初中化学专题6重要气体的制取与检验除杂与净化

专题6 重要气体的制取与检验、除杂与净化

【学习目标】

1．掌握氧气、二氧化碳的实验室制法，并通过对比归纳，学会实验室制取气体的一般思路和方法。 2．掌握常见气体的检验方法和除杂原理、混合气体检验和净化的顺序。 3．了解常见气体的干燥与净化装置。

4．培养学生“绿色化学”的观念，树立环保意识

【重点】

1．氧气和二氧化碳的实验室制法（反应原理、发生装置、收集方法、检验方法、验满方法） 2．气体发生装置、收集装置选择依据 3．常见气体的检验方法、除杂质试剂选择 4．混合气体检验、净化顺序

学 案 设 计

复习活动一：气体的实验室制法

【课前预习】：请回顾氧气和二氧化碳这两种气体的实验室制法，完成下列表格。

【形成思路】：气体的实验室制法

1．原料选择考虑的因素：

； 2．装置的选择

发生装置选择考虑的因素：反应物的 和 ； 收集装置选择考虑的因素：气体的 和 。 【反馈练习一】：

已知实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气。反应原理如下：

2NH 4C1 + Ca(OH)2 △ CaCl 2 + 2NH 3↑+ 2X 。 X 的化学式为： 。 ⑴根据上述信息，选择实验室制取和收集氧气、二氧化碳、氨气的装置，请在相关空格处√。

装置

A B

C D E

氧气 二氧化碳 氨气

⑵ 写出图中有标号仪器的名称：a ；b ；c 。 ⑶ 分别写出实验室制取氧气和二氧化碳反应的化学方程式： ； 。

⑷ 若收集某气体时选用D 装置，由此可推知该气体的性质可能有： 。 ⑸ 硫化氢（H 2S ）是一种有毒气体，其密度比空气的密度大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS ）和稀硫酸混合，在常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。 ① 写出该反应的化学方程式： ；

② 制取硫化氢气体的发生装置可以选用 。

③ 硫化氢不能用C 装置来收集，原因是 。 右图装置如按照d-e-f 顺序连接可用来收集H 2S 气体，则乙装置的烧杯 中最好盛放 溶液进行尾气处理；试分析甲装置能收集到

H 2S 的原因 。

⑹由此，小明联想到氨气是一种有刺激性气味的气体，也需改用上述装置收集，请你帮他连接装置，连接顺序是( )-( )-f 。 【能力提升】：

右图所示装置的功能 ① 收集并贮存气体

若气体密度大于空气密度，应从 端进；(向上排空气法) 若气体密度小于空气密度，应从 端进。（向下排空气法）

若气体难溶于水，先将集气瓶内装满水，气体应从 端进。（排水法）

② 检验气体或洗气（除杂质）

若瓶内盛有澄清的石灰水，可用来检验 气体，气体应从 端进。

复习活动二：常见气体的检验

【课前预习】：整理重要气体的检验方法和现象，完成下列表格。

重要气体

检验方法

现象

O 2

CO 2 H 2 CO CH 4 HCl

b

a

c

A B

d e f

甲 乙

NH 3 H 2O （气）

【变式训练】：（一）利用可燃性检验H 2、CO 和CH 4

1．有一瓶气体，它是由H 2、CO 、CH 4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水未变浑浊。则该气体是 。

2．有一瓶气体，它是由H 2、CO 、CH 4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上无现象；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体是 。

3．有一瓶气体，它是由H 2、CO 、CH 4中的一种，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体是 。

4．有一瓶气体，它是由H 2、CO 、CH 4中的几种组成，将其进行如下实验：在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色。用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。则该气体的组成可能是（有几种可能就填几种）：① 、② 、③ 、④ 。 【变式训练】：（二）利用还原性检验H 2和CO

某气体可能由H 2和CO 组成，为确定其成分，设计了如下三套实验装置：

① 若要验证该气体中只含H 2，应将气体依次通过 装置（填装置序号，下同）。

② 若要验证该气体中只含CO ，应将气体依次通过 装置，连接顺序为 。 ③ 若要验证该气体是H 2和CO 的混合气体，应将气体依次通过 装置。 【形成方法】：气体检验的方法

①检验气体应从气体的性质入手，明确各种气体的特性，需要通过明显的实验现象进行检验，每种试剂只能检验一种气体。

②混合气体检验应注意顺序，避免带来干扰，若有水蒸气需要检验，应在 检验。 【反馈练习二】

某气体可能是H 2、CO 、CO 2、H 2O 、HCl 中的一种或几种组成，为确定其成分，进行如下实验：

气体通过有关装置时观察到的现象如下（假设每步反应均恰好完全进行）： 装置编号 A B C D E 试 剂 硝酸银溶液 澄清石灰水 氧化铜粉末 澄清石灰水 无水硫酸铜 现 象

无明显变化

变浑浊

变红色

无明显变化

变蓝色

澄清的

石灰水 氧化铜粉末

无水硫酸铜 A B C a b c d

e f

试推断：

⑴该气体中一定含有 ；

⑵该气体中一定没有 ，理由是 。

⑶该气体中可能含有 ，为确定其是否存在，应 。

复习活动三：气体的除杂与净化

常用除去气体杂质的方法

杂质气体

除杂试剂 O 2

灼热的铜网 CO 、H 2

灼热的氧化铜

酸性气体（CO 2、SO 2、HCl 、H 2S 等）

碱溶液（NaOH ）、碱石灰（NaOH+CaO ） 水蒸气

干燥剂（浓硫酸、生石灰、碱石灰等）

常用的干燥装置有：（由干燥剂的状态来决定干燥剂的装置）

【问题组】1．除杂原则需遵循哪些原则？

2．除杂质时需要有明显的现象吗？ 3．每种试剂只能除去一种杂质吗？

4．如果混合气体中含有水蒸气需要除去，水蒸气要放在 除去，为什么？

【反馈练习三】

1．除去括号中的杂质，所用药品是否正确，如不正确，请选择合适的除杂质药品填在横线上。 ① CO 2（CO ）～ 氢氧化钠溶液 ② CO （HCl ）～ 通过灼热的氧化铜 ③ N 2（O 2）～ 木炭

④ CO 2（水蒸气）～ 氧化钙 【例题】：如下图所示，某学生用装置甲（瓶内壁附有碳酸钙）作为制取氢气的发生装置，先在瓶内放入锌粒，然后误将浓盐酸通过长颈漏斗注入瓶中。现要用乙、丙、丁等装置验证并除去混有的杂质（H 2O 不需验证），得到纯净、干燥的氢气。请回答：

⑴甲装置中发生反应的化学方程式是 ； 。

⑵乙装置中盛装的试剂是 ，其作用是 ，反应的化学方程式是 。

⑶丙装置中盛装的试剂是 ，其作用是 ，反应的化学方程式是 。 干燥剂 不可干燥的气体 干燥装置 碱性 生石灰

碱石灰

酸性气体 A 或B 酸性 浓硫酸 碱性气体（如NH 3） C

中性 无水硫酸

铜固体

—— A 或B 干燥管 U 形管

⑷丁装置中盛装的试剂是，其作用是。

【反馈练习三】

2．为除去氢气中含有的少量氯化氢和水蒸气，应选用的装置是下图中的（）

3．某市三名同学误入废弃的防空洞，虽经抢救，仍造成学生及抢救人员的重大伤亡，该事件提醒我们：

⑴进入洞穴前，需要进行实验，当证明洞内缺氧时，应携带供氧设备进入洞穴。

⑵为弄清洞内气体成分中是否含水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，某学生设计了下图所示的实验装置进行检验，请回答下列问题：

①实验前，先用大注射器从洞内抽取气体样品，然后将气体注入装置A中进行实验，实验过程中，能证明洞内气体中含有水蒸气的现象是。若B中（澄清石灰水）出现现象，则证明洞内气体中含有二氧化碳；若C中出现和现象，则证明洞内气体中含有一氧化碳。

②若洞中气体含有CO，在D处尚缺少的实验仪器的名称是，其作用是。

③B中NaOH溶液的作用是。

④如果将上述装置按A、C、B排列，则不能检验洞内气体是否含有。

能力提升：规律总结

在综合性气体制备实验中，我们可以从以下方面进行设计：

达标检测

必做题：

1．NO是汽车尾气中的一种大气污染物，但少量NO具有扩张血管、增强记忆的功能。在实验室收集NO只能

．．用排水集气方法。对NO的描述正确的是（）

发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置

反应物状态

及反应条件

气体及杂

质的性质

气体的性质及

干燥剂的状态

气体的溶解

性及密度

尾气的性质

A．易溶于水B．可能极易与氧气反应C．易与水反应D．有害无利2．下列分别是二氧化碳制取、干燥、收集和性质检验的装置图，正确的是（）

3．欲鉴别CO、O2、空气、CO2、CH4五种气体，现有一盒火柴，还要用到下列实验用品中的（）A、装有蒸馏水的烧杯B、装有紫色石蕊试液的烧杯

C、冷而干燥的烧杯

D、内壁蘸有澄清石灰水的烧杯

4．请你根据澄清石灰水和浓硫酸的性质，完成下面的实验：

将H2、N2、CO和CO2组成的混合气体,依次通过灼热的氧化铜、、，最后得到干燥的N2。

选做题：

5．右图是收集干燥R气体并对它进行吸收的正确装置。由

图中实验装置推测该气体的有关性质，正确的一组是（）

A B C D

密度（与空气比较）大于大于小于小于

在水中的溶解性难溶极易溶极易溶难溶

6．为弄清楚废弃的防空洞内气体成分是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，甲、乙两个实验小组分别用下图所示盛有药品的仪器（图中夹持仪器均省略）检验防空洞内的气体成分。

⑴甲组逐一检验是否含有上述某一气体，若检验其中是否含有二氧化碳，应选用（填序号）；若防空洞内含有水蒸气，则B中的现象是；若A中玻璃管内物质由黑色变为红色，则防空洞内含有。

⑵乙组用上述仪器组装一套装置，通过一次实验同时检验上述气体中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，按气体通过的先后顺序连接仪器依次是（填序号，仪器可以重复使

用）。

⑶若已验证防空洞中不存在一氧化碳，则进防空洞前需要进行检验二氧化碳含量是否较高的实验，其方法是。

拓展延伸：

7．某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。试回答：

⑴若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；

⑵鼓入空气的目的是，装置A中试剂X应选用；若没有C装置，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；E装置的作用是；

⑶根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为（计算结果保留一位小数）。