1、第7课时气体的制取学生用书P51一、气体制取的化学原理(b)1制取氧气化学原理分解过氧化氢：_2H2O22H2OO2_。分解高锰酸钾：_2KMnO4K2MnO4MnO2O2_。分解氯酸钾：_2KClO32KCl3O2_。2利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：_CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2_。3利用锌和稀硫酸制取氢气化学原理：_ZnH2SO4=ZnSO4H2_。【知识拓展】1催化分解过氧化氢制氧气无需加热，节能环保；分解高锰酸钾制氧气无需催化剂(因为反应自身会产生MnO2催化剂)。2二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸或浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应，会生成微
2、溶的硫酸钙包裹在石灰石表面，使反应中止；而浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳不纯。二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。3制氢气选用稀硫酸而不选用稀盐酸是因为盐酸具有挥发性，选用锌而不选用其他金属是因为镁、铝与酸反应太快，铁与酸反应太慢。二、气体发生装置(b)1发生装置：图71(1)甲装置为固液反应型适合于实验室制氧气(以双氧水为原料)、二氧化碳、氢气等气体，特点是原料中有液体，反应无需加热。该装置若用长颈漏斗，则需将漏斗下端浸入液面以下形成液封。气密性检查采用压水法，将导气管用止水夹关闭，在漏斗中加水能形成一段水柱则气密性良好。(2)乙装置为固体加热型适合于实验室利用高锰酸钾或氯酸钾加热分解
3、制取氧气，特点是原料都为固体，反应需加热。若以高锰酸钾作原料，需在试管口加一团棉花，以防高锰酸钾粉末通过导管进入水槽。气密性检查采用手握法，先将导管口的下端浸入水中，再用双手紧握试管，利用手温加热试管，观察导管口是否有气泡冒出。2收集装置：图72排水法适于收集难溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等；向上(向下)排空气法分别适于收集密度比空气大(小)，且不与空气成分反应的气体，如CO2、O2(H2)等气体。3气体的验满与检验： 向上排空气法收集氧气时验满：将带火星的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为氧气，可将带火星的木条伸入瓶内。向上排空气法收集二氧化碳时验满：将燃着的木条放在瓶口。检验一
4、瓶气体是否为二氧化碳，可往瓶内加入澄清石灰水。三、实验室制取气体的步骤(以用氯酸钾制取氧气为例)(b) 检查装置的_气密性_；装药品；固定试管，先下后上，先左后右；加热；当气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气；从水槽中移出导管；熄灭酒精灯。【知识拓展】加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气时，收集氧气完毕后，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒流引起试管炸裂。四、洗气瓶的应用(c)1洗气瓶可用于收集气体图73排水法收集气体：装满水，b管进气；向上排空气法收集气体：不装水，a管进；向下排空气法收集气体：不装水，b管进。2洗气瓶可用于吸收气体吸收水蒸气：用浓硫酸；吸收CO2：用氢氧化钠溶液；吸收HCl
5、：用氢氧化钠溶液；吸收CO2中的HCl：用饱和碳酸氢钠溶液。3洗气瓶可用于检验气体检验CO2：用澄清石灰水；检验HCl：用硝酸银溶液。五、气体的工业制法(a)1氧气的工业制法：空气冷冻分离法。2二氧化碳的工业制法：高温煅烧石灰石(CaCO3CaOCO2)。类型一制取气体的化学原理典例 利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是(C)A2KClO32KCl3O2B2KMnO4 K2MnO4MnO2O2C2H2O22H2OO2D2HgO2HgO2【解析】 用高锰酸钾、氯酸钾、氧化汞制取氧气都需要加热，反应后都有残渣，且汞有毒性。跟踪训练 2018温州二氧化锰和过氧化氢酶均能催化
6、过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。图74取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mL H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。(1)步骤将注射器B中的2mL H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，其目的是_使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同_。(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，
7、其依据是_相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压，过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内，与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)_。(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：_过氧化氢酶质量过大，可能导致反应过快，温度过高，降低了酶的活性_。类型二气体的发生典例 以下关于气体制备的发生装置说法正确的是(D)图75A装置a可用作实验室制备CO2B装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好C装置c可用作实验室制备氧气D装置d可用作实验室制备氧气、氢气【解析】 装置a不能用作
8、实验室制备二氧化碳，因为铁能和稀盐酸反应生成氢气，导致收集的二氧化碳不纯，同时铁容易被腐蚀；装置b关闭活塞，烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，说明装置漏气；加热固体制取氧气时，试管口应该略向下倾斜，试管口斜向上容易导致冷凝水倒流试管炸裂。跟踪训练 如图所示为一套实验室制取气体的装置，集气瓶中导管口下端应伸到_C_(选填“A”“B”或“C”)处；长颈漏斗要伸入锥形瓶中的_液面_下，其目的是_形成液封，防止气体从漏斗中逸出_。图76现有以下两种制取气体的方法：用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰制氧气；用石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸制二氧化碳。可以利用本装置制取气体的是_(填序号)。类型三气
9、体的收集典例 2018衢州小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。收集方法向上排空气法排水法氧气浓度(%)79.679.779.990.089.889.3氧气平均浓度(%)79.789.7(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到_集气瓶口有气泡冒出(或观察到瓶中水排尽)_为氧气集满的标准。(2)以上两种方法中，_排水_法收集到的氧气更纯净。(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的
10、原因有_ACD_。A氧气的密度略大于空气的密度B加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右C当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气D当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散跟踪训练 下列实验设计及气体流向(“”表示气体流向)正确的是(C)A干燥氢气B收集氢气C收集氨气D收集氧气【解析】 干燥氢气，应长进短出；收集氢气，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，短进长出；收集氧气，由于要排出装置内的液体，应短进长出。类型四制取气体的操作典例 如图是实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于实验操作正确的是(B)图77A用氯酸钾为原料制取氧气时试管口须塞一小团
11、棉花B为防止冷凝水流入试管底部，就使试管口略向下倾斜C为减少浪费加热后一产生气体就马上开始收集气体D实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管口移出水面【解析】 用氯酸钾为原料制取氧气时试管口不用塞一小团棉花。加热后须等导管口气泡连续再收集。实验结束时，应先把导管口移出水面再熄灭酒精灯，以防水被倒吸进试管。跟踪训练 用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：试管外壁有水没擦干；加热时试管底部触及灯芯；试管口没放一小团棉花；高锰酸钾的量太多；加热过程中不时地移动酒精灯；加热时直接对准药品部分加热；停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是(B)A BC D【解析】 试管口没放
12、一小团棉花会使高锰酸钾颗粒进入导管，不会使试管炸裂；高锰酸钾的量太多浪费药品，不会使试管炸裂；加热过程中不时移动酒精灯导致温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂。1下列有关玻璃导管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置) (D) A B CD图78A用排水法集气 B向上排空气法集气C用高锰酸钾制氧气 D检验二氧化碳【解析】 检验气体时导管应充分伸入溶液中。排水法收集气体时，导管只能放在瓶口，不能伸入瓶内；而排空气法收集气体时，导管必须伸入集气瓶底部；用高锰酸钾制氧气时，导管伸入试管内短一些，有利于气体排出。2用下列四套实验装置制取CO2气体，由于装置错误导致可能收集不到CO2的是 (C)A B
13、 C D【解析】 C装置中长颈漏斗颈部太短，不能形成液封，气体会从长颈漏斗逸出，同时锥形瓶中的出气导管太长。3用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时，反应过程中二氧化锰在混合物中的质量分数(a%)随时间(t)变化的规律如图所示，其中正确的是(C)A B C D4下列有关盛放某些气体的集气瓶，其摆放情况正确的是 (B)A B C D【解析】 A图未加玻璃片盖住；C图中二氧化碳密度大于空气，应该正放； D图中氢气密度小于空气，应加盖倒置。5实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是(B)A块状大理石与大理石粉
14、末的组成不同B反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行C块状大理石与大理石粉末的化学性质不同D能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关62018益阳根据下列装置图，回答问题：图79(1)若实验室需要制备CO2，可选用的发生装置是(填字母代号)_B_。(2)若实验室需要制备O2，请你选择一套发生装置，并写出化学方程式：_A、2KClO32KCl3O2(或B、2H2O22H2OO2)_(填写所选装置字母代号及对应反应的化学方程式)。(3)事实上，用C装置也可以收集CO2，请你说明理由：_1体积的水只能溶解1体积的二氧化碳_(写一条即可)。【解析】 (1)实验室制备 CO2使用的是碳酸钙和稀盐酸，是固液常温型反应，可选用的发生装置是B。(3)用C装置也可以收集 CO2，是因为二氧化碳在水中的溶解度小，1体积的水只能溶解1体积的二氧化碳。
