专题三 化学综合实验 考点 1、常见气体的制备 【讲透考点】 1、常见气体（H2、O2、CO2）的实验室制取及工业制取 气 氧气（O2） 二氧化碳（CO2） 氢气（H2） 锌粒和稀硫酸 体 制 过氧化氢溶 高锰酸 氯酸钾和二 大理石（或石灰 备 液和二氧化 钾 氧化锰 石）和稀盐酸 药 锰 品 反 2H2O2MnO2 应 2H2O+O2 原 ↑ 理 反 2KMnO4∆ CaCO3+2HCl=Ca Zn+H2SO4= Cl2+H2O+CO2↑ ZnSO4+H2↑ 复分解反应 置换反应 固体与固体混合 固体与液体混合 固体与液体混合 加热 不需加热 不需加热 K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO3MnO2/∆ 2KCl+3O2↑ 分解反应 应 类 型 反 固体与液体 应 混合 物 状 态 反 应 条 件 不需加热 发 生 装 ① ② ③ ④ 置 气 不易溶于水 能溶于水 难溶于水 密度比空气密度大 密度比空气密度大 密度比空气密度小 可用浓硫酸或碱石灰干燥 用 NaHCO3 溶液除 用 NaOH 溶 液 除 去 HCl， 用浓硫酸 去 HCl 杂 质 ， 用 干燥 浓硫酸干燥 只能用向上排空气 排水法、向下排空 法 气法 体 溶 解 性 气 体 密 度 收 集 装 置 净 化 收 排水法、向上排空气法 集 方 法 检 将带火星的木条插入集气瓶内，若木 将气体通入澄清的 点 燃气 体， 检 验 验 条复燃， 说明是氧气 石灰水，若澄清的 其 生成 产物 。 淡 方 石灰水变浑浊， 说 蓝 色火 焰， 生成 法 明是二氧化碳 H2 O 验 用向上排空气法收集时，将带火星的 将燃着的木条靠近 用拇指堵住倒置已 满 木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说 集气瓶口，若木条 收集满氢气的试管， 或 明已收集满。 熄灭，说明已收集 靠近火焰后移开手 满。 指，若听到“噗”的 验 纯 用排水法收集时，集气瓶口有气泡冒 一声，说明已纯。 出。 注 ⑴ 先检查装置的 ⑴ 先检查装置气 ⑴ 不能用稀硫酸， ⑴ 先检查装置气 意 气密 性 ⑵ 用排 水 密性 ⑵试管口 因反应生成 CaSO4 密 性 ⑵ 先验 纯再 事 法收集时，待气泡 略向下倾斜 ⑶ 附着在大理石表面， 收 集 ⑶ 不能 用浓 项 连续均匀排出时才 试管口放一团棉 阻止反应继续进行。 硫酸 ⑷长颈漏斗 收集 ⑶导 管置 集 花 ⑷先移出导 ⑵ 长颈漏斗的末 气瓶口 气管，后 停止 端应插到液体中 加热，以防倒吸 （分液漏斗不强 ⑸正放 调） ⑶ 正放保存 工 分离液态空气(依氧气和氮气的沸点不 业 同) 加压、蒸发——物理变化 高温煅烧石灰石 CaCO3 制 高温 CO2↑+ 的末端应插到液体 中 ⑸倒放保存 分离水煤气 H2 和 CO CaO 取 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 2、气体的净化与干燥 （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）干燥剂的选择（干燥原则：干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应） 干燥装 洗气瓶（盛 置 液体） 干燥管（固体干燥剂） U 形管（固体干燥剂） 固 仪器 干燥剂 浓硫酸 体 无 水 CaCl2 、 固 体 NaOH 、 生 无 NaOH、生石 无水硫酸铜 石 (CaO) 、 碱 石 CaCl2 、 (CaO) 、 碱 （CuSO4） 灰等 无水硫酸 石灰等 铜 水 （ CuSO4 ） 能干燥 SO2 、 CO2 NH3 ； 的气体 、 HCl ； H2 、O2 、CO HCl H2 、O2 、C 、N2、CH4 H2 、 O2 、 CO O 、 N2 、 C SO2 、 CO2 、 ； ； SO2 、 C H2、O2、CO、N2 O2 、 HCl 、CH4 ； NH3 、N2、CH4 H2 、 O 2 、CO、N H4 、CH4 2 不能干 燥的气 NH3 SO2 、 CO2 、 NH3 SO2、CO2、HCl NH3 HCl 体 3、尾气的吸收及处理——环保意识 ①.溶液吸收：如 SO2 、CO2 、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、H2 S 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、H2 S、Cl2 等可在导管末端接上一个气球收集。 ④.防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。 4、“万能瓶”的几种用途 （1）集气 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，气体从短导管端进入，长导管端接量筒，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） 1、小明和几位同学利用下列装置制取氧气： （ 1） 写出装置中标号仪器的名称．①______；②______． （2）实验室用高锰酸钾加热并用排水法收集制取氧气． ① 其反应的化学方程式为______； ② 应选择的气体发生装置为______（填序号）；原因______． ③ 先检查装置的______，利用酒精灯加热时，应用酒精灯的______进行加热（填“内焰”、 “外焰”或“焰心”）； 实验完毕，为防止水槽里的水倒吸入试管内，应先______（填“熄灭酒 精灯火焰”或“把导气管移出水槽”）． （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合，并用排空气法收集制取氧气． ① 其反应的化学方程式为______；该反应属于______反应．（填“化合”或“分解”） ② 该反应过程中二氧化锰起______作用．实验结束后，小明同学问：“我用带火星的木条伸 入集气瓶中，为什么不会复燃？”请你帮助陈超推测导致这种现象的原因______（写一个）． 【解析】 （1）识别常见仪器，①酒精灯；②集气瓶 （2）① 高锰酸钾受热分解制氧气：2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑；②固体加热制 气体发生装置应为 A，原因是参加反应的物质是固体，并且反应需要加热；③只要 有气体的反应的第一步都是检验气密性；由于外焰温度最高，所以加热都用外焰； 如果先撤酒精灯，试管内部压强减小，导致外面的水进入试管，使试管爆裂。 （3）① 过氧化氢分解制氧气用二氧化锰作催化剂，2H 2O 2MnO2 2H2O+O2↑；一种物 质变成两种物质符合分解反应的特征，故答案为分解反应．②这里的二氧化锰作催 化剂不参与反应，只加快反应的速率；不复燃的原因很多，只要合理即可，其中不 纯很容易想到。 【答案】 （1）① 酒精灯；②集气瓶； （2）① 2KMnO4∆K2MnO4+MnO2+O2↑②A；参加反应 的物质是固体，并且反应需要加热； ③气密性；外焰；把导气管移出水槽； （3）① 2H 2O 2MnO2 2H2O+O2↑；分解；②催化；收到氧气不纯。 2、下图是实验室制取气体的常用装置，请根据图示回答：（注：a 与 b 处分别接尾气处理 装置） （1）实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是______（填字母，下同）．若要 制取二氧化碳应选择的发生装置是______，制取二氧化碳的化学方程式为______． （2）机动车排放的尾气是空气的重要污染源，其成分之一是氮氧化物（如 NO2 等）．某 化学兴趣小组的同学在查阅资料后得知： （i）NO2 常温下是一种红棕色有刺激性气味的气体，它的密度比空气大． （ii）NO2 能溶于水并与水反应生成硝酸． （ iii ） 实 验 室 常 用 铜 与 浓 硝 酸 反 应 制 取 NO2 ： Cu+4HNO3 （浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2X． 根据以上信息回答下列问题： ① 物质 X 的化学式为______． ② 若从上图中选择合适的装置来制取并收集 NO2 气体，你选择的发生装置是______（填装 置序号，下同），收集装置是______． ③ 实验时在发生装置中可以观察到：铜片不断溶解并得到蓝色溶液[为 Cu（NO3）2 溶液]， 还能观察到的现象有______． 【解析】 （1）高锰酸钾制取氧气为固体加热型，故选装置 A；制取二氧化碳装置一般为固液不 加热型，故选装置 B；制二氧化碳方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （2）① 化学反应前后元素种类不变，相同原子个数不变，可知 X 是 H2O；②由上条 件可知制取 NO2 反应物为铜和浓硝酸反应不加热，所以发生装置为 B，因为 NO2 能溶于水，密度比空气大，所以只能用向上排空气法收集，故选装置 E；③因为常 温下 NO2 是一种红棕色气体，所以现象是铜片表面有气泡放出，有红棕色气体产 生。 【答案】 （1）A；B；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（2）① H2O；② B；E；③铜片 表面有气泡放出，有红棕色气体产生． 3、小华和同学们用以下实验器材做实验： （ 1 ） 写 出 带 有 标 号仪器的名称：①______；②______． （2）用锌和稀硫酸制取氢气，应选用的发生装置是______（填序号，下同），收集装置 是______． （3）实验室常用稀盐酸和石灰石反应制 CO2，该反应的化学方程式______； （4）也可用加热碳酸氢钠（NaHCO3 ）固体（产物为碳酸钠、二氧化碳、水）来制取 CO2，该反应的化学方程式______，若用此法来制取 CO2，应选用的发生装置为______， 收集装置为______． 【解析】 （1）识别常见仪器：①铁架台②集气瓶；（2）用锌和稀硫酸制取氢气，不需加热， 属于固液常温型，故选发生装置 B；氢气的密度比空气小、难溶于水，故可用向下 排空气法或排水法收集；（3）稀盐酸和石灰石反应生成氯化钙、水和二氧化碳， 方 程 式 是 ： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ； （ 4 ） 加 热 碳 酸 氢 钠 （NaHCO3 ）固体（产物为碳酸钠、二氧化碳、水）来制取 CO2 ，方程式是： 2NaHCO3