1、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。氧气 二氧化碳药品反应原理发生
2、装置 收集装置 发生装置 收集装置装置 收集方法检验方法验满方法注意事项【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】：下表列出了空气、氧气、二氧化碳、氨气在标准状况下的密度和溶解性。物质 空气 氧气 二氧化碳 氨气密度 (gL) 1.293 1.429 1.977 0.771溶解性 不易溶 能溶 极易溶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：2NH4C1 + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3+ 2X 。 X 的化学式为： 。根据上述信息，选择实验
3、室制取和收集氧气、二氧化碳、氨气的装置，请在相关空格处。A B C D E装置氧气二氧化碳氨气 写出图中有标号仪器的名称：a ；b ；c 。 分别写出实验室制取氧气和二氧化碳反应的化学方程式： ；。 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： 。 硫化氢（ H2S）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。 写出该反应的化学方程式： ； 制取硫化氢气体的发生装置可以选用 。 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
4、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H2S 的原因 。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 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） 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
5、体 检验方法 现象O2CO2H2COCH4bacA Bd e f甲 乙HClNH3H2O（气）【变式训练】：（一）利用可燃性检验 H2、CO 和 CH41有一瓶气体，它是由 H2、 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 H2、 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
6、变浑浊。则该气体是 。3有一瓶气体，它是由 H2、 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 H2、 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）： 、 、 、 。【变式训练】：（二）利用还原性检验 H2 和 CO某气体可能
7、由 H2 和 CO 组成，为确定其成分，设计了如下三套实验装置： 若要验证该气体中只含 H2，应将气体依次通过 装置（填装置序号，下同） 。 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 。 若要验证该气体是 H2 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。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 H2、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：
8、澄清的石灰水氧化铜粉末无水硫酸铜A B Ca b c de f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）：试推断：该气体中一定含有 ；该气体中一定没有 ，理由是 。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O2 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
9、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。 CO 2（CO ） 氢氧化钠溶液 CO（HCl ） 通过灼热的氧化铜 N 2（O 2） 木炭 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：装置编号 A B C D E试 剂 硝酸银溶液
10、 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 NH3） C中性 无水硫酸 铜固体 A 或 B干燥管 U 形管甲装置中发生反应的化学方程式是 ；。乙装置中盛装的试剂是 ，其作用是 ，反应的化学方程式是 。丙装置中盛装的试剂是 ，其作用是 ，反应的化学方程式是 。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
11、大伤亡，该事件提醒我们：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。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：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。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 。B 中 NaOH 溶液的作用是 。如果将上述装置按 A、C、B 排列，则不能
12、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：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达 标 检 测必做题：1NO 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（ ）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、O 2、空气、CO 2、 CH4 五种气体，现有一盒
13、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、N 2、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
14、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。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 。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） 。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
15、、铁夹等在图中均已略去） 。实验步骤如下：按图连接装置，并检查气密性；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；准确称得 6g 纯碱样品放入容器 b 中；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；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：若两步的实验操作太快，则会导致测定结果 （填“偏大”或“偏小” ） ；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 ；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） 。
