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初中化学主要考查两种常见气体(O2CO2)的制备原理、药品,气体制备装置一般分四大部分:发生装置、净化装置(干燥装置)、收集装置和尾气处理装置。会考突出化学实验基础知识的考查,突出教科书上原理的考查;中考则突出考查学生能力,在会考基础上进行延伸和综合。中考内容包括会考内容。 

 

一、制取常见气体药品、状态及反应条件

 

制备 

气体

中考实验内容

会考实验药品、状态及反应条件

中考增加实验药品、状态及反应条件

O2

KClO3MnO2共热、KMnO4加热、H2O2MnO2

Na2O2 H2O

CO2

石灰石或大理石与盐酸

 

H2

 

ZnH2SO4或盐酸

NH3

 

Ca(OH)2 固体与NH4Cl固体共热

 

二、气体的发生装置

 

(一)固+固(加热)(图1):适用于制备气体:O2 (KClO3MnO2共热、KMnO4加热)NH

 

注意事项:

 

⑴试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。

 

⑵铁夹应夹在距管口处(试管的中上部)。

 

⑶固体药品要放在试管底部平铺开,加热时首先均匀预热,然后在试管的最后部位集中加热,并逐步前移。

 

⑷胶塞上的导管伸入试管里不能过长,否则会妨碍气体导出。

 

⑸如用排气法收集气体,当停止制气时,应先从水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯。以防止水倒流使试管炸裂。

 

⑹用KMnO4制取O2时,为了防止生成的细小颗粒堵塞导管,在大试管口放一松软棉花。

 

(二)固+液体(不加热)(图2、图3):适用于制CO2H2O2(用Na2O2 H2OH2O2MnO2制取O2也用此装置)

 

2装置注意事项:

 

①在最右边的装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下,否则起不到液封的作用而无法使用。

 

②加入大小适宜不溶于水的块状固体。如果太碎会落入底部的酸中使反应太快无法控制,造成容器内压力过大,导致酸液溢出。

 

③加人酸的量要适当。

 

④在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时,必须先检验纯度。

 

3装置注意事项:

 

①瓶内气密性要好。

 

②先放固体后加液体。

 

③加入酸的量要适当。

 

④生成气体微溶或难溶于水。 

 

三、气体的净化(干燥)装置

 

(一)常见干燥剂及气体的干燥

 

 

液态干燥剂

固态干燥剂

常见干燥剂

浓硫酸

无水氯化钙

碱石灰

装置

可干燥气体

H2O2CO2N2CO

H2O2CO2N2CO

H2O2NH3N2CO

不可干燥气体

NH3

NH3

HClCO2

注意事项

ab出(长进短出)

ab出(大进小出)

左进右出

 

(二)常见净化(包括干燥气体)装置(图4

 

 注意事项:

 

A为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。如用灼热的铜丝除氧气。

 

BC一般盛液体药品,用于洗液。如用浓硫酸除水蒸气,氢氧化钠溶液除酸性气体。气体由ab出。

 

D一般盛固体药品。如用碱石灰吸收水或二氧化碳。 

 

 

四、气体的收集装置(图5、图6

 

根据气体溶解性和密度(相对分子质量,与29比较)不同,把气体的收集方法分为排液法(常为排水法)和排气法(常为排空气法)。装置图见下:

 

(一)排水法:难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如:H2O2COCH4等。排水法的典型仪器是a,注意导管只能伸入集气瓶内少许,便于导管的取出。

 

(二)排气法:不与空气反应且密度与空气相差较大的气体;又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时,导气管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为了减少空气扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片(如图b);试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花(如图d

 

向上排空气法:相对分子质量大于29的气体。如O2CO2等,典型装置是b

 

向下排空气法:相对分子质量小于29的气体。如H2CH4NH3等,典型装置是c

 

(三)其它气体收集装置

 

 

 

 

 

 

 

 

如果一种气体既能用排液法收集,又能用排空气法收集,则用排液法收集的气体纯度要高一些。 

 

五、尾气处理装置(图7

 

通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用经典仪器有:

 

a用于NaOH吸收CO2(气体溶解或反应速度不很快,不易引起倒吸);

 

b用于收集少量气体然后处理;如多余的CO的处理。

 

c收集极易溶且溶解很快的气体。如NH3,这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液体对气体的吸收。由于漏斗容积较大,从而防止吸收液的倒吸。

 

d用于处理难以吸收(有毒)且可燃的气体。如H2CO等。 

 

练习1  利用图所示装置可进行若干实验。

 

(1)若用此干燥装置从A口进气收集气体X,则气体X应满足的条件是________

 

(2)若此装置充满水,用来测量气体Y的体积,气体Y应满足的条件是________,此时气体从________口进入集气瓶。

 

(3)若用此装置来除去气体中的某些杂质气体,则保留气体应满足的条件是:________,此时气体从________口进入集气瓶。 

 

练习2.过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水,它在MnO2催化作用下能迅速分解,放出氧气,同时生成水.在实验室中可用下图所示装置用双氧水制取氧气(通过分液漏斗玻璃活塞的“开”、“关”,可随时向锥形瓶中滴加双氧水)

 

 (1)试写出该反应的化学方程式_______________

 

 (2)在实验室中该装置还可用于制取___________(写两种气体)

 

 (3)此法制取氧气的优点是_________________________________ 

 

练习3、如图所示的只是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题。

 

为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?

 

                                

 

这种制气装置在加入反应物前,怎样检查装置的气密性?

 

                                                   

 

从下面两个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体,填写下表中的空白。

 

大理石与盐酸反应制取二氧化碳

 

用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气

气体名称

收集方法

检验方法

 

 

 

    
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