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  4. 二氧化碳的制取和收集常用仪器的名称和选用氧气的制取和收集氢气的制取和收集化学反应方程式的书写

通过对化学的学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请结合下图回答问题:(1)写出图中标号仪器的名称①②(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选用发生装置和收集装置分

一、题文

通过对化学的学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请结合下图回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称①                         ②                    
(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选用发生装置和收集装置分别是                                (填编号)。
(3)写出高锰酸钾受热分解的化学方程式                                                                       
(4)用C装置( 石灰石与稀盐酸反应 )制取二氧化碳气体,如何检查装置的气密性:                               ;反应的化学方程式为                                                                      。检验该气体是否收集满的方法是
                                                                          
(5)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气。若用C装置制取氢气,在有孔塑料板上放置的药品是锌粒,反应进行过程中,关闭该装置中的弹簧夹后,可以观察到的现象是                                                      

考点提示:二氧化碳的制取和收集,常用仪器的名称和选用,氧气的制取和收集,氢气的制取和收集,化学反应方程式的书写

二、答案

(1) ①酒精灯 ②分液漏斗
(2) A
     D或F
(3)   
(4) 用弹簧夹夹紧乳胶管,向长颈漏斗中注入一定量的的水,会形成一段稳定的液注,则装置的气密性
     是好的。
     CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + CO2↑+ H2
     用燃着的木条放在集气瓶口,如木条熄灭,则已集满,否则没有集满。
(5) 液面下降,反应液被压回长颈漏斗,反应液与块状固体脱离,反应停止。

三、考点梳理

知名教师分析,《通过对化学的学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请结合下图回答问题:(1)写出图中标号仪器的名称①②(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选用发生装置和收集装置分》这道题主要考你对 二氧化碳的制取和收集常用仪器的名称和选用氧气的制取和收集氢气的制取和收集化学反应方程式的书写 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:二氧化碳的制取和收集,常用仪器的名称和选用,氧气的制取和收集,氢气的制取和收集,化学反应方程式的书写

考点名称:二氧化碳的制取和收集
  •  

  • 二氧化碳的制取和收集:

    1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

    2.装置:固液混合不加热
    (1)发生装置
     
    A装置为简易装置,不便于加液体;
    B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
    D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
    (2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
    如图:

    3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。

    4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。

    5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。

    6.实验步骤
    a.检查装置的气密性;
    b.装入石灰石(或大理石);
    c. 塞紧双孔塞;
    d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
    e.收集气体;
    f.验满。 

    7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!

  • 实验室制取二氧化碳的选择:

    实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
    注意:
    (1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
    (2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
    (3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
    各组物质反应情况如下表所示:
    药品反应速率
    块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中
    石灰石粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
    块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止
    碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
考点名称:常用仪器的名称和选用
  • 常用的实验仪器:
    试管、烧杯、蒸发皿、坩埚、酒精灯、漏斗、洗气瓶、干燥管、
    托盘天平、量筒、容量瓶、滴定管、玻璃棒、量气装置等。
  • 常用仪器对比分析:

    常见的化学仪器

    主要用途

    分类

    名称

    图示

    用于加热仪器试管(1)用作少量试剂的反应容器,在常温或加热时使用
    (2)作为小型气体发生器
    (3)收集少量气体
    蒸发皿用于溶液的蒸发、浓缩
    燃烧匙用于盛放可燃性固体物质进行燃烧实验
    烧杯(1)溶解物质配制溶液
    (2)较大量试剂反应容器
    (3)常温或加热使用
    锥形瓶,烧瓶(圆底,平底)(1)用作较大量液体反应的容器和气体发生装置,在常温或加热时使用
    (2)锥形瓶是蒸馏的接收容器
    酒精灯用于加热
    盛放物质的仪器集气瓶(1)收集和储存少量气体
    (2)进行物质和气体之间的反应
    滴瓶,滴管滴瓶用于盛放少量液体试剂
    细口瓶储存液体药品
    广口瓶储存固体药品
    计量仪器托盘天平称量物质的质量(精确度为0.1g)
    量筒量取一定体积的液体或间接测量气体的体积
    漏斗普通漏斗过滤,注入液体
    长颈漏斗用于注入液体
    分液漏斗(1)注入液体
    (2)分液漏斗用于分离两种密度不同且互不相溶的液体
    夹持仪器铁架台固定和放置各种仪器
    试管夹夹持试管进行简单的加热试验
    坩埚钳夹持坩埚或夹持热的蒸发皿等
    辅助仪器水槽排水集气
    药匙取用固体药品(粉末状或小颗粒状)
    玻璃棒搅拌液体,引流,沾取液体
    石棉网用于烧杯或烧瓶加热时垫在底部,使仪器受热均匀
    试管刷用于刷洗试管等玻璃仪器
    温度计用于测量温度
考点名称:氧气的制取和收集
  • 氧气的制取是初中化学的重点,也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识,而且要触类旁通,逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。
  • 实验室制取收集氧气:

    过氧化氢制氧气高锰酸钾制氧气
    药品和反应原理2H2O22H2O+O22KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2
    发生装置固液常温型
    固体加热型
    收集装置氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集
    整体装置图
    操作步骤①检查装置气密性
    ②再锥形瓶中装入二氧化锰
    ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来)
    ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
    ⑤收集氧气
    ①检查装置气密性
    ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花)
    ③将试管固定在铁架台上
    ④点燃酒精灯,预热后加热试管
    ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体
    ⑥收集完毕,先将导管移出水面
    ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
    注意事项①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。
    ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。
    ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。
    ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。
    ①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
    ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。
    ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
    ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。
    ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
    ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
    ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。
    ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
    ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。
    ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。
考点名称:氢气的制取和收集
  •  实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气,也可以用盐酸代替硫酸,用镁或铁代替锌来制取氢气。

  • 氢气的实验室制法:

    化学药品锌粒和稀硫酸
    反应原理Zn + H2SO4== ZnSO4+ H2
    发生装置反应物状态为固态和液态,反应条件为室温,可选择实验室制CO2的反应装置(或用过氧化氢溶液制氧气的反应装置)
    收集装置向下排空气法或排水法
    实验步骤①检验装置的气密性
    ②装锌粒(注意将试管横放,把锌粒放入试管口,再慢慢竖起)
    ③把试管固定在铁架台上
    ④加入稀硫酸
    ⑤收集气体
    注意事项①不能用浓H2SO4代替稀H2SO4,浓H2SO4具有强氧化性
    ②不能用金属活动性顺序表中排在氢后面的金属,如铜,也不能用排在氢前的金属,如钠,一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。
    ③长颈漏斗末端应在液而以下,防止氢气从长颈漏斗逸出
  • 氢气的工业制法:

    制取方法原理优缺点
    电解水2H2O2H2↑+O2优点:得到氢气纯度高
    缺点:耗能高
    水煤气C+H2O(g)CO+H2优点:成本低
    缺点:需要设备多(需要除去CO中的杂质)
    天然气CH4C+2H2优点:原料丰富
    缺点:氢气纯度低
    电解饱和食盐水2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2优点:是氯碱化工的副产品
    缺点:纯度低
    理想模式:利用太阳能、高效催化剂分解水2H2O2H2↑+O2优点:不耗费电能、热能,环保
    缺点:人类未能寻找到高效催化剂,还未能实际应用
考点名称:化学反应方程式的书写
  • 化学方程式的书写原则遵循两个原则:
    一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应;

    二是遵循质量守恒定律,即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
  • 书写化学方程式的具体步骤:
    (1)写:根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左,生成物在右,中间用横线连接,如: H2+O2——H2O,H2O——H2+O2
    (2)配:根据反应前后原子的种类和数目不变的原则,在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数,使各种元素的原子个数在反应前后相等,然后将横线变成等号。配平后,化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,如:2H2+O2=2H2O,2H2O= 2H2+O2
    (3)注:注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H2+O22H2O,2H2O2H2↑+O2↑。

    化学计量数:

    化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中,各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,计数量为1时,一般不写出。

    书学化学方程式的常见错误:

    常见错误违背规律
    写错物质的化学式客观事实
    臆造生成物或事实上不存在的化学反应
    写错或漏泄反应条件
    化学方程式没有配平质量守恒
    漏标多标“↑”、“↓”符号——

    书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:
    (1).“△”的使用
    ①“△”是表示加热的符号,它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
    ②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生,书写化学方程式时就用“△”,如:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
    ③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度,一般用“高温”表示;如:CaCO3CaO+ CO2
     
    (2)“↑”的使用
     ①“↑”表示生成物是气态,只能出现在等号的右边。
    ②当反应物为固体、液体,且生成的气体能从反应体系中逸出来,气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑。
    ③当反应物是溶液时,生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来,则不用“↑”,如:H2SO4+ BaCl2==FeCl2+2HCl
    ④只有生成物在该反应的温度下为气态,才能使用“↑”。
    ⑤若反应物中有气态物质,则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O2CO2

    (3)“↓”使用
    ①“↓”表示难溶性固体生成物,只能出现在等号的右边
    ②当反应在溶液中进行,有沉淀生成时,用 “↓”,如:AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3
    ③当反应不在溶液中进行,尽管生成物有不溶性固体,也不用标“↓”,如:2Cu+O22CuO
    ④反应在溶液中进行,若反应物中有难溶性物质,生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO4==FeSO4+Cu.

    化学方程式中“↑”和“↓”的应用:

    ①“↑”或“↓”是生成物状态符号,无论反应物是气体还是固体,都不能标“↑”或“↓”;
    ②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀,则使用“↓”;若不在溶液中进行,无论生成物中是否有固体或难溶物,都不使用“↓”;
    ③常温下,若反应物中无气体,生成物中有气体.
  • 提取信息书写化学方程式的方法:
          书写信息型化学方程式是中考热点,题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域,充分体现了化学学科的重要性,并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤,可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式,并注明反应条件及生成物状态;第二步就是化学方程式的配平。

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