本试题 “下图所示装置有多种用途。请回答下列问题:(1)洗气:除去CO2中的水蒸气,装置内应盛的物质是 。(2)检验:证明CO中混有CO2,装置内应盛 。(3)贮气:若用...” 主要考查您对氧气的制取和收集
氢气的制取和收集
二氧化碳的检验和验满
物质的除杂
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氧气的制取是初中化学的重点,也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识,而且要触类旁通,逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。
实验室制取收集氧气:
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气,也可以用盐酸代替硫酸,用镁或铁代替锌来制取氢气。
氢气的实验室制法:
化学药品 | 锌粒和稀硫酸 |
反应原理 | Zn + H2SO4== ZnSO4+ H2↑ |
发生装置 | 反应物状态为固态和液态,反应条件为室温,可选择实验室制CO2的反应装置(或用过氧化氢溶液制氧气的反应装置) |
收集装置 | 向下排空气法或排水法 |
实验步骤 | ①检验装置的气密性 ②装锌粒(注意将试管横放,把锌粒放入试管口,再慢慢竖起) ③把试管固定在铁架台上 ④加入稀硫酸 ⑤收集气体 |
注意事项 | ①不能用浓H2SO4代替稀H2SO4,浓H2SO4具有强氧化性 ②不能用金属活动性顺序表中排在氢后面的金属,如铜,也不能用排在氢前的金属,如钠,一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。 ③长颈漏斗末端应在液而以下,防止氢气从长颈漏斗逸出 |
制取方法 | 原理 | 优缺点 |
电解水 | 2H2O2H2↑+O2 | 优点:得到氢气纯度高 缺点:耗能高 |
水煤气 | C+H2O(g)CO+H2 | 优点:成本低 缺点:需要设备多(需要除去CO中的杂质) |
天然气 | CH4C+2H2 | 优点:原料丰富 缺点:氢气纯度低 |
电解饱和食盐水 | 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ | 优点:是氯碱化工的副产品 缺点:纯度低 |
理想模式:利用太阳能、高效催化剂分解水 | 2H2O2H2↑+O2↑ | 优点:不耗费电能、热能,环保 缺点:人类未能寻找到高效催化剂,还未能实际应用 |
物质 | 检验试剂或方法或装置或步骤 | 反应现象 | 结论和化学式 |
O2 | 带火星的木条 | 木条复燃 | 氧气能支持燃烧 |
CO2 | 澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | CO2+Ca(OH )2==CaCO3↓+H2O |
CO | 氧化铜由黑色变成红色,澄清石灰水变浑浊 | CO+CuOCu+CO2 Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O | |
H2 | 氧化铜由黑色变成红色,无水CuSO4变成蓝色 | H2+CuOH2O+Cu CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O | |
H2O(g) | 无水CuSO4变蓝 | CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O | |
CH4 | (1)点燃 (2)火焰上方罩一个干燥的烧杯 (3)罩一个内壁用澄清石灰水润洗过的烧杯 |
(1)产生蓝色火焰 (2)烧杯内壁有水珠生成 (3)澄清石灰水变浑浊 |
CH4+O2CO2+H2O Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O |
NH3 | (1)闻气味 (2)利用湿润的红色石蕊试纸检验 |
(1)有氨臭味 (2)湿润的红色石蕊试纸变蓝 |
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方法 | 适用范围 | 举例 | 注意事项 |
过滤 | 分离不溶性固体和液体 | 粗盐提纯 | ①过滤时要“一贴、二低,三靠”; ②必要时要洗涤沉淀物 |
结晶 | 利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度随温度变化不同的性质来分离提纯物质 | 分离氯化钠和硝酸钾混合物 | ①一般先配较高温度下的浓溶液,然后降温结晶: ②结晶后过滤,分离出晶体 |
蒸馏 | 沸点不同的液体混合物 | 石油的分馏 | ①温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处; ②加沸石(或碎瓷片); ③冷凝管水流方向 |
除杂方法 | 除杂原理 | 应用实例 |
化气法 | 与杂质反应生成气体而除去 | 除Na2SO4中的NaCO3,可加适量稀盐酸 NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O |
沉淀法 | 将杂质转化为沉淀过滤除去 | 除去NaCl中的Na2SO4.可加适量的BaCl2 Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl |
置换法 | 将杂质通过置换反应而除去 | c除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉 CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 |
溶解法 | 将杂质溶丁某种试剂而除去 | 除C粉中的CuO粉末,可加适量稀盐酸,再过滤 CuO+H2SO4==CuSO4+H2O |
加热法 | 杂质受热易分解,通过加热将杂质除去 | 除CaO中的CaCO3可加热 CaCO3CaO+CO2↑ |
转化法 | 将杂质通过化学反应转化为主要成分 | 除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuO CO+CuOCu+CO2 |
混合物类型采用的方法 | 物理方法 | 化学方法 | |
固—固混合 | 可溶—可溶 | 结晶 | 把杂质变成沉淀、气体等除去 |
可溶—不溶 | 过滤 | —— | |
不溶—不溶 | — | 把杂质变成可溶物除去 | |
固—液混合 | 过滤 | —— | |
液—液混合 | —— | 把杂质变成沉淀,气体或被提纯物 | |
气—气混合 | —— | 把杂质变成固体、溶液或被提纯物 |
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