1、第四篇 科学探究篇专题突破十五 实验基本技能与常见气体的制取与净化一、考点解读考点 1 化学实验仪器及基本操作基础知识操作名称 技能要求 操作要点 注意事项药品取用 会取用固体、液体药品1固体药品一般用药匙，粉末状固体常用纸槽协助，块状固体可用镊子；操作时一般是“一平、二送、三直立”。2液体药品需要的量多时，一般采用倾倒；需要量少时，用胶头滴管滴加；需要一定量时用量筒量取。1对药品不要触、尝、凑近闻。2药品一般取用最少量。3用剩的药品应放在指定容器中。4倾倒液体时要瓶塞倒放，标签朝向手心，瓶口挨管口，试管稍倾斜。5胶头滴管应悬垂。6量筒放平，读数时视线与凹液面最低处相平。仪器的洗涤 正确洗涤玻
2、璃仪器倒掉废液，认真刷洗；纯碱（洗衣粉）可洗油脂；盐酸可洗不溶性盐或氧化物1用盐酸或纯碱洗完后，都需用清水冲洗。2内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下，才算洗净。物质加热正确、安全使用酒精灯加热固体、液体药品1使用酒精灯前查灯芯和酒精量；用外焰加热；使用完用灯帽盖灭。2给试管中的固体加热时，试管口略低于试管底，先预热后固定加热。3给试管中的液体加热时，试管口向上倾斜 45角，液体不超过试管容积的 13，管口不能对着人，先预热后固定加热。1绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精，绝对禁止用燃着的酒精灯点燃另一盏酒精灯。2加热前擦干容器外壁。3加热后的热容器不要立即用水冲洗。仪器连接练习连接玻璃导管、橡
3、皮塞、胶皮管的操作1玻璃管插入（带孔）橡皮塞；一手拿塞，一手拿管，一端润湿，转动插入。2连接玻璃管和胶皮管：一手拿胶管，一手拿玻璃管润湿，插进胶管。3容器口塞橡皮塞：一手拿容器，一手拿塞子，慢慢转动，塞进容器。切忌将容器或玻璃管放在桌子上用劲塞塞子或套橡皮管。检查装置的气密性 练习管端浸在水中，两手紧贴容器外壁，管口冒出气泡，证明装置气密性良好。装置不漏气方能做实验。气体收集和验满练习排水集气和排空气集气、排水集气时检验气体是否已满1排水集气：集气瓶盛满水，推动玻璃片盖住瓶口，（瓶和玻璃片）一起倒立在水槽的水中；导气管口连续均匀地冒出气泡后，再伸入盛水的集气瓶中集气；瓶口冒大气泡时说明气体已集
4、满，水面下用玻璃片盖好集气瓶，小心地移出水槽。2排空气集气，导管应尽量伸入瓶底。1玻璃片毛面贴紧集气瓶口。2盛水时集气瓶里不得留有气泡。3收集密度比空气大的气体，集气瓶正放；收集密度比空气小的气体，集气瓶倒放。过 滤练习用漏斗、滤纸进行过滤“一贴二低三靠” 若滤液仍浑浊，应再过滤，直至滤液澄清。蒸 发 练习用蒸发皿蒸发溶液1将溶液倒入蒸发皿中，蒸发皿放在铁架台的铁圈上。2加热时，用玻璃棒不断搅动液体。3蒸发皿里出现较多量固体时，即停止加热。热的蒸发皿不能立即用水洗涤。配制溶液练习配制一定质量分数的溶液1计算溶质、溶剂的质量。2称固体质量，量取液体体积。3溶解，搅拌以加速溶解。解题策略对于化学实
5、验基本操作部分，解题的关键在于把握准各项实验操作的要点以及原理，并运用原理解决相关问题。典型例题例 1 下列实验操作错误的是（ ）解析：该题将化学实验的基本操作用图的形式来表示，这比文字叙述要直观得多，只要学生平时实验时亲自动手做，就不难回忆出哪些是正确的做法。很显然 B、C、D 选项中图示操作是正确的，而 A 项的做法会引起失火事故。答案：A新题展示1从氯酸钾与二氧化锰混合加热完全分解后的剩余固体中分离出氯化钾，可采取的操作步骤是：溶解、过滤、_。在以上三步操作中均需使用的一种玻璃仪器是_。解析：这是一道利用初中化学中最常见的知识出现的实验题。再次让学生认识到，一个简单的化学实验是由多步的基
6、本操作有序组合而成。解答此题的关键在于明确实验目的和重要的操作步骤。实验目的：从 2KClO3 2KCl+3O2反应中分离获得 KCl。反应后的剩余固体是 KCl 与 MnO2 混合物，其中 KCl 易溶于水，MnO 2 难溶于水，由此决定了实验步骤应该是：溶解；过滤（可以得到难溶于水的 MnO2）；蒸发结晶（得到溶质 KCl）。三步操作都需要的玻璃仪器应是该仪器的用途决定，溶解与蒸发要搅拌，过滤需引流过滤液。答案：蒸发（或结晶或蒸发结晶） 玻璃棒考点 2 O2、H 2、 CO2 的实验室制法（包括反应原理、发生装置、收集方法、验证方法和验满方法）基础知识1实验室制取气体的发生装置是根据反应物
7、、生成物的状态(固体或液体),反应条件( 是否加热) 决定的；收集装置是根据气体的溶解性和密度决定的。2氧气、二氧化碳和氢气的实验室制取方法和收集方法反应物状态 固体与固体混合 固体与液体混合反应条件 加热 不需加热装置 A 装置 B发生装置氧气 二氧化碳 氢气药品 方案 1：过氧化氢和二氧化锰方案 2：高锰酸钾 大理石（或石灰石）和稀盐酸 锌粒和稀硫酸（或稀盐酸）化学反应原理方案 1：2H 2O2 MnO2 2H2O+ O2 方案 2：2KMnO 4 K2MnO4 + MnO2 + O2CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2Zn+H2SO4 ZnSO4+H2制得气体在水中的溶解性
8、氧气不易溶于水 二氧化碳能溶于水 氢气难溶于水制得气体的密度与空气的比较 氧气密度比空气密度大二氧化碳密度比空气密度大 氢气密度比空气密度小发生装置方案 1 制取氧气使用上表装置使用上表装置 B 使用上表装置 B解题策略熟练的掌握气体实验室制法的思路和方法，并通过对比分析，总结归纳，推断其他气体的制取方法。典型例题某化学兴趣小组利用下列装置进行 O2、CO 2 的实验室制法和有关性质的研究。（1）写出下列编号仪器的名称：_；_。 （2）甲同学要用 KMnO4 固体来制取 O2，应选用上图中的_装置(填编号 )，该反应的化学方程式是_。当 O2 收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先
9、_后_。（3）乙同学用浓盐酸和大理石在 B 装置中反应，制取 CO2 并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红。对这一变化的合理解释是_(填序号)A产生的 CO2 直接使石蕊试液变红B 产生的 CO2 与水反应生成 H2CO3 使石蕊试液变红C 挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红（4）丙同学用 C 装置制取了一瓶无色无味的气体(纯净物)，你推测该气体可能是_，试用最简便的方法证实你的推测_ _。解析：实验室制取气体的实验能否成功，除了能根据反应原理选择实验装置外，还要掌握正确规范的操作步骤。实验室制取氧气已收集至满时，水槽中导管的取出与熄灭加热酒精灯的顺序，对于用题中装置制取氧气时，非常
10、重要。如果先熄灭酒精灯，试管温度降低，管内气压减小，水槽中的水有可能会倒流B方案 1 制取氧气使用上表装置A收集方法 排水法或向上排空气法 向上排空气法 排水法或向下排空气法检验方法 将带火星的木条插入集气瓶内，若复燃，说明是氧气将气体通入澄清的石灰水，若其变浑浊，说明是二氧化碳点燃该气体，检验其生成的产物验满或验纯 将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满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，靠近火焰移开手指，若听到“噗”的一声，说明已纯入试管，造成试管破裂。实验室制 CO2应该用稀盐酸与大理石反应，当用浓盐酸时，产生的 CO2气体中
11、一定含有挥发出的 HCl 气体，当它们通入紫色石蕊试液中，CO 2与水反应：CO 2+H2OH 2CO3，HCl 溶于 H2O 形成盐酸，都能使紫色石蕊试液变红。猜测 C 装置产生的气体，不要离开题意，它是研究 O2和 CO2的制法与性质。答案：（1）烧杯 锥形瓶；（2）A，2KMnO 4 K2MnO4 + MnO2 + O2 把导管移出水面，熄灭酒精灯。（3）B、C （4）CO 2 或 O2 用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条熄灭，则为 CO2；若木条复燃，则为 O2。新题展示2下图所示装置可用于实验室制取某些气体，并能随开随用，随关随停。下表中所选用的药品及制取的气体完全正确的一组是（ ）
12、选用的药品选 项固体 M 液体 N制取的气体A 大理石 稀硫酸 二氧化碳B 锌 粒 浓硫酸 氢 气C 大理石 稀盐酸 二氧化碳D 碳酸钠 稀硫酸 二氧化碳解析：实验室制备气体装置的选择，往往是由制取该气体的方法（原理）来确定。用化学方法制取气体，就需考虑反应中反应物状态和反应条件，如实验室制取氢气和二氧化碳两气体在原理上是基本一致的：制 H2 用 Zn+2HCl（稀）ZnCl 2+H2或 Zn+H2SO4（稀）ZnSO 4+H2；制 CO2 用 CaCO3+2HCl（稀）CaCl 2+H2O+CO2。共同特点是：固体与液体反应；反应在常温即可发生，不需加热。解题的关键在于除具备上述知识外，还有
13、对题中装置的认识和理解。答案：C考点 3 常见气体的检验（O 2、H 2、CO 2、CO、CH 4 等）基础知识气体 检 验 方 法 实 验 现 象O2 将带火星的木条伸入到集气瓶内 木条复燃。H2 点燃该气体，在其火焰上方罩一冷而干燥的烧杯。 火焰呈淡蓝色，烧杯内壁有水生成。CO2 将气体通入到澄清石灰水中。 澄清石灰水变浑浊。H2O 白色硫酸铜粉末 变为蓝色CO(1)点燃，将产生的气体通入澄清石灰水中。(2)将该气体通入灼热的氧化铜，再将产生的气体通入澄清石灰水中。(1)火焰呈蓝色，澄清石灰水变变浑浊。(2)灼热的氧化铜变红色，石灰水变浑浊。CH4点燃，先再其火焰上方罩一干燥的烧杯，再将附
14、有澄清石灰水的烧杯罩上。火焰呈蓝色，干燥的烧杯内壁有水生成，另一烧杯内壁变浑浊。空气 将燃着木条伸入集气瓶内。 木条燃烧程度无变化。氮气 将燃着木条伸入瓶内，再倒入少量澄清石灰水。燃着木条熄灭，澄清石灰水无明显变化。解题策略识记常见气体的检验方法并能用于解决实际问题是解题的关键。典型例题例 3 鉴别氢气、一氧化碳、甲烷三种气体，可根据它们的（ ）A燃烧现象不同 B燃烧产物不同 C颜色和气味不同 D密度不同解析：对于氢气、一氧化碳、甲烷这样一类都具有可燃性，而且燃烧火焰颜色相似的气体的鉴别，单靠气体本身性质有时很难区别，需要借助生成物某些性质的差别才能分辨。此题解答就应利用三种气体的燃烧产物的不
15、同来鉴别。氢气燃烧生成 H2O；CO 燃烧生成 CO2；CH 4 燃烧生成是 CO2 和 H2O。综合比较、思考发现，可以鉴别。答案：B新题展示3现有氧气、氢气、空气、甲烷、二氧化碳五种气体，要用最简单的方法将它们鉴别出来，如果有一盒火柴，则你还需要（ ）A浓硫酸 B澄清石灰水 C蒸馏水 D干燥的小烧杯解析：利用物质燃烧的现象不同可以将氧气、空气、二氧化碳鉴别出来，燃烧更旺的是氧气、燃烧没有变化的是空气、立即熄灭的是二氧化碳，而氢气与甲烷的鉴别还需进一步验证燃烧后的产物，故应用澄清石灰水。答案：B考点 4 常见气体的干燥和净化基础知识1在实验室制备的各种气体中，常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气
16、体杂质，须经过净化和干燥后才能得到纯净的气体实验装置：常用的干燥及净化装置主要是：洗气瓶、干燥管和 U 型管如图2气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应如下表中常见气体的干燥剂 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体浓硫酸 H2、O 2、CO、HCl 等中、酸性气体 不能干燥碱性气体，如NH3无水硫酸铜（CuSO 4） 氯化钙（CaCl 2） H2、O 2、CO、CO 2、HCl能干燥绝大多数气体，NH3 除外氢氧化钠固体或生石灰 H2、O 2、CO 等中、碱性气体不能干燥酸性气体，如：CO2、SO 2、HCl、H 2S
17、等3气体的净化 选择气体吸收剂应根据气体的性质和要除去杂质的性质而定原则：所用的吸收剂只能吸收气体中的杂质；不能与被提纯的物质反应，也不能引入新的杂质常见的气体及其吸收剂：H 2O：浓硫酸、无水硫酸铜、氢氧化钠固体、碱石灰（氢氧化钠与生石灰的混合物）等；HCl、CO 2：氢氧化钠溶液、澄清石灰水、碱石灰等注意：除去 H2 中混有的 HCl 可选氢氧化钠溶液、澄清石灰水、碱石灰，但除去 CO2 中混有 HCl，不能选上述试剂，因为它们都能和 CO2 反应，只能选用 NaHCO3 溶液4实验装置的连接原则一般顺序：气体发生装置（或混合气体）验证除杂干燥主要实验尾气的处理（1）验证气体的顺序有水先验
18、水。同时有 HCl、CO 2 时，先验 HCl 后验 CO2。同时有 H2、CO 时先将其转化为 CO2 和水，先验水后验 CO2，证明原气体中有 H2、CO。（2）除杂的顺序水最后除。同时有 HCl、CO 2，同时除。同时有 H2、CO 先将其转化为 CO2 和水再除。（3）验证并除杂时顺序一般为先验证后除杂。（4）干燥并除杂的顺序：若采用溶液除杂，则先净化后干燥。（5）气体的验证要有明显现象，以便观察；气体的除杂要求除杂效果好，并不引入新杂质。（6）考虑验证与除杂顺序时，一般是先验证后除杂；考虑干燥与除杂顺序时，若采用溶液除杂，则先净化后干燥；气体的验证要有明显现象，以便观察；气体的除杂要
19、求除杂效果好，并不引入新杂质。解题策略在理解气体制取和净化原理后，要注意迁移知识，解决实际问题，在这一过程中需要联想、类比、综合分析等。典型例题例 4 用锌与稀盐酸反应制得的氢气中常常混有氯化氢和水蒸气。现由如图所示装置：（1）制氢气的发生装置应选用（填装置对应的字母号，下同）_。（2）证明并同时除去氯化氢气体，应选用_装置；证明并同时除去水蒸气，应选用_装置。（3）所选的几种装置各导管的连接顺序从左到右依次是（填导管序号，下同）_。（4）如果选择最少的装置制取纯净、干燥的氢气，其导管连接顺序是_。解析：本题将气体的发生装置、净化顺序、仪器的连接等知识有机结合。证明氢气中有氯化氢气体可以证明氯
20、化氢是酸性气体，也可以证明氯化氢溶液中有氯离子。气体的净化顺序一般是：先除其它杂质气体再除去水蒸气。用洗气瓶除杂，气体“长进短出”，U 形管一般选择“左进右出”（也可以“右进左出”）。答案：（1）D。（2）B；C。（3） 。（4）。新题展示4根据下图所示四种实验装置，我思考了以下一些问题：（1）A 与 B 两种装置是制取气体的发生装置，用 A、B 装置分别能制取_气体。（2）用 C 收集密度比空气大的气体时，这种气体应从_（填 a或 b）通入。（3）我查阅资料得知孔雀石（固体）主要成分为 Cu2(OH)2CO3，受热分解产物是氧化铜、水和二氧化碳。选择上述装置实验孔雀石分解并检验其中两种氧化物
21、，我选择的装置安装顺序是_（填代号）。（4）再检验水的装置里要添加的试剂是_，观察到的实验现象是_；在检验二氧化碳的装置里装入半瓶新制澄清石灰水，将被检气体通入石灰水中，观察到的现象是_。解析：本题综合考查学生对气体发生装置、收集装置、CO 2 和水的证明方法等知识。A 装置用于“固固加热”型气体的制取， B 装置适用于“固液常温”型。C 装置 a 进 b 出可收集到密度比空气大的气体。在孔雀石分解产物中，显然水和二氧化碳更容易证明。检验水用无水硫酸铜，证明二氧化碳用澄清石灰水。答案：（1）氧气、氢气、二氧化碳等。（2）a。（3）A、D 、C。（4）无水硫酸铜或 CuSO4，无水硫酸铜变成蓝色
22、；澄清石灰水变浑浊。二、考点突破1掌握常见实验仪器的用途及实验基本操作2了解气体实验室制法的思路和方法。3认真比较归纳 O2、H 2、CO 2 的实验室制法，并通过对比分析，总结归纳，推断其它气体的制取方法。4检验气体应从气体的性质入手，明确各种气体的特性，选取合适的方法，从实验操作、现象和结论几个方面加以说明，并会用规范语言表达。5气体的干燥与净化要着重掌握上面总结的基础知识。三、命题趋势1化学是一门以实验为基础的自然科学，具备一些基本的实验操作技能是进行化学和科学探究的基础和保证。中考命题中，本部分内容是不可缺少的，难度不大，所占分值不高（24 分）2氧气、氢气和二氧化碳三种气体的实验室制
23、法是气体制备的基础，尤其是氧气和二氧化碳的制取属于重点掌握内容，在中考中是必考的知识点。常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取的考题中，题型主要是选择题和实验（探究）题。考查的方式通常有：（1）常规基础题：考查有关三大气体制取的基础知识。内容有：制取气体的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法及装置的连接。（2）迁移运用题：将课本外的气体制取纳入考试范围，给足实验信息，考查学生正确处理信息的能力，及将三大气体的制取规律迁移到新问题情境中来，考查学生分析解决问题的能力。（3）分析评价题：分析实验中出现异常现象的原因、操作过程中的漏洞；评价三种气体的制取方案，如药品的选择、制取方法是否可行、发生装置及收集装置的评价和选择等。考查学生思维的灵活性及分析判断能力。（4）综合实验题：集气体的制取、除杂、干燥及性质的实验于一体，考查学生的综合实验能力。在中考命题时，基础题常考不衰，不容忽视；评价题是中考的重要命题形式；迁移题、综合题将成为中考的热点和趋势。全 品中考网全 品中考网全 品中考网
