【实验室制取气体迁移应用】 工业制取二氧化碳
时间：2019-01-21 03:30:34 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
一、实验室制取气体的一般思路和方法 实验室制取一种气体,必须考虑如下两个问题: 第一,需要研究制取这种气体所需要的发 生装置,就是根据所给药品的状态及实验条件来选择发生装置。利用已有的O2和CO 2制取装置,可将制取气体的发生装置总结为两种类型:实验室用KMnO4制取O2所用 药品的状态为固态,反应条件为加热,所使用的发生装置称为“固热型”(如下图A);实 验室用H2O2和MnO2制取O2与实验室制取CO2所用药品的状态均为固态 和液态混合物,反应在常温下即可进行,所使用的发生装置称为“固液不需加热型”(如下 图B)。据此可根据所给药品及反应条件判断制取其他气体时可选择的发生装置。如果与上 述两种药品状态及反应条件均不相同,则应选择其他的气体发生装置。
第二,需要研究收集这种气体所需要的收集装置,就是根据气体的溶解性及密度(与空气的 密度相比较)来选择收集装置。根据O2和CO2的收集方法,可总结出收集气体的一 般方法:对于不溶于水的气体,如O2、H2、CO,可用排水法收集(如下图C);密度比 空气大且不与空气反应的气体,如O2、CO2、H2S,可用向上排空气法收集(如下图D );密度比空气小且不与空气反应的气体,如H2 、NH3、CO,可用向下排空气法收集( 如下图E)。
一般情况下,气体如果不溶于水,都有两种收集方法,但像易溶于水的NH3、HCl等,气体 只能用排气法收集,NH�3 �用装置E收集,HCl用装置D收集。
对于有毒的气体,一般不用排空气法收集,如确实需要,可用下图特殊装置收集。
①排水法收集气体:先灌满水,气体从b端进,水从a端排出。
②向上排空气法收集气体:气体从a端进,空气从b端排出。
③向下排空气法收集气体:气体从b端进,空气从a端排出。
二、典例分析及拓展应用
例1.(2009年株洲)已知氨气 是一种无色有刺激性气味、极易溶于水、密度比空气小的气体。某学习小组在探究活动中要 制取一定量的氨气,该小组查阅资料后,得知以下两种方法可以制取氨气:
第一种方法:氮气与氢气在高温、高压、催化剂的条件下生成氨气;
第二种方法:氯化铵固体和熟石灰粉末在加热条件下生成氨气。
(1)该小组同学没有选择第一种方法制取氨气的原因是。
(2)在下图所示装置中,制取氨气的装置是,理由是;收集氨气的装置是,理由是。
(3)请写出上图所示装置中标有序号的仪器名称:①,②。
解析:本题通过给出氨气的性质及常见的制取气体所用的装置,考查同学们 在新情境下制取气体的迁移能力。由于第一种方法制取氨气需在高温、高压、催化剂的条件下完成,实验室很难达到这一实验条件,因此不能选择第一种方法制取氨气。第二种 方法制取氨气所用药品均为固态,反应需在加热条件下进行,与实验室用高锰酸钾制取氧气 相同,因此制取氨气可使用“固热型”的发生装置。由于氨气极易溶于水,且密度比空气小 ,因此,收集氨气不能用排水法,只能用向下排空气法来收集。
答案:(1)第一种方法的操作条件复杂而第二种方法的操作条件简单(2)A
因为该反应是加热固体 D 因为氨气极易溶于水且密度比空气小(3)酒精灯 导(气) 管
点评:有关气体制取知识的考查,同学们不应只满足于熟练掌握氧气和二氧 化碳的制取原理 、发生装置和收集装置、主要操作步骤、注意事项上,也要掌握在新情 �景下熟练应用实验室制取氧气和二氧化碳的知识解决其他未知气体有关知识的能力。
例2.(2009年丽水)小岳同学在复习气体的性质时,阅读到以下资料:制取 气体的发生装置取决于反应前的药品状态和反应条件,收集气体的装置取决于气体能否与水 反应、在水中的溶解性以及该气体相对于空气的密度大小。现有甲、乙、丙三种气体的反应 前的物品状态、反应条件以及有关性质如下表所示:
气体反应前的�药品状态反应条件气体性质甲固体+液体常温不与水反应,不易溶于水,密度比空气大乙固体+固体加热能与水发生反应,极易溶于水,密度比空气小丙固体+液体加热能与水发生反应,能溶于水,密度比空气大
有关装置图如下:
请你回答下列问题:
(1)能用发生装置A 制取的气体是(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)收集丙气体应选择的装置是(填字母序号)。
(3)实验室要制取和收集甲气体,请写出一个符合要求的化学方程式:。
解析:本题通过给出制取气体信息,考查同学们在新情境下分析问题及解决 问题的能力。(1)A装置是“固热型”,符合给固体加热条件的才能使用此装置,通过比较 所给三种气体,可判断乙符合。(2)由于气体丙能与水发生反应,能溶于水,故不能用排 水法收集,密度比空气大,因此,只能用向上排空气法收集。(3)制取甲气体所用的药品 为固体和液体,反应条件为常温,联想所学制取氧气和二氧化碳的制取原理,可写出符合要 求的化学方程式。
答案:(1)乙 (2)D (3)2H2O2MnO22H2O+O 2↑
点评:本题既有对所学制取气体的抽象与概括,又有创新,重在考查同学们 在新情境下处理信息的综合能力。但解题的依据仍是同学们所熟悉的制取气体的基础知识。
