氣體的制取、除雜和干燥

一：初中氣體制取的知識(shí)（一）：原料的選擇的依據(jù)原料選擇考慮的因素：成本低廉、反應(yīng)速率適中、操作簡(jiǎn)單方便、氣體純凈、對(duì)環(huán)境無(wú)污染……（二）：選擇發(fā)生裝置的依據(jù)：1：發(fā)生裝置的選擇的依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)（固體和固體反應(yīng)、固體和液體反應(yīng)、液體和液體反應(yīng)）和反應(yīng)條件（是否需要加熱、加催化劑等）2：加熱固體或固體混合物來(lái)制氣體的發(fā)生裝置如加熱高錳酸鉀制氧氣（試管口放一團(tuán)棉花）或加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制氧氣所需的儀器有：試管、導(dǎo)氣管、鐵架臺(tái)（帶有鐵夾），酒精燈、單孔膠塞3：固體和液體或液體和液體不加熱來(lái)制氣體的發(fā)生裝置（1）：所需的儀器有：試管、導(dǎo)氣管、鐵架臺(tái)（帶有鐵夾），單孔膠塞（試管可以用錐形瓶或廣口瓶來(lái)代替，但此時(shí)沒(méi)有鐵架臺(tái)（帶有鐵夾））該類(lèi)型裝置的優(yōu)點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，不需要加熱，節(jié)約能源（2）：該類(lèi)型裝置的優(yōu)點(diǎn)：能控制生成氣體的量，不需要加熱，節(jié)約能源所需的儀器有：錐形瓶（或試管和鐵架臺(tái)（帶有鐵夾）或廣口瓶）、導(dǎo)氣管、雙孔膠塞、長(zhǎng)頸漏斗（3）該類(lèi)型裝置的優(yōu)點(diǎn)：能控制反應(yīng)的快慢，不需要加熱，節(jié)約能源所需的儀器有：錐形瓶（或試管和鐵架臺(tái)（帶有鐵夾）或廣口瓶）、導(dǎo)氣管、雙孔膠塞、分液漏斗（4）：該類(lèi)型裝置的優(yōu)點(diǎn)：可控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。該類(lèi)型裝置須滿足的條件①：常溫下進(jìn)行，不需加熱②：塊狀或顆粒狀固體與液體反應(yīng)③：反應(yīng)速度平穩(wěn)，不能太快。該類(lèi)型裝置主要分兩種情況①：固體不動(dòng)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的關(guān)閉來(lái)控制液面的升降，使固液接觸或分離，從而控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。（3）：用向下排空氣法收集的依據(jù)：密度比空氣的小，而且還不和空氣中的成分反應(yīng)所需的儀器有：集氣瓶、導(dǎo)氣管（注意導(dǎo)氣管的形狀），玻璃片所需的儀器有：集氣瓶、導(dǎo)氣管、集氣瓶、雙孔膠塞氣體從b端通入（小短）（4）：常見(jiàn)氣體的收集方法氧氣：排水法（收集較純凈的氧氣）和向上排空氣法二氧化碳：向上排空氣法，不能用排水法收集（其原因：二氧化碳能溶于水）氫氣和甲烷：排水法和向下排空氣法一氧化碳和氮?dú)猓号潘?，一般不能用排空氣法收集氨氣：向下排空氣法（四）：放法氧氣、二氧化碳等密度比空氣的密度大的氣體，正放在水平的桌面上氫氣、甲烷等密度比空氣的密度小的氣體，倒放在水平的桌面上（五）：氧氣和二氧化碳的驗(yàn)滿方法1：氧氣的驗(yàn)滿方法:將帶火星的木條放在集氣瓶口，觀察帶火星的木條是否復(fù)燃2：二氧化碳的驗(yàn)滿方法將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察燃著的木條是否熄滅3：利用下圖裝置收集氣體時(shí)，收集滿的標(biāo)志是：集氣瓶口有氣泡冒出（六）：裝置氣密性的檢驗(yàn)1：?jiǎn)慰啄z塞組裝的氣體制取裝置的氣密性的檢驗(yàn)方法（1）：連好儀器，把導(dǎo)管的一端插入水里，用手緊握(必要時(shí)可雙手緊握)試管的外壁或用酒精燈對(duì)其進(jìn)行微熱，如果水中的導(dǎo)管口處有氣泡冒出，或松開(kāi)手，水在導(dǎo)管里形成了一段水柱，則裝置的氣密性良好。見(jiàn)下圖示。

（2）：另一種氣密性檢驗(yàn)的方法，如下圖所示。具體操作是這樣的：連好儀器，向乙管中注入適的水，使得乙管的液面高于甲管的液面。靜置片刻后，若液面保持不變則證明該裝置的氣密性良好。

2：雙孔膠塞組裝的氣體制取裝置的氣密性的檢驗(yàn)方法（1）關(guān)閉活塞K，向其中加入水至浸沒(méi)長(zhǎng)頸漏斗下端管口，若漏斗頸出現(xiàn)一段穩(wěn)定的水柱，證明該裝置的氣密性良好。

（2）連好儀器，向其中加入水至浸沒(méi)長(zhǎng)頸漏斗下端管口，當(dāng)緩慢向外拉動(dòng)活塞時(shí)，長(zhǎng)頸漏斗下端管口產(chǎn)生氣泡，裝置氣密性良好。當(dāng)緩慢向里推動(dòng)活塞時(shí)，長(zhǎng)頸漏斗頸出現(xiàn)一段穩(wěn)定的水柱，裝置氣密性良好。（七）：氣體的干燥1：初中常用的氣體干燥劑（1）：酸性干燥劑：濃硫酸（液體干燥劑）、五氧化磷酸性干燥劑不能干燥堿性氣體（初中常見(jiàn)的堿性氣體：NH3）（2）：堿性干燥劑：NaOH固體、堿石灰（NaOH和CaO固體混合物）、CaO堿性干燥劑不能干燥酸性氣體（酸性氣體：CO2、SO2、氯氣、HCl氣體）（3）：中性干燥劑：CaCl2固體干燥劑可以干燥的氣體不能干燥的氣體常用裝置酸性濃硫酸H2、O2、CO2、CONH3A堿性固體NaOH堿石灰H2、O2、CO、NH3CO2、SO2、SO3、HCl氣體B、C、D中性CaCl2除NH3以外的所有氣體NH3B、C、DAABCDA和B的裝置接口有連接順序（利用A裝置干燥時(shí)氣體從ａ端通入（長(zhǎng)進(jìn)短出）；利用B的裝置干燥時(shí)氣體從ａ端通入（大口進(jìn)小口出）；C和D的裝置接口沒(méi)有連接順序的限制。A裝置中裝液體干燥劑，初中一般為濃硫酸；B、C、D裝置中裝固體干燥劑（八）：初中常見(jiàn)做氣體實(shí)驗(yàn)的裝置1：氣體與固體反應(yīng)的裝置：氫氣還原氧化銅的另裝一種置2：氣體與液體反應(yīng)的裝置（九）：量氣體體積的裝置（十）：尾氣的處理方法（1）、灼燒法：除去尾氣中所含的可燃性氣體如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等（2）、吸收法：利用溶液或水除去尾氣中所含的某些氣體（3）、收集法（十一）：氣體實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)（1）、連接順序：裝置順序：制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置（2）安裝順序：由下向上，由左向右（3）操作順序：裝配儀器→檢驗(yàn)氣密性→加入藥品（先固后液）（4）有些實(shí)驗(yàn)為防倒吸，往往最后停止加熱或最后停止通氣；（5）有些實(shí)驗(yàn)為防氧化往往最后停止通氣。（6）、儀器拆卸的一般過(guò)程：從右到左，自上而下，先拆主體，后拆部件。（7）、凈化氣體時(shí)，一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無(wú)毒、無(wú)氣味的氣體，最后除水蒸氣。（十二）：氣體的除雜1：解答對(duì)混合氣體進(jìn)行除雜、干燥實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問(wèn)題，可參考下列規(guī)律：①：考慮干燥與除雜順序時(shí)，若采用溶液除雜，則先除雜后干燥；若采用在加熱的條件下除雜，則先干燥后除雜②：接口的連接：吸收裝置（或洗氣裝置）應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出；量氣裝置（排水法）應(yīng)“短”進(jìn)“長(zhǎng)”出③：解答除雜類(lèi)題型的注意事項(xiàng)：“不增”：不增加新的雜質(zhì)?！安粶p”：不能把主要成分反應(yīng)掉?！耙追蛛x”：生成物中最好有容易分離的沉淀或氣體或水等物質(zhì)。“簡(jiǎn)單”：一般先物理方法后化學(xué)方法2：除雜方法：①加熱法：氣體通過(guò)雙通玻璃管裝置時(shí)，雜質(zhì)與管中藥品反應(yīng)而除去如：除N2中的雜質(zhì)O2，通過(guò)紅熱的銅網(wǎng)；除CO2中CO，通過(guò)加熱的CuO。②洗氣法：氣體通過(guò)洗氣瓶，雜質(zhì)與瓶中試劑反應(yīng)被吸收。使用時(shí)應(yīng)注意進(jìn)、出氣管位置，應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”。如：除CO中的雜質(zhì)CO2，除H2中的雜質(zhì)HCl，均用NaOH溶液。除去酸性、中性氣體中的水蒸氣可用濃硫酸。二：三大氣體的制取氧氣的制?。ㄒ唬簩?shí)驗(yàn)室制氧氣的反應(yīng)原理1：實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理（藥品：高錳酸鉀）（用一種純凈物制氧氣）2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑2：實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理（藥品：氯酸鉀和二氧化錳）3：實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫溶液制氧氣的反應(yīng)原理（藥品：過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳）2H2O2MnO22H2O＋O2↑（二）：實(shí)驗(yàn)室制氧氣的的步驟1：用高錳酸鉀制氧氣的步驟（用排水法收集）（1）檢查裝置的氣密性（2）將藥品裝入試管，用帶有導(dǎo)氣管的塞子塞緊，并把它固定在鐵架臺(tái)上（若加熱高錳酸鉀制取氧氣：將藥品裝入試管，在試管口放一團(tuán)棉花，用帶有導(dǎo)氣管的塞子塞緊，并把它固定在鐵架臺(tái)上）（3）點(diǎn)燃酒精燈，加熱試管（4）用排水法收集氧氣（5）將導(dǎo)氣管從水槽中取出（6）熄滅酒精燈（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理儀器注意事項(xiàng)：（1）：試管口略向下傾斜的原因：防止試管口的冷凝水倒流炸裂試管低，引起試管炸裂（2）：鐵夾夾在距試管口約1/3處；（3）：伸入試管的導(dǎo)氣管不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，剛露出橡皮塞即可，有利于氣體的排出（4）：待水中氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)收集，防止收集的氣體中混有空氣。（因?yàn)殚_(kāi)始加熱時(shí)，試管中的空氣受熱膨脹逸出）（5）:當(dāng)集氣瓶口有氣泡冒出，說(shuō)明收集滿(6):用高錳酸鉀制氧氣時(shí)，在試管口放一團(tuán)棉花的原因：防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管，可能會(huì)將導(dǎo)氣管堵塞（7）：先預(yù)熱，后對(duì)準(zhǔn)藥品集中加熱的原因：使試管受熱均勻，防止試管炸裂。（8）：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先從水中取出導(dǎo)氣管，再熄滅酒精燈的原因：防止水槽中的水倒流回試管中，引起試管炸裂（9）：排空氣法收集時(shí)，導(dǎo)氣管接近集氣瓶底的原因：有利將空氣排凈2：用過(guò)氧化氫溶液制氧氣的步驟（用向上排空氣法）（1）.檢查裝置的氣密性（查（2）.將二氧化錳放入錐形瓶中（3）.用帶有導(dǎo)氣管的塞子塞緊瓶口（4）.從長(zhǎng)頸漏斗往錐形瓶中加入過(guò)氧化氫溶液,使長(zhǎng)頸漏斗得下端位于液面以下（形成液封，防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出）（5）.收集氣體（6）：驗(yàn)滿：（7）.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理器材（三）：工業(yè)上制氧氣1：工業(yè)上利用廉價(jià)而豐富的天然資源——空氣作為原料來(lái)制取氧氣。（1）.方法：分離液態(tài)空氣法（物理變化）不是分解反應(yīng)（2）.原理：利用氧氣和氮?dú)夥悬c(diǎn)不同，用蒸餾法，分離液態(tài)空氣。2：利用膜分離技術(shù)富集空氣中的氧氣在一定壓力下，讓空氣通過(guò)具有富集功能的薄膜，反復(fù)進(jìn)行多級(jí)分離，可得到純度較高的氧氣二氧化碳的制?。簩?shí)驗(yàn)室制取二氧化碳1：藥品：大理石（或石灰石）和稀鹽酸大理石（或石灰石）在自然界中儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，與稀鹽酸反應(yīng)反應(yīng)速度適中2：實(shí)驗(yàn)室為什么不能用下列藥品制二氧化碳的原因（1）：大理石（或石灰石）和稀硫酸反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣覆蓋在大理石（或石灰石）的表面,使酸與大理石隔離，阻止反應(yīng)的發(fā)生(2)：不用碳酸鎂的原因是碳酸鎂的價(jià)格貴(3)：不用碳酸鈉或碳酸氫鈉的原因是反應(yīng)速度太快，難于控制(4)：不用大理石（或石灰石）和濃鹽酸的原因是不但反應(yīng)快，由于濃鹽酸具有揮發(fā)性，使得生成的二氧化碳混有較多的氯化氫氣體3：反應(yīng)原理CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑4：實(shí)驗(yàn)裝置（1）：發(fā)生裝置（適用于固體與液體、液體與液體在常溫下的反應(yīng)。）3：實(shí)驗(yàn)步驟（1）：檢查裝置的氣密性（查）（2）：將大理石裝入錐形瓶中（裝）（3）：塞緊橡皮塞（連）（4）：從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸（加）（5）：收集氣體（收）（6）：把燃燒的木條放在此集氣瓶口，若燃燒的木條熄滅，則已集滿。（驗(yàn)）（7）：整理實(shí)驗(yàn)器材（理）利用如圖所示裝置制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)步驟（1）：檢查裝置的氣密性（查）（2）：將大理石裝入試管中（裝）（3）：向試管中加入稀鹽酸（加）（4）：塞緊橡皮塞（連）（5）：收集氣體（收）（6）：把燃燒的木條放在此集氣瓶口，若燃燒的木條熄滅，則已集滿。（驗(yàn)）（7）：整理實(shí)驗(yàn)器材（理）4：收集方法用向上排空氣法收集（其密度比空氣的大）不能用排水法收集（可溶于水）5：注意事項(xiàng)（1）：發(fā)生裝置的導(dǎo)氣管口略露出膠皮塞即可，不能伸入過(guò)長(zhǎng)（2）：如使用長(zhǎng)頸漏斗，長(zhǎng)頸漏斗下端要伸入液面以下（3）：導(dǎo)氣管要伸到接近集氣瓶的底部6：驗(yàn)滿的方法把燃燒的木條放在此集氣瓶口，若燃燒的木條熄滅，則已集滿，反之沒(méi)有集滿。7：檢驗(yàn)的方法（1）：將該氣體通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則該氣體為二氧化碳，反之不是二氧化碳（2）：將適量的澄清石灰水倒入裝有該氣體的集氣瓶中，蓋上玻璃片，振蕩，若澄清石灰水變渾濁，則該氣體為二氧化碳，反之不是二氧化碳（二）：工業(yè)制法：將大理石高溫煅燒CaCO3高溫CaO+CO2↑氫氣的制?。ㄒ唬?shí)驗(yàn)室制取氫氣1：藥品：鋅粒和稀硫酸價(jià)格適中，反應(yīng)速度適中2：反應(yīng)原理Zn＋H2SO4===ZnSO4+H2↑3：實(shí)驗(yàn)裝置（1）：發(fā)生裝置（適用于固體與液體、液體與液體在常溫下的反應(yīng)。）4：實(shí)驗(yàn)步驟（1）：檢查裝置的氣密性