初中化学常见气体的制取.docx

弘毅教育VIP一对一教学方案（穆展鸿）
课时数：2课时 （第4次） 主讲人：解老师
教学内容：初中化学常见气体的制取
重要考点：
MnO2
△
一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取和工业制取
气 体
氧气（O2）
二氧化碳（CO2）
氢气（H2）
制备药品
过氧化氢溶液
和二氧化锰
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
大理石（或石灰石）
和稀盐酸
锌粒和稀硫酸
反应原理
2H2O2
2H2O+O2↑
△
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3
2KCl+3O2↑
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
反应类型
分解反应
复分解反应
置换反应
反应物状态
固体及液体混合
固体及固体混合
固体及液体混合
固体及液体混合
反应条件
不需加热
加热
不需加热
不需加热
发生装置
③
①
②
④

气体溶解性
不易溶于水
能溶于水
难溶于水
气体密度
密度比空气密度大
密度比空气密度大
密度比空气密度小
收集装置

（纯净的）或 （干燥的）

（唯一的）

或
净 化
可用浓硫酸或碱石灰干燥
用NaHCO3溶液除去HCl，
用浓硫酸干燥
用NaOH溶液除去HCl
杂质，用浓硫酸干燥
收集方法
排水法、向上排空气法
只能用向上排空气法
排水法或、下排空气法
检验方法
将带火星的木条插入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。
将气体通入澄清的石灰水，若澄清的石灰水变浑浊，
说明是二氧化碳
点燃气体，检
验其生成产物。
淡蓝色火焰，
生成H2O
验满或验纯
用向上排空气法收集时，将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。

用排水法收集时，集气瓶口有气泡冒出。
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，靠近火焰后移开手指，若听到“噗”的一声，说明已纯。
注意事项
⑴先检查装置的
气密性
⑵用排水法收集时，待气泡连续均匀排出时才收集
⑶导管置集气瓶口
⑴先检查装置气密性
⑵试管口略向下倾斜
⑶试管口放一团棉花
⑷先移出导气管，后
停止加热，以防倒吸
⑸正放
⑴ 不能用稀硫酸，因反应生成CaSO4附着在大理石表面，阻止反应继续进行。
⑵ 长颈漏斗的末端应插到液体中（分液漏斗不强调）
⑶ 正放保存
⑴先检查装置气密性
⑵先验纯再收集
⑶不能用浓硫酸
⑷长颈漏斗的末端应插到液体中
⑸倒放保存
工业制取
分离液态空气(依氧气和氮气的沸点不同)
加压、蒸发——物理变化。
高温煅烧石灰石
CaCO3CO2↑+ CaO
分离水煤气H2和CO
注明： 1.固液不加热装置——凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图均可用图①、③、④。
2.固固加热装置——凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图可用图②。
二、气体的净化及干燥
1.除杂原则：①不能引入新的气体杂质；②不能减少被净化气体的量。
2.除杂原理：（碱石灰是由CaO固体和NaOH固体组成的混合物）。
3.干燥剂的选择：（干燥原则：干燥剂不能及被干燥气体发生化学反应）。
干燥装置
洗气瓶（盛液体）
干燥管（固体干燥剂）
U形管（固体干燥剂）
仪 器

无水硫酸铜
（遇水变蓝）

干燥剂
浓硫酸
固体NaOH、生石(CaO)、
碱石灰等
无水CaCl2、
无水硫酸铜（CuSO4）
固NaOH、
生石（CaO）、
碱石灰等
无水CaCl2、
无水硫酸铜（CuSO4）
能干燥
的气体
SO2、CO2、HCl； H2、O2、CO、N2、CH4
NH3；
H2、O2、CO、N2、CH4
SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、
N2、CH4
NH3；
H2、O2、CO、N2、CH4
SO2、CO2、HCl；H2、O2、CO、N2、CH4
不能干燥
的气体
NH3
SO2、CO2、
HCl
NH3
SO2、CO2、
HCl
NH3
4.常见吸收剂及能吸收的气体：
吸收剂
吸收的气体
吸收剂
吸收的气体
水
HCl、NH3
NaOH溶液或石灰水
HCl、CO2
碱石灰(NaOH和CaO)
CO2、水蒸气、HCl
灼热铜丝或铁丝
O2
浓硫酸、无水CuSO4
H2O
灼热氧化铜
CO、H2
5.尾气的吸收及处理——环保意识
①.溶液吸收：如CO2、SO2、HCl、NH3等可用NaOH溶液吸收（极易溶气体要防止倒吸）。
②.点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃。
③.气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。

Fe2O3
CO

澄清的
石灰水
④.防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。
纯净的氢气
干燥的
烧杯

6.“万能瓶”的几种主要用途：
(1).集气：（贮气）
b
a
①如瓶中为空气，即用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体从a管进，密度小的从b管进。
②若瓶中为水，即用排水法收集气体时，气体从b管进。
(2).洗气：（长入短出） 瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。
(3).量气：（短入长出）
瓶内装满水，气体从b端进入，a端接量筒，通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。
(4).安全瓶：（长入短出）
点燃可燃气体时，瓶内装少量水，将点燃的气体及从发生装置产生的气体分隔开。
注明：气体的性质决定收集的方法
收集法
排水集气法
向上排空气法
排空气法
实验图
O2、H2、CO、CH4

O2、CO2

H2、NH3、CH4

气 体
性 质
适用不易溶于水、难溶于水
且不及水发生反应的气体。
适用不跟空气发生反应
且密度比空气大的气体。
适用不跟空气发生反应
且密度比空气小的气体。
三、常见气体的性质和用途：
（一）重要的三种气体：氢气、氧气、二氧化碳
1.物理性质：
三大气体
颜 色
气 味
状 态
密 度
溶 解 性
H2
无色
无味
气体
比空气 小
难 溶于水
O2
无色
无味
气体
比空气 大
不易 溶于水
CO2
无色
无味
气体
比空气 大
能 溶于水
2.化学性质：
H2
⑴.可燃性
⑵.还原性
2H2+ O22H2O
H2+ CuOCu + H2O
O2
⑴.及金属反应
⑵.及非金属反应
⑶.及化合物反应
2Mg+ O22MgO
3Fe+ 2O2 Fe3O4
C+ O2CO2
S+ O2SO2
4P+ 5O22P2O5
CH4+2O2 CO2+ 2H2O
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
2CO+ O22CO2
CO2
⑴.及水反应
⑵.及石灰水反应
⑶.及碳反应
CO2+ H2OH2CO3
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
CO2+ C2CO
3.用途的比较：
氢气用途
氧气用途
二氧化碳用途
⑴填充气球
⑵高能燃料
⑶冶炼重要金属
⑴支持燃烧
⑵供给呼吸
⑶用于炼钢
⑴灭火
⑵作工业原料（制饮料、纯碱、化肥等）
⑶“干冰”用于人工降雨
⑷植物的光合作用
（二）具有可燃性的三种气体：氢气、一氧化碳、甲烷
1.物理性质：

颜 色
气 味
状 态
密 度
溶 解 性
H2
无色
无味
气体
比空气 小
难 溶于水
CO
无色
无味
气体
比空气 略小
难 溶于水
CH4
无色
无味
气体
比空气 小
难 溶于水
2.化学性质（可燃性）：
H2
可燃性
H2、CO、CH4的检验
2H2+ O22H2O
点燃后，⑴在火焰上方罩一干冷的小烧杯，烧杯内壁没有 水雾 ，该气体是 CO ；⑵在火焰上方罩一内壁附有澄清石灰水的小烧杯，石灰水变 浑浊 ，该气体是 CH4 ；另一气体就是 H2 。
CO
2CO+ O22CO2
CH4
CH4+2O2 CO2+ 2H2O
（三）具有可燃性和还原性的三种物质：氢气、一氧化碳、碳
1.物理性质：

颜 色
气 味
状 态
密 度
溶 解 性
H2
无色
无味
气体
比空气 小
难 溶于水
CO
无色
无味
气体
比空气 略小
难 溶于水
C
金刚石和石墨的物理性质不同，是因为它们中的 碳原子的排列方式 不同。
金刚石和石墨是由 碳 元素组成的 碳单质 的物质；它们的物理性质 不同 ，但化学性质 相同 。（填：相同、不同）
2.化学性质：
H2
⑴.可燃性
⑵.还原性
2H2+ O22H2O
H2+ CuOCu + H2O
CO
2CO+ O22CO2
CO+ CuOCu + CO2
C
C+ O2CO2
C+2CuO2Cu+CO2↑
[解题策略指导]
一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。
除杂和干燥的先后顺序：①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。
洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序：①用洗气瓶除杂和干燥时，气体应长进短出；②用球型干燥管除杂或干燥时，气体应大进（即大管口进气）小出（即小管口出气），以利于气体充分干燥。
检验多种气体的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水（用无水硫酸铜检验），后检验二氧化碳（用澄清石灰水检验），最后干燥水（用浓硫酸干燥）。
记住常见物质的特征反应：CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。要验证H2和CO等还原性气体，可先将净化后的气体通过灼热的CuO，再检验其产物。检验H2的存在是通过其及CuO反应生成H2O，检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。要验证CO和CO2的混合气体，可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的CuO，再检验CO。

教学过程
1、 三大气体的制取方法

氧气
二氧化碳
氢气
反应原理

发生装置(理由）

收集装置（理由）

验满方法

检验方法

2、 注意事项：
（1）加热高锰酸钾制取氧气中应该注意的问题
a、步骤：查—装—定—点—收—离—熄
b、注意点①试管口略向下倾斜：防止
②药品平铺在试管的底部：均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花：
⑥排水法收集时， 时开始收集（刚开始排出的是试管中的空气）
⑦实验结束时，先 再 ：防止 。
（2） 在使用长颈漏斗时，漏斗下端管口应该深入液面以下。
（3） 用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部
3、实验室制取气体的思路和方法
和 决定气体的发生装置
气体的 和 决定 气体收集装置

4、 拓展延伸
（1）、收集装置

用右图所示装置收集密度比空气大的气体（如氧气、二氧化碳）时气体从 进入，收集密度比空气小的气体（如氢气）时气体从 进入，
排水法收集气体时，气体从 进入，

（2）、分别说出下列发生装置各有什么优点：

练习巩固
1.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题：

（1）请写出图中标号仪器的名称：
① ；② 。
（2）实验室若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，二氧化锰起 作用；其中发生装置应选用 ，收集装置应选用 。（填编号）
（3）写出用A装置制取氧气的化学方程式 。
（4）用C装置收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是 。
（5）如选用E装置来收集CO2，则气体应从 端（填“a”或“b”）进入。
2、某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：
A B C D E
(1)写出图中标号仪器的名称：a ，b 。
(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是 (填上图字母)，原因是
可选用C装置收集氧气，其原因是 。
(3)实验室常用氯化铵固体及碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)，应选择的发生装置是 (填上图字母)。
3、某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。

（1）写出图中仪器a、b的名称 a ，b 。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。应选择的气体发生装置是 ，气体收集装置是 。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是 ，应选择的发生装置是 ，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管 （填①或②）通入。
（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是 。
4.请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。
（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为
；
不选择第③组药品的原因是 。
（2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。
（3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。
验满方法是 。
（4）气体检验。将燃着的木条深入集气瓶内，木条熄灭，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由。
。
5、化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是及实验的重要作
用分不开的。结合下列实验装置图回答问题：

A B C D E
图1 图2
(1)写出图中带标号仪器的名称：①　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　。
(2)若实验室对你开放，请从图1中选择合适的装置，制取一种你熟悉的气体。你想制取的气体是　　　　　　，选择的发生装置是　　　　　　 (填序号，下同)，选择的收集装置是　　　　　　，选择此收集装置的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B虽然操作简便，但无法控制反应速率。请从图2中选取　　　　(填序号)取代B中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的。

6. (2013兰州市)实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答：
①
A B C D E F

②

a
b
c
混合
气体
澄清的
石灰水
稀盐酸

（1）指出编号仪器的名称：① ，② 。
（2）以上 （从A—E中选择）装置有一处明显的错误，请加以改正 。利用改正后的装置继续完成后面的实验。
（3）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母），反应原理用化学方程式表示为 ；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施是 ；若使用C装置收集氧气，实验结束时，应先从水槽中移出导气管，再熄灭酒精灯，原因是 。
（4）将CO2和CO的混合气体通过F装置（液体药品均足量），实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，广口瓶中观察到的现象是 ，此时从导管c逸出的气体主要是 。一段时间后，再关闭活塞a，打开活塞b，将分液漏斗中的稀盐酸滴入广口瓶中，此时逸出的气体主要是 ，反应原理用化学方程式表示为 ，欲收集该气体，应选择的装置是 （填字母），验满的方法是 。
7. (2014孝感市)实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。
（1）写出所指仪器名称。a ；
（2）以上装置图中共有两处明显错误，请将改正的结果填在下列横线上：
① ；② 。
（3）实验室选用C和E装置可以制取的气体是 （填化学式）。
（4）装置B、C都可以用来制取气体，比较这两个装置的不同，指出B装置的一个突出优点 。

b
a
8. (2014娄底市)通过一年的化学学习，相信你已掌握了实验室制取气体的有关知识。请结合图示回答下列问题。

（1）请写出图中标号a、b仪器的名称：a ；b 。
（2）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，发生反应的化学方程式
为 ，选用的发生装置是 ，（填装置序号，下同）收集装置是 。
（3）F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，在水面上放一层植物油的目的是 ，植物油上方原有的空气对实验的结果 （填“有”或“没有”）明显影响。
9.（2014沈阳市）实验室利用下图所示装置进行相关实验，请回答下列问题：

（1）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 （填字母）；实验结束后，某同学发现水槽中的水变成了浅紫红色，从实验操作角度分析其原因是 ；若用B和D装置制取氧气，B中发生反应的化学方程式： 。
（2）若要制取二氧化碳，选用的块状固体药品为 ；若用F装置检验二氧化碳，应在其中装入适量的 ，出现 现象时，证明有二氧化碳产生。
（3）若要制取氢气，可以使用C或E装置收集的原因是 ；若选用F装置代替C装置收集氢气，气体应从 （填“a”或“b”）导管口通入。
10．（2014湛江市）老师为同学们提供了如下实验装置：

（1）写出仪器a，b的名称．a是 ，b是 ．
（2）组装仪器时，将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，要先把玻璃管口 ，然后稍稍用力旋转，将其插入．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 （填字母代号，下同）．若要收集较纯的氧气，可选用的装置是 ．
（4）①实验室也可以选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B中制取氧气，化学方程式为 ．若选用C做发生装置，你认为选用装置C的优点是 ．
②也可以将注射器连接到装置B的导管口处，用来 ．

a
b c

燃着的蜡烛
澄清石灰水
紫色石蕊溶液
稀盐酸
大理石
11. （2014成都市）下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。

A B C D E
请回答下列问题：
（1） 将A、E装置连接时，应将A装置的导管a及E装置的导管 （选填“b”或“c”）相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是 。
（2） 将A、B装置连接，观察到的现象是 ，可验证二氧化碳的性质是 。
（3） 将A、C装置连接，可验证二氧化碳及氢氧化钙反应，该反应的化学方程式为：
。
（4） 用E装置手机慢一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，观察到的现象时 ，这些现象说明二氧化碳具有的物理性质 ，化学性质 ， 。
12．（2014锦州市）我们已经学过实验室制取气体的一般思路和方法，请利用下列装置回答相关问题．

（1）写出图一中a和b的仪器名称：a　 　 b　 　；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应原理是　 　（用化学方程式表示）．主要实验步骤有：①固定装置②装入药品③加热④检查装置的气密性⑤收集．其正确操作顺序为　 　（填编号）．若要用排水法收集一瓶较纯净的氧气，收集的最佳时机是　 　．
（3）利用图一中的装置也可制取和收集二氧化碳气体，那么应选择的装置是　 　，实验室制取二氧化碳的化学方程式为　 　．若要用图二装置收集二氧化碳气体，则气体应从　 　（填c或d）端通入．
13．我市中考化学实验操作考试有四道题：①酸的化学性质；②粗盐提纯；③CO2的制取，收集和验满；④ 加热高锰酸钾制取氧气．考试方法是由考生抽签确定考题．小穆抽签后被监考老师引导至准备了下列仪器和药品的试验台前．
回答下列问题：
（1）指出下图中仪器a的名称　 　；b仪器的一种用途是　 　．
（2）小穆抽到的是第　 　个考题．
（3）下列五个示意图是小穆完成实验的主要操作过程．按评分标准，每项操作得1分，满分5分．实验完毕后，小敏得3分，造成他失分的操作是　 　、　 　（填序号）．

（4）第①步操作中，如果气密性良好，观察到的现象是　 ．
（5）选用上述部分仪器，药品可另选，再补充一种仪器，则可完成另一个实验考题．该考题是第　 　个考题，补充仪器的名称是　 　．
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