在初中化学实验中如何制取常见气体
2013-09-25李梅
李梅
化学实验既是化学教学的重要手段，又是激发学生学习兴趣的源泉， 教学时根据学习内容的需要，设置了一些探究性实验， 结合学生已有的知识和经验， 把学习的过程与方法，知识与技能、情感态度与价值观传递给学生，让学生真正感受化学之美，感受知识之美、生活之美， 学生轻松进入学习化学知识的角色。在实验教学中，对常见气体的制取又是九年级化学教学的重点内容，而氧气、二氧化碳是初中化学中常见两种的气体，也一直是中考命题中的重点与热点，所以对于它们的制取研究更显重要了。气体制取考查的知识点主要有：制备原理、发生装置的选择、收集装置的选择、实验步骤考查、检验（或验满、验纯）等。下面我就以常见气体（O2和CO2、H2）为例对这几个知识点分别进行简单的阐述：
一、制备原理（即制取常见气体药品、状态及反应条件）
1、O2： KClO3和MnO2共热、KMnO4加热（加热固体）
H2O2和MnO2（固体和液体反应，不需加热）
2、CO2：石灰石或大理石与盐酸（固体和液体反应，不需加热）
中考增加实验： O2、Na2O2 和H2O（固体和液体反应，不需加热）。
3、H2 ： Zn与H2SO4或盐酸（固体和液体反应，不需加热）。
4、NH3：（ Ca（OH）2 固体与NH4Cl固体共热）。
二、气体的发生装置
（一）固+固（加热）（图1）：适用于制备气体O2 ：（KClO3和MnO2共热、） KMnO4加热NH3：（ Ca（OH）2 固体与NH4Cl固体共热）
注意事项：
1：试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。
2：铁夹应夹在距管口三分之一处（试管的中上部）。
3：胶塞上的导管伸入试管里不能过长，否则会妨碍气体导出。
4：如用排气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯。以防止水倒流使试管炸裂。
5：用KMnO4制取O2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一松软棉花。
（二）固+液体（不加热）（图2、图3）：适用于制CO2、H2、O2（用Na2O2 和H2O、H2O2和MnO2制取O2也用此装置）。
1：图2装置注意事项：
①在最右边的装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下，否则起不到液封的作用而无法使用。
②加人酸的量要适当。
2：图3装置注意事项：
⑴先放固体后加液体。⑵加入酸的量要适当。⑶生成气体微溶或难溶于水。
三、气体的收集装置
根据气体溶解性和密度（相对分子质量，与29比较）不同，把气体的收集方法分为排液法（常为排水法）和排气法（常为排空气法）。装置图见：
（一）排水法：难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如：H2、O2、CO等。排水法的典型仪器是a，注意导管只能伸入集气瓶内少许，便于导管的取出。
（二）排气法：不与空气反应且密度与空气相差较大的气体，又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时，导气管一定要伸入集气瓶底部，把空气尽量排出。为了减少空气扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片（如图b）。
⑴ 向上排空气法：密度比空气大，即相对分子质量大于29的气体。如O2、CO2等，典型装置是b。
⑵ 向下排空气法：密度比空气小的气体，即相对分子质量小于29的气体。如H2、CH4、NH3等，典型装置是C。
四、常见净化（包括干燥气体）装置
（一）常见净化（包括干燥气体）装置
⑴ A为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。如用灼热的铜丝除氧气。
⑵ B、C一般盛液体药品，用于洗液。如用浓硫酸除水蒸气，氢氧化钠溶液除酸性气体。气体由a进b出。
⑶ D一般盛固体药品，如用碱石灰吸收水或二氧化碳。
（二）常见干燥剂及气体的干燥硫酸： 可干燥气体： H2、O2、CO2、N2、CO
（ 图1 ）不可干燥气体： NH3
注意事项： a进b出（长进短出1）
无水氯化钙： 可干燥气体： H2、O2、CO2、N2、CO
（ 图2）不可干燥气体： NH3
注意事项：（ a进b出（大进小出 2）。
碱石灰（图3）：可干燥气体： H2、O2、NH3、N2、CO
不可干燥气体： HCl、CO2
注意事项：左进右出。
五、常见气体的检验（或验满、验纯）
检验：【O2】用带火星的木条，伸进集气瓶，若木条复燃，是氧气，否则不是氧气 。【H2】点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气。【CO2】通入澄清的石灰水，看是否变浑浊，若浑浊则是CO2。
验满：【O2】 用带火星的木条，平放在集气瓶口，若木条复燃，氧气已满，否则没满。【CO2】用燃着的木条，平放在集气瓶口，若火焰熄灭，则已满；否则没满
验纯：【H2】用拇指堵住集满氢气的试管口；靠近火焰，移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯 。
这就是我对初中化学实验常见气体的制取的一些浅见，请各位多加指正。
