧化碳、碳 1. 物理性质: 颜 色气 味状 态密 度溶 解 性 H2无色无味气体比空气小难溶于水 CO无色无味气体 比空气略小难溶于水 C 金刚石和石墨的物理性质不同,是因为它们中的碳原子的排列方式不同。 金刚石和石墨是由碳元素组成的碳单质的物质; 它们的物理性质不同, 但化学性质相同。 (填:相同、不同) 2. 化学性质: H2 .
12、 可燃性 . 还原性 2H2+ O22H2O H2+ CuO Cu+ H2O CO 2CO+ O22CO2 CO+ CuO Cu + CO2 CC+ O2CO2 C+2CuO2Cu+CO2 解题策略指导 学科王 一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。 除杂和干燥的先后顺序:若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后;若用加热 装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。 洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序:用洗气瓶除杂和干燥时,气体应长进短出; 用球型干燥管除杂或干燥时,气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气),以利于 气体充分干燥。 检验多种气体的先后顺序:有多种气体需
13、要检验时,应尽量避免前步检验对后步检验的 干扰。 如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时,应先检验水 (用无水硫酸铜检验) , 后检验二氧化碳(用澄清石灰水检验),最后干燥水(用浓硫酸干燥)。 记住常见物质的特征反应:CO2能使澄清石灰水变浑浊,白色的无水硫酸铜遇H2O 变 蓝。要验证 H2和 CO 等还原性气体, 可先将净化后的气体通过灼热的CuO,再检验其产物。 检验 H2的存在是通过其与CuO 反应生成 H2O, 检验 H2O 时一定要将产物先通过无水 CuSO4 检验。要验证 CO 和 CO2的混合气体, 可先将混合气体通入澄清石灰水,后通过灼热的CuO, 再检验 CO。 教学过程
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