中考化學(xué)混合氣體的檢驗(yàn)和除雜--教師版在中考化學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究題中，混合氣體的檢驗(yàn)與除雜是一個高頻考點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。這類題目不僅考查學(xué)生對常見氣體性質(zhì)的掌握程度，更考驗(yàn)其邏輯推理能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計與評價能力。作為教師，我們不僅要幫助學(xué)生梳理清楚常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法，更要引導(dǎo)他們建立一套科學(xué)的解題思路和分析框架。一、解題的核心原則與思路在處理混合氣體的檢驗(yàn)與除雜問題時，必須牢牢把握以下核心原則，這是確保解題方向正確的前提。1.明確目標(biāo)：首先要明確題目要求是“檢驗(yàn)”某種或某幾種氣體的存在，還是“除去”某種或某幾種雜質(zhì)氣體，或者兩者兼有。檢驗(yàn)是為了證明其“有”或“無”，除雜是為了將其“去除”。2.性質(zhì)為先：所有的檢驗(yàn)和除雜方法都源于氣體的物理性質(zhì)（如顏色、氣味、溶解性等）和化學(xué)性質(zhì)（如可燃性、助燃性、與特定試劑的特征反應(yīng)等）。必須讓學(xué)生熟練掌握常見氣體的關(guān)鍵性質(zhì)。3.檢驗(yàn)原則：*特征性：所選試劑與被檢驗(yàn)氣體反應(yīng)時，必須產(chǎn)生獨(dú)特的、易于觀察的現(xiàn)象（如顏色變化、沉淀生成、氣體產(chǎn)生、溫度變化等），排除其他氣體的干擾。*靈敏性：反應(yīng)現(xiàn)象要明顯，即使氣體含量較少也能檢出。*干擾排除：若混合氣體中存在多種氣體，檢驗(yàn)時要考慮氣體之間的相互干擾，合理安排檢驗(yàn)順序。4.除雜原則：*不增：不能引入新的雜質(zhì)氣體。*不減：不能減少被提純氣體的量（但有時為了除雜，可能需要將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為被提純氣體，這是允許的）。*易分：雜質(zhì)與試劑反應(yīng)后的產(chǎn)物或雜質(zhì)本身（如果是物理方法）應(yīng)易于與被提純氣體分離（如轉(zhuǎn)化為沉淀、液體或固體）。*高效：所選試劑應(yīng)能與雜質(zhì)充分反應(yīng)，除雜效果好。5.順序合理：當(dāng)需要同時進(jìn)行多種氣體的檢驗(yàn)或多種雜質(zhì)的去除時，順序至關(guān)重要。*檢驗(yàn)時：一般先檢驗(yàn)水蒸氣（因?yàn)楹罄m(xù)裝置可能會引入水蒸氣），再檢驗(yàn)其他氣體。對于相互干擾的氣體，應(yīng)先檢驗(yàn)無干擾或干擾小的氣體。*除雜時：通常先除去酸性氣體（如CO?、HCl），再除去水蒸氣；對于還原性氣體和氧化性氣體，也要注意順序。如果既要除雜又要檢驗(yàn)，則通常先檢驗(yàn)，后除雜，最后再檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)氣體是否存在或除雜是否徹底。6.裝置配套：不同的檢驗(yàn)和除雜方法需要不同的裝置（如洗氣瓶、干燥管、硬質(zhì)玻璃管等），要引導(dǎo)學(xué)生理解各種裝置的作用及氣體的進(jìn)出方向（如洗氣瓶“長進(jìn)短出”，干燥管“大進(jìn)小出”）。二、常見氣體的檢驗(yàn)方法以下是初中化學(xué)中常見氣體的特征檢驗(yàn)方法，教師應(yīng)要求學(xué)生準(zhǔn)確記憶并理解其原理。1.氧氣(O?)*檢驗(yàn)方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶（或氣體中）。*現(xiàn)象：木條復(fù)燃。*原理：氧氣具有助燃性。2.二氧化碳(CO?)*檢驗(yàn)方法：將氣體通入澄清石灰水中。*現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁（生成白色沉淀）。*原理：CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+H?O*注意：此方法可用于檢驗(yàn)，但吸收CO?通常用NaOH溶液，因?yàn)镃a(OH)?在水中溶解度小，吸收不完全。3.氫氣(H?)*檢驗(yàn)方法：點(diǎn)燃?xì)怏w，在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯。*現(xiàn)象：氣體安靜燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧生成。*進(jìn)一步驗(yàn)證：迅速倒轉(zhuǎn)燒杯，注入少量澄清石灰水，石灰水不變渾濁（排除CH?等）。*原理：2H?+O?點(diǎn)燃2H?O4.一氧化碳(CO)*檢驗(yàn)方法：*方法一（燃燒法）：點(diǎn)燃?xì)怏w，在火焰上方罩一個內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯。*現(xiàn)象：氣體燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁澄清石灰水變渾濁。*原理：2CO+O?點(diǎn)燃2CO?；CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+H?O*注意：需先驗(yàn)純，且要排除CH?等的干擾，可結(jié)合檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物中是否有水。*方法二（還原法）：將氣體通過灼熱的氧化銅，再將生成的氣體通入澄清石灰水。*現(xiàn)象：黑色氧化銅變紅，澄清石灰水變渾濁。*原理：CO+CuO△Cu+CO?；CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+H?O*注意：CO有毒，實(shí)驗(yàn)需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行或有尾氣處理裝置。5.水蒸氣(H?O)*檢驗(yàn)方法：將氣體通過白色的無水硫酸銅粉末。*現(xiàn)象：白色粉末變藍(lán)。*原理：CuSO?（白）+5H?O=CuSO?·5H?O（藍(lán)）*注意：檢驗(yàn)水蒸氣應(yīng)在所有其他氣體檢驗(yàn)之前進(jìn)行，因?yàn)楹罄m(xù)的溶液洗氣裝置會帶出水分。6.氯化氫氣體(HCl)*檢驗(yàn)方法：*方法一：將氣體通入硝酸銀溶液中。*現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。*原理：HCl+AgNO?=AgCl↓+HNO?*方法二：用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近氣體。*現(xiàn)象：試紙變紅（酸性）。*方法三：用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近氣體。*現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙（NH?+HCl=NH?Cl）。三、常見氣體的除雜試劑與裝置除雜試劑的選擇要依據(jù)雜質(zhì)氣體的性質(zhì)和被提純氣體的性質(zhì)，確保不與被提純氣體反應(yīng)，且能有效去除雜質(zhì)。1.除去水蒸氣(H?O)——干燥*常用干燥劑：*濃硫酸(H?SO?)：酸性干燥劑，可干燥O?、H?、CO、CO?、HCl等中性和酸性氣體。不能干燥堿性氣體（如NH?）。*固體氫氧化鈉(NaOH)/生石灰(CaO)/堿石灰(NaOH與CaO的混合物)：堿性干燥劑，可干燥O?、H?、CO、NH?等中性和堿性氣體。不能干燥酸性氣體（如CO?、SO?、HCl等）。*無水氯化鈣(CaCl?)：中性干燥劑，吸水性強(qiáng)，可干燥大多數(shù)氣體（H?、O?、CO、CO?、HCl等）。但不能干燥NH?（會形成CaCl?·8NH?絡(luò)合物）。*裝置：*濃硫酸：洗氣瓶（長進(jìn)短出）。*固體干燥劑（NaOH、CaO、堿石灰、無水CaCl?）：干燥管（球形或U形，大進(jìn)小出）或U型管。2.除去二氧化碳(CO?)/二氧化硫(SO?)/氯化氫(HCl)等酸性氣體*常用試劑：*氫氧化鈉溶液(NaOH)：通用性強(qiáng)，可吸收CO?、SO?、HCl等酸性氣體。*原理：CO?+2NaOH=Na?CO?+H?O；HCl+NaOH=NaCl+H?O*飽和碳酸氫鈉溶液(NaHCO?)：常用于除去CO?中混有的HCl氣體（因?yàn)镃O?在飽和NaHCO?溶液中溶解度很小，且NaHCO?與HCl反應(yīng)生成CO?，不引入新雜質(zhì)）。*原理：NaHCO?+HCl=NaCl+H?O+CO?↑*硝酸銀溶液(AgNO?)：可除去HCl氣體（生成AgCl沉淀）。*原理：HCl+AgNO?=AgCl↓+HNO?*裝置：洗氣瓶（長進(jìn)短出）。3.除去氧氣(O?)*常用試劑：灼熱的銅網(wǎng)(Cu)。*原理：2Cu+O?△2CuO*裝置：硬質(zhì)玻璃管，酒精燈加熱。4.除去一氧化碳(CO)/氫氣(H?)*常用試劑：灼熱的氧化銅(CuO)或氧化鐵(Fe?O?)，將其轉(zhuǎn)化為CO?或H?O，然后再用相應(yīng)試劑吸收生成的氣體。*原理：CO+CuO△Cu+CO?；H?+CuO△Cu+H?O*注意：此方法適用于雜質(zhì)為少量CO或H?，且被提純氣體不與CuO反應(yīng)的情況。反應(yīng)后需緊接著除去生成的CO?或H?O。若要得到純凈的CO?或H?O，則此法可行；若要保留原主體氣體（如CO?中混有CO），則需謹(jǐn)慎，通常不采用此法，除非主體氣體不與CuO反應(yīng)且后續(xù)能分離。（初中階段，若CO為雜質(zhì)且含量低，可采用點(diǎn)燃的方法，但需確保氧氣適量且安全）。*裝置：硬質(zhì)玻璃管，酒精燈加熱，并連接吸收生成氣體的裝置。5.除去氨氣(NH?)*常用試劑：稀硫酸或稀鹽酸等酸性溶液。*原理：2NH?+H?SO?=(NH?)?SO?*裝置：洗氣瓶。四、混合氣體檢驗(yàn)與除雜的一般步驟與案例分析（一）一般步驟1.仔細(xì)審題，明確任務(wù)：是檢驗(yàn)?zāi)男怏w？除去哪些雜質(zhì)？得到什么氣體？2.列出可能存在的氣體（檢驗(yàn)）或已知的雜質(zhì)氣體（除雜）。3.根據(jù)氣體性質(zhì)，選擇合適的檢驗(yàn)試劑或除雜試劑。4.設(shè)計實(shí)驗(yàn)流程，合理安排試劑和裝置的順序：*檢驗(yàn)順序：先驗(yàn)水蒸氣，再驗(yàn)其他氣體。有干擾時，先驗(yàn)無干擾的。*除雜順序：先除雜氣（若有多種，考慮相互影響），后干燥（除去水蒸氣）。若需檢驗(yàn)并除雜，則通常是：檢驗(yàn)?zāi)撤N氣體→除去該氣體→檢驗(yàn)是否除盡→檢驗(yàn)其他氣體/除去其他氣體→干燥。5.連接裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，記錄并分析。（二）案例分析案例1：檢驗(yàn)?zāi)郴旌蠚怏w中是否含有H?O、CO?、H?、CO。分析思路與步驟：1.檢驗(yàn)水蒸氣：先通過無水硫酸銅粉末（裝置：U型管或球形干燥管）。*現(xiàn)象：若白色變藍(lán)色，則證明有水蒸氣。2.檢驗(yàn)二氧化碳：再通過澄清石灰水（裝置：洗氣瓶）。*現(xiàn)象：若石灰水變渾濁，則證明有二氧化碳。3.除去二氧化碳和水蒸氣（防止干擾后續(xù)H?和CO的檢驗(yàn)）：*通過氫氧化鈉溶液（除盡CO?）→通過濃硫酸（除盡H?O）。(順序不可顛倒，否則干燥后的氣體又會帶出水蒸氣)4.檢驗(yàn)氫氣和一氧化碳（利用它們的還原性）：*通過灼熱的氧化銅（裝置：硬質(zhì)玻璃管，加熱）。5.檢驗(yàn)氫氣還原產(chǎn)物（水）：再通過無水硫酸銅粉末。*現(xiàn)象：若白色變藍(lán)色，則證明有氫氣（H?與CuO反應(yīng)生成了H?O）。6.檢驗(yàn)一氧化碳還原產(chǎn)物（二氧化碳）：最后通過澄清石灰水。*現(xiàn)象：若石灰水變渾濁，則證明有一氧化碳（CO與CuO反應(yīng)生成了CO?）。7.尾氣處理：若有未反應(yīng)的CO，需點(diǎn)燃或用氣球收集（CO有毒）。裝置連接順序（簡化）：混合氣體→無水CuSO?→澄清石灰水→NaOH溶液→濃H?SO?→灼熱CuO→無水CuSO?→澄清石灰水→(尾氣處理)案例2：除去CO?氣體中混有的少量HCl氣體和水蒸氣，得到純凈干燥的CO?。分析思路與步驟：1.明確雜質(zhì)：HCl氣體、水蒸氣。2.明確主體氣體：CO?。3.選擇除雜試劑：*除去HCl：用飽和NaHCO?溶液，因?yàn)镹aHCO?+HCl=NaCl+H?O+CO?↑，不引入新雜質(zhì)，且CO?在飽和NaHCO?溶液中溶解度很小。不能用NaOH溶液，因?yàn)镹aOH會吸收CO?。*除去水蒸氣：用濃硫酸干燥。4.確定順序：先除HCl（用液體試劑，會帶出水蒸氣），再干燥除水。5.裝置：*飽和NaHCO?溶液（洗氣瓶，長進(jìn)短出）→濃硫酸（洗氣瓶，長進(jìn)短出）。裝置連接順序：混合氣體→飽和NaHCO?溶液→濃H?SO?→收集純凈干燥的CO?五、教學(xué)建議與常見誤區(qū)警示（一）教學(xué)建議1.夯實(shí)基礎(chǔ)：務(wù)必讓學(xué)生熟練掌握常見氣體的物理和化學(xué)性質(zhì)，這是解決檢驗(yàn)和除雜問題的根本?？梢酝ㄟ^對比、歸納等方法幫助記憶。2.精講多練：教師通過典型例題詳細(xì)講解解題思路和方法，然后提供不同情境的練習(xí)題讓學(xué)生鞏固。強(qiáng)調(diào)“為什么這么做”，而不是“應(yīng)該這么做”。3.實(shí)驗(yàn)輔助：盡可能創(chuàng)造條件讓學(xué)生動手操作或觀察演示實(shí)驗(yàn)，直觀感受氣體的檢驗(yàn)和除雜過程，理解裝置選擇和連接的原因。4.歸納總結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)常見氣體的檢驗(yàn)方法、除雜試劑，形成知識網(wǎng)絡(luò)。例如，列表比較各種氣體的檢驗(yàn)和除雜。5.注重反思：對學(xué)生練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行深入分析，找出癥結(jié)所在，幫助學(xué)生建立錯題檔案，避免重復(fù)犯錯。強(qiáng)調(diào)規(guī)范表達(dá)，如現(xiàn)象描述、試劑名稱、裝置作用等。（二）常見誤區(qū)警示1.檢驗(yàn)CO?用澄清石灰水，吸收（除雜）CO?用NaOH溶液，兩者不可混淆。學(xué)生常誤用澄清石灰水來大量吸收CO?。2.干燥劑的選擇錯誤。如用濃硫酸干燥NH?，用NaOH干燥CO?等。要強(qiáng)調(diào)干燥劑的適用范圍。3.檢驗(yàn)和除雜的順序混亂。特別是水蒸氣的檢驗(yàn)，必須放在最前面；而干燥（除水）通常放在最后一步（除雜之后）。4.忽略氣體通過溶液后會帶出水分。因此，若除雜過程中使用了水溶液，后續(xù)必須進(jìn)行干燥處理。5.對“檢驗(yàn)”和“驗(yàn)滿”的概念不清。檢驗(yàn)是證明氣體“存在”，驗(yàn)滿是證明氣體“收集滿”