初中化学常见气体制取实验总结.docx

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初中化学常见气体制取实验总结

初中常见气体的制取

专题目标：

通过对相关内容的巩固复习，使学生掌握初中化学常见气体的制取方法及相关内容。

知识精讲

一、实验原理的确定

确定实验原理：

1.反应应容易控制；2.反应条件温和（能不高温就不高温，高温条件不易满足，并且较危险）；3.成本低。

例如二氧化碳实验原理的确定

Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑反应速度太快，不容易控制

CaCO3+2HCl（浓）==CaCl2+H2O+CO2↑浓盐酸易挥发，生成的气体中容易混有氯化氢

CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑反应生成的CaSO4微溶，附着在CaCO3表面，阻止了反应的进一步发生现象：

反应一段时间以后，反应停止，不再有汽泡

CaCO3

CaO+CO2↑反应条件不容易满足

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑反应条件温和，容易控制，故选择该种方法

二、气体发生装置确定

确定发生装置依据：

1.反应物状态；2.反应条件（是否需要加热）

反应不需要加热时可用下图装置：

例如：

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑上图装置可控制反应的发生

2H2O2

2H2O+O2↑

Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑

注意：

固液反应不加热、液液反应不加热适用该装置，当固液反应、液液反应需要加热时只需要再添加酒精灯即可。

当反应需要加热，并且是固固反应时可用下图装置：

2KClO3

2KCl+3O2↑

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑

注意！

使用该装置时试管口一定要向下倾斜，原因是防止加热过程中产生的冷凝水倒流引起试管底炸裂。

三、气体收集装置确定

气体收集方法确定的依据：

密度：

密度比空气大向上排空气法E

密度比空气小向下排空气法D

溶解性：

不易溶于水不与水反应排水法C

试确定氢气二氧化碳氧气分别能用什么方法收集？

引申：

1.已知收集方法推测气体性质：

一种气体只能用向上排空气法，由此可以得出该气体有什么样的性质

2.上述三种气体收集方法均可采用下图装置

向上排空气法：

长管进短管出

向下排空气法：

长管出短管进

排水法：

集气瓶事先装满水，长管进短管出

除此以外，该装置还常常用于洗气

四、初中常见几种气体制取实验原理

氧气

2H2O2

2H2O+O2↑

2KClO3

2KCl+3O2↑

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑

二氧化碳

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

五、一般实验步骤及气体的净化

实验室制取气体的一般顺序是：

连接装置→检查气密性→装药品（先固体，后液体）→反应→收集气体（应等到装置中空气排净后再收集）。

气体的净化原则：

净化时所需气体不能参加化学反应或因溶解而损失，也不能引入新的杂质。

净化的顺序一般是除杂在前，干燥在后，干燥后的气体不能再通过水溶液。

典型例题

一、气体制备及性质验证

这部分内容综合性强，要求学生掌握常见气体的制务原理以及性质。

中考考察热点

1.氧气和二氧化碳的实验室制法律以及操作过程

2.实验装置以及药品的选择，并分析选择错误的后果

3.通过归纳总结氧气和二氧化碳的制取方法推测制取某种未知气体。

典型例题及练习

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规律，请你结合下列装置完成下列问题：

（1）请写出在装置B中放入氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气的化学方程式。

（2）已知过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。

如果在实验室中用A作气体发生装置，用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气，所选装置的正确连接顺序是（填写管口字母）______________。

若只改变A装置中的药品，仍采用已连接的整套装置，还可以用来制取的气体是__________________。

（3）通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比，可总结出选择气体发生装置应考虑的因素有哪些？

_______________

（4）装置A和C都可以作为实验室制取氢气的发生装置，A和C相比，具有哪些优点？

（答出一条即可）________________________________

1．在实验室中，利用右图装置可以制取并收集多种气体（必要时可以加热）。

（1）李明同学想利用该装置制取干燥的O2，应对装置作何改进？

              。

a中发生反应的化学方程式为                 ；b中盛放的试剂是       。

（2）李明同学还想利用上述实验装置制取H2和CO2，请你对他的方案给予评价：

制取的气体

a中盛放的试剂

b中盛放的试剂

评  价（回答是否可行；若不可行，说出理由）

H2

Zn、稀H2SO4

浓H2SO4

CO2

大理石、稀盐酸

浓H2SO4

2．化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。

结合下列实验装置图回答问题：

（1）下面四种途径都可以得到氧气：

任意写出其中的两个反应方程式 

                             、                            

（2）化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。

从实现原料和反应过程的绿色化考虑，你认为在中学化学实验室中，上述几种制取氧气的途径中用               （填物质名称）更体现化学实验的绿色化追求。

（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是      （填字母代号）。

用排水收集氧气完毕后，停止加热时的操作顺序是先         ，然后              ，以防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂。

（4）实验室制取二氧化碳时，可选用的发生装置是       （填字母代号）。

收集二氧化碳通   常用C装置，而不选用D或E装置，试从二氧化碳性质的角度来分析其原因          。

二、设计实验

着重考察学生对实验原理的理解以及实验的基本操作，这是近年考试的热点。

典型例题及练习

某校化学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样—个实验：

让水蒸气通过一根烧红的枪管，生成了一种气体。

同学们对这个实验很感兴趣：

难道红热的铁

能与水蒸气反应?

生成的气体又是什么?

带着这些疑问，他们设计了如右图所示的装置进行探究。

（1）已知试管内湿棉花不参加化学反应，它的作用是        ；

（2）若干燥从a导管出来的气体，应从       （选填“b”或“c”）端管口通入；

（3）对化学变化过程中生成的气体同学们有以下猜想：

猜想一：

生成的气体可能是氢气   猜想二：

生成的气体可能是              。

（4）请你对猜想二进行探究：

操作方法

现象

结论

某化学兴趣小组通过查阅资料得知：

固体草酸（H2C2O4·2H2O）受热可分解，其化学方程式：

H2C2O4·2H2O≜CO↑+CO2↑+3H2O

该课题小组的同学在实验室分别进行了如下实验，请回答下列问题：

（1）制取CO气体的发生装置应选用______;

（2）若用Ｃ装置收集CO，则进气口应为____;

（3）若要验证固体草酸（H2C2O4·2H2O）受热的分解产物为CO、CO2、H2O，则仪器连接的顺序为_____________________

（提示：

无水CuSO4遇到水会变成蓝色，NaOH可以吸收CO2且吸收量大于澄清石灰水，生成可溶的Na2CO3，溶液为无色）

（4）某同学设计用草酸制取并收集CO的实验，装置如下图，请你评价他的方案。

举一反三

1．下列关于“用高锰酸钾受热分解制取氧气”与“用分离液态空气法制取氧气”的说法中正确的是（　　）

　　A．从变化的本质看：

前者是化学变化，后者是物理变化

　　B．从消耗的能源看：

前者要消耗能量，后者不消耗能量

　　C．从成本看：

制备等量氧气，前者成本低，后者成本高

　　D．从经济效益看：

前者效益高，后者效益低

2．实验室用高锰酸钾制取氧气，不必使用的用品是（　　）

A．小棉球　B．试管　　　

C．药匙　　D．玻璃棒

3．高温下分解下列物质，理论上不可能产生氧气的是（　　）

A．高锰酸钾（KMnO4）　B．氯化钾（KCl）

C．氧化汞（HgO）　　　D．氯酸钾（KClO3）

4．以下实验室用高锰酸钾制取氧气的操作中，不正确的是（　　）

①试管口略向下倾斜　

②用排水法收集氧气　

③铁夹夹持在试管的中上部

④收集完毕，先停止加热再将导管移出水面

A．④　　B．②④　　C．①③　　D．①②

5．用图所示的实验装置制取二氧化碳一般有以下几个步骤，其正确的操作顺序是（　　）

①向长颈漏斗中注入稀盐酸　

②向容器中放入几小块石灰石　

③按要求装好仪器　

④检查装置的气密性　⑤收集气体

A．①②③④⑤　　　B．④③①②⑤

C．③④②①⑤　　　D．③④①②⑤

6．要除去热水瓶内壁附着的水垢，最好的方法是（　　）

A．用沙子擦洗　　　　　　

B．用“钢丝球”擦洗

C．加热使之剥落　　　　　

D．加少量稀盐酸使之溶解

7．下列各组气体中，可用同一种方法收集，且该方法是组内每种气体的最佳收集方法，这样的一组是（　　）

A．H2、O2、CO2　　　　B．H2、CO2、CO

C．CH4、O2、CO2　　　D．H2、CH4、CO

中考例题

1.（佛山）氯气（Cl2）是黄绿色气体，水溶液叫氯水。

把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水中，品红褪色。

【发现问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢？

【查阅资料】氯气溶于水，部分与水反应，方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。

其中，HClO的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性。

【猜想】

猜想1：

是氯水中的水使品红褪色的；

猜想2：

是氯水中的（填化学式）使品红褪色的；

猜想3：

是氯水中的盐酸使品红褪色的；

猜想1：

是氯水中的次氯酸使品红褪色的。

【实验探究】

实验操作

实验现象

过程分析

①把品红试纸伸入水中

没有褪色

猜想1不成立

②把品红试纸伸入干燥的氯气中

没有褪色

猜想2不成立

③

没有褪色

猜想3不成立

【结论】

综合分析：

氯水中的（填化学式）使品红褪色，具有漂白作用（能使品红等有色物质褪色）。

【反思】

（1）HClO中氯元素的化合价为价。

（2）氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，化学方程式为。

（3）向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是。

【猜想】Cl2【实验探究】③把品红试纸伸入到盐酸中【结论】HClO

【反思】

（1）+1

（2）AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3（3）先变红色后褪色

2.（揭阳）某实验小组对实验室中A、B、C、D四瓶无色溶液进行鉴别，它们分别是硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、四种物质的一种。

可供使用的实验用品有：

稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、紫色石蕊溶液、硝酸钡溶液、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、试管、胶头滴管。

请利用提供的实验用品，鉴别出四种物质，并完成实验报告：

实验

实验操作

实验现象

实验结论

①

取四支试管，各取少量的A、B、C、D溶液，分别先滴加紫色石蕊试液

B溶液变红色，D溶液变成蓝色。

A、C溶液都呈色。

B是

D是

②

另取二支试管，各取少量的A、C溶液，分别先滴入硝酸钡溶液后再滴入稀硝酸溶液。

A是硫酸钠溶液

C是

【发现问题】做完实验②后，该小组在网上查阅资料的时候发现，用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液进行检验SO42-时，亚硫酸根离子（SO32-）的存在干扰了SO42-的检验。

如往亚硫酸钠（Na2SO3）溶液滴加硝酸钡溶液后有沉淀生成，再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀。

【提出问题】若某无色溶液中可能含有硫酸根离子（SO42-）与亚硫酸根离子（SO32-）中的一种或两种，该如何检验？

【查阅资料】亚硫酸钡（Ba2SO3）是无色晶体或白色粉末，微溶于水，在水中是白色沉淀。

中性或碱性条件下NO3-不能和SO32-反应，但在酸性条件下，NO3-能和H+反应相遇时（HNO3）具有强氧化性，易把SO32-氧化生成SO42-。

往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应，生成有刺激性的气体。

【猜想】该无色溶液中含有

（1）SO42-

（2）SO32-（3）。

【实验探究】请你将下列实验填写完整。

实验

实验操作

实验现象

实验结论

③

取该溶液少量试管E中，加入硝酸钡溶液后再加入稀硝酸酸

有白色沉淀生成

不能确定猜想

一定成立

④

取该溶液少量试管F中，加入加入稀盐酸，加热

有刺激性气味的气体生成

猜想可能成立

⑤

在④所得的溶液中加入足量的

猜想（3）成立

写出亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式：

。

【得出结论】要鉴别一种离子的存在，必须排除其它离子的干扰，不然会得出错误的结论。

①紫色B为稀硫酸D为清石灰水②有白色沉淀无现象的C为氯化钠溶液

【猜想】（3）SO42-或SO32-【实验探究】③

（1）④

（2）或（3）⑤硝酸钡溶液

有白色的沉淀生成Na2SO3+Ba（NO3）2＝BaSO3↓+2NaNO3

3.（汕头）20XX年4月28日某媒体题为“排污工程施工，毒气放倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的思考。

【提出问题】排污管道中的毒气有什么成分?

【查阅资料】

I．排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等。

Ⅱ．H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀。

【提出猜想】小组同学对排污管道气含有上述气体中最少3种成分的猜想如下：

猜想1：

有CO、CO2、H2S；猜想2：

有CO、CO2、CH4；

猜想3：

有CO、H2S、CH4；猜想4：

有CO2、H2S、；

猜想5：

有CO、CO2、H2S、CH4。

【实验方案】小组同学共同设计了下图所示的装置并进行探究（夹持仪器已省略）。

【问题讨论】

（1）如果A装置没有明显变化，则猜想成立；

如果B装置没有明显变化，则猜想成立。

（2）在验证猜想l的实验中，装置C中NaOH溶液的作用是；若要进一步验证

气体燃烧后的产物，操作是：

迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入，振荡。

（3）要确证猜想5中是否有CH4，某同学认为图示装置有不足之处，需要在装置C与D之间加一个装置。

改进后，若气体燃烧，且D装置内壁出现，证明气体中一定含有CH4。

为了进一步确定气体中是否含有CO，可分别测定燃烧产物中H2O、CO2的质量。

其方法是：

将燃烧产物依次通过盛有、的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸收燃烧产物后装置的质量，通过计算、分析得出结论。

【提出猜想】CH4【问题讨论】

（1）23

（2）吸收CO2澄清石灰水（3）干燥水雾浓H2SO4（或CaCl2或无水CuSO4）NaOH溶液

4．（湛江）假期，王霞同学在家中与妈妈做面包，发现妈妈揉面粉时在面粉中加入一种白色粉末，做出的面包疏松多孔，口感很好。

她很感兴趣，想探究这种“神奇粉末”的成分。

【查阅资料】通过对市场上相关产品进行调查，王霞发现了如下图所示的三种商品，

其中，发酵粉与水混合后，产生大量气体，你认为该气体是_____①_____。

王霞妈妈告诉她所用的白色粉末就是以上三种商品中的一种。

（1）【设计实验】王霞探究这种白色粉末的成分。

取少量白色粉末于试管中，加入适量蒸馏水，发现白色粉末溶解，无其他明显现象，实验结论是_____②_____；另取少量白色粉末于试管中，加入_____③_____，有无色气体产生，王霞认为白色粉末是纯碱。

（2）【实验反思】小明同学认为王霞同学根据上面的实验现象，不能得出白色粉末是纯碱，你若认为小明说法有道理，请用化学方程式解释不能得出结沦的原因_____④_____。

为了得到鉴别纯碱和小苏打的正确方法，王霞继续查找资料，发现它们有下列的性质

性质

碳酸钠

碳酸氢钠

溶解性

20℃时溶解度21.6g，溶解时放热

20℃时溶解度9.8g，溶解时放热

加热

不分解

发生分解反应，分解产物为碳酸钠、二氧化碳和水。

根据上面信息，检验白色粉末的方法之一是：

20'C时，在100克水中加入12克该白色粉末，充分溶解后，如果有白色固体剩余，则为_____⑤_____，否则为_____⑥_____。

（3）在查找资料过程中，王霞同学还发现纯碱不是碱，是由于其水溶液显碱性而得名。

现要验证纯碱溶液是否显碱性，请写出用pH试纸来测其pH值的操作过程_____⑦_____。

①CO2②此粉未不是快速发酵粉③稀盐酸④NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑⑤碳酸氢钠⑥碳酸钠⑦把一小块试纸放在玻璃片上，用沾有待测溶液的玻璃棒点在试纸上，观察颜色，与比色卡对比，读数

5.（肇庆）实验室有一瓶化肥的标签已脱落，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4HCO3和尿素[CO（NH2）2]中的一种。

请你完成以下探究：

【猜想】猜想①：

该化肥是NH4Cl，猜想②：

该化肥是，

猜想③：

该化肥是NH4HCO3，猜想④：

该化肥是尿素。

【实验探究】

（1）取少量样品在研钵中与熟石灰研磨，有剌激性气味的气体放出，证明猜想不成立；写出其中一种化肥发生该反应的化学方程式：

。

（2）如右（图1），另取少量样品于试管中，滴加适量水振荡，再选（图2）中溶液滴入

试管中，若无气泡放出，则猜想不成立。

（3）在步骤

（2）的试管中再滴入（图2）中的溶液，若，则猜想①成立；若，则猜想②成立，其反应的化学方程式：

。

猜想

（NH4）2SO4（或硫酸铵）【实验探究】

（1）④2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2+2H2O+2NH3↑，或（NH4）2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O+2NH3↑，或NH4HCO3+Ca（OH）2=CaCO3+2H2O+NH3↑

（2）（2分）HCl溶液（或盐酸）③（3）BaCl2溶液（或氯化钡溶液）无白色沉淀有白色沉淀（NH4）2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NH4Cl

6.（贵港）某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对其漂白作用是否失效产生了疑问。

【查阅资料】漂白粉的主要成分是Ca（ClO）2、CaCl2和Ca（OH）2，其有效成分是Ca（ClO）2。

Ca（ClO）2可溶于水，漂白原理是：

它在空气中发生反应：

Ca（ClO）2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO，HClO能使有色物质如品红溶液褪色。

HClO不稳定，易分解生成HCl和O2。

【实验探究】

实验操作

实验现象

实验结论

把少量漂白粉样品加入水中，通入足量的CO2气体，___________________。

______________________。

漂白粉的漂白作用已失效。

【继续探究】同学们对失效后的漂白粉的成分很感兴趣，并作进一步探究。

在老师的帮助下，同学们对失效后的漂白粉成分进行猜想，猜想一：

CaCl2和CaCO3；猜想二：

CaCl2和Ca（OH）2；猜想三：

CaCl2和CaCO3和Ca（OH）2。

实验操作

实验现象

实验结论

步骤一：

把样品加入水中，充分溶解后过滤，

________________________________。

有气泡产生。

猜想一成立。

步骤二：

________________________________。

______________________。

【实验探究】

实验操作

实验现象

滴入适量品红溶液

溶液红色不褪去

【继续探究】

实验操作

实验现象

取少量滤渣于试管中，加入适量稀盐酸

取滤液样品于试管中，滴入无色酚酞试液

溶液呈无色（溶液不变色）

7.（桂林）请你参与下列探究：

【问题情景】在课外活动中，小斌按照课本实验（见图1）探究分子的运动时，闻到了刺激性的氨味，于是，小斌在老师的指导下，设计了如图2的实验装置，进行同样的实验，结果不再有刺激性的氨味，并且快速出现实验现象，得到了和课本实验同样的结论。

【实验探究与结论】小斌用图2装置进行实验。

（1）滴入少量浓氨水后，湿润的酚酞滤纸条发生的变化是。

从分子运动的角度分析，此现象可说明的结论是；从浓氨水化学性质的角度分析，此现象可说明的结论是。

（2）用初中的化学知识分析，固体氢氧化钠的作用是。

（3）和课本实验比较，小斌改进后的装置的优点是（写出两点）①；②。

【思维拓展】小媚受小斌实验的启发，将图2装置进一步改装成图3装置，用于验证二氧化碳的性质。

（1）打开活塞K滴入稀硫酸后，两条用紫色石蕊试液润湿的试纸发生的相同变化是，不同变化是，小媚从课本实验中知道，二氧化碳和水本身都不能使石蕊变色，因而她认为以上两个变化验证的二氧化碳的性质依序是、。

（2）小柔认为小媚的装置还可以同时验证：

①二氧化碳能使澄清石灰水变混浊；②二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。

小柔为完成自己的两个验证实验，对小媚的实验进行的简单改进是：

、。

【实验探究与结论】

（1）滤纸条变红分子在不断运动或浓氨水（氨或NH3或NH3·H2O）易挥发浓氨水（NH3·H2O）显碱性或浓氨水（NH3·H2O）是碱性物质或氨气与水反应生成了碱或浓氨水（NH3·H2O）易分解

（2）氢氧化钠吸水放热，加速浓氨水的挥发（3）现象明显、快速出现实验现象、实验药品用量少、环保无污染

【思维拓展】

（1）试纸由紫色变红色下面的试纸先变红或两条试纸变色的快慢不同或两条试纸变色的深浅不同二氧化碳和水反应生成了酸（碳酸或酸性物质）二氧化碳的密度比空气大或二氧化碳比空气重

（2）在外管（或大试管）内加入澄清石灰水将燃烧的木条放在支管口

8.（梧州）梧州市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图19甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。

他们决定对这个实验进行探究和改进。

澄清的

石灰水

图19

乙

C+CuO

甲

【提出问题】暗红色的固体是什么？

如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？

【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。

【猜想与假设】

（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为。

（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。

【分析与交流】

（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。

你认为这样建议的原理是。

（2）小周建议用图19的乙装置替代甲装置。

与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是。

（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择（填选项序号）的比例。

A.32︰3B.