氧气氢气二氧化碳学生版.doc

多格新南方教育 气体的制取、检验、除杂专题

氧气
氢气
二氧化碳
药品
KClO3、MnO2或KMnO4
或H2O2 MnO2
Zn和稀H2SO4
大理石(或石灰石)和稀HCl(不能是稀硫酸)

反应原理

2KClO3 2KCl+3O2↑

2KMnO4K2MnO4+MnO2 +O2↑
MnO2

2H2O2 ==== 2H2O＋O2↑
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

装置

分液漏斗

H2O2

MnO2

盐酸
大理石
多孔塑料片

收集
排水法或向上排空气法
排水法或向下排空气法
向上排空气法
检验
使带火星的木条复燃
点燃，火焰呈淡蓝色，产物只有水
使澄清石灰水变浑浊
注意：验满的方法将燃着的木条放在集气瓶口，看是否木条是否熄灭
气体发生装置的选择：
（1） 固体加热：试管口略向下倾斜，可防止固体物质本身带有的水或反应生成的水在管口处冷凝、倒流炸裂试管。
（2） 固液在常温下反应制取气体的装置（如用过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下制取O2，用石灰石与稀盐酸制取CO2等）
气体收集装置：
气体收集方法主要由气体的溶解性和气体的密度比空气密度大或小来确定。
（1） 难溶于水或不易溶于水的气体，可采用排水法收集，如O2,H2,CH4,CO等，而且要当气泡连续、均匀地冒出时才收集。
（2） 密度比空气大而且不与空气中成分反应的气体（相对分子质量大于29的气体），采用向上排空气法收集，如O2,CO2等
（3） 密度比空气小而且不与空气中成分反应的气体（相对分子质量小于29的气体），采用向下排空气法，如H2，CH4等。
除杂剂（原则：不减少被净化的气体，不引进新的杂质）
可除去的杂质
NaOH
CO2，H2O,HCl，H2S
碱石灰（CaO、NaOH）
CO2，H2O,HCl，H2S
灼热的铜网
除去O2
灼热的CuO粉末
除去CO，H2
气体的制取和除杂：
（1）O2的制取、除杂：
制取：三种制取方法：加热KClO3和MnO2；加热KMnO4；H2O2在MnO2催化下分解。加热高锰酸钾制取氧气时为了防止高锰酸钾粉末被气流冲进导管内而堵塞导管的现象，常在试管口放一团棉花。
除杂：分解双氧水得到的氧气中会混有水蒸气，需要用浓硫酸或碱石灰或NaOH固体
（2）CO2的制取、除杂：
干燥剂
可干燥气体
不能干燥的气体
浓硫酸
H2，O2，CO，CH4，CO2，HCl，SO2等
NH3
NaOH，碱石灰
H2，O2，CO，CH4，NH3等
CO2，SO2，HCl，H2S
CaCl2
H2，O2，CO，CO2，SO2，H2S等
NH3
制取：实验室制取CO2用大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸的反应。不用稀硫酸、浓盐酸代替稀盐酸，不用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石，因为稀硫酸反应会生成硫酸钙（CaSO4）的微容物，随着硫酸钙的增加会覆盖在石灰石的表面，从而阻止稀硫酸与碳酸钙的接触；浓盐酸具有挥发性，得到的CO2中有较多的HCl气体；碳酸钠粉末反应速率太快，不好控制。
除杂：实验室制取得到的CO2气体中混有HCl气体、水蒸气，要除去混有的HCl气体可用碳酸氢钠（NaHCO3）溶液，除去混有的水蒸气可用浓硫酸。
（3）H2的制取、除杂：
制取：实验室制取氢气时金属宜用锌粒，而不用镁条（价格贵、反应速率快）、铁片（反应速率慢），酸宜用稀硫酸，而用稀盐酸（挥发性）、浓硫酸和硝酸（两者具有强氧化性不能得到H2）
除杂：实验室制取的H2中常混有水蒸气，除去水蒸气可选用氢氧化钠固体或浓硫酸，验证水蒸气应选用白色硫酸铜粉末；若用Zn和HCl制取的氢气则还会含有杂质HCl气体，要除去HCl气体可选择碱溶液或硝酸银溶液（NaOH或AgNO3溶液）。
注意：在除杂时一般都遵循“先除后干”的原则，因为通过溶液除去杂质气体时会从溶液中带有水蒸气出来；但在检验水蒸气时一般先检验水蒸气再检验其它物质。
气体的检验和检验顺序：
1、检验
（1） 若要证明混合气体中某气体的存在，必须先除去气体杂质；
（2） 验证水蒸气（H2O）：无水硫酸铜（CuSO4）变蓝；
（3） 验证CO2：澄清石灰水变浑浊；
（4） 验证CO：通过灼热的CuO后再通过通入澄清石灰水，黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊；
（5） 验证H2：通过烧热的CuO后再通过白色CuSO4粉末，黑色粉末变红，白色粉末变蓝色。
（6） 验证HCl气体：与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。
2、 检验顺序
若同时验证CO2和H2O，一般先用CuSO4来验证水，后用澄清石灰水验证CO2
若同时验证H2和H2O，一般先用CuSO4来验证水，再用浓硫酸除去H2O，然后再验证H2，通过烧热的CuO后再通过白色CuSO4粉末，黑色粉末变红，白色粉末变蓝色。
尾气的处理：
（1） 溶液吸收法：如浓硫酸(H2SO4）吸收NH3；碱石灰吸收酸性气体（HCl、CO2、SO2）；
（2） 尾气点燃：一般针对CO。
气体的鉴别：
（1）鉴别CO和CO2：
① 用燃着的木条分别伸入集气瓶中，使木条熄灭的气体是CO2，气体被点燃，并有蓝色火焰的是CO。
② 将两瓶集气瓶中加少量澄清石灰水，振荡，使石灰水变浑浊的是CO2，无变化的是CO。
③ 把紫色石蕊试液分别倒入两个集气瓶，振荡，变红的是CO2，无变化的是CO。
④ 通过灼热的氧化铜，产生黑色氧化铜变红色的为CO，无变化的是CO2。
（2） 鉴别H2和CO2：同（1）中① ② ③ ④
（3） 鉴别H2和CO：

（4） CO32－的检验：与酸反应，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，证明含有CO32－。

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