高考复习常见气体的实验室制备、净化和收集

第1页返回导航高三大一轮复习学案专题讲座三常见气体的实验室制备、净化和收集第2页返回导航高三大一轮复习学案1．气体制备实验的基本过程气体制备实验装置一般包含以下几部分发生装置―→净化装置―→干燥装置―→收集装置―→尾气处理装置第3页返回导航高三大一轮复习学案2．气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装①由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)。第4页返回导航高三大一轮复习学案②从左到右(如制氯气：发生装置→净化装置→收集装置→吸收装置)。③先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。(2)加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。第5页返回导航高三大一轮复习学案(3)其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。第6页返回导航高三大一轮复习学案3．气体制备实验发生装置选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下：第7页返回导航高三大一轮复习学案第8页返回导航高三大一轮复习学案4.气体的除杂方法除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不损失主体气体；(2)不引入新的杂质气体；(3)在密闭装置内进行；(4)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑：①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。第9页返回导航高三大一轮复习学案5．气体的干燥(1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体但要注意浓H2SO4不能干燥还原性气体，如H2S、HI等。第10页返回导航高三大一轮复习学案②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。③中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。第11页返回导航高三大一轮复习学案(2)气体干燥净化装置第12页返回导航高三大一轮复习学案当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉(或用铜网)。第13页返回导航高三大一轮复习学案6．气体净化与干燥的先后顺序(1)若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。其原因是：气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气，干燥剂可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2，欲制得干燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。第14页返回导航高三大一轮复习学案(2)若采用加热除杂，则一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先将混合气体通过碱石灰，除去CO2和H2O(g)，再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过灼热的铜网，因气体中混有水蒸气，易使硬质玻璃管炸裂。第15页返回导航高三大一轮复习学案7．气体的收集第16页返回导航高三大一轮复习学案8.尾气的处理(1)转化处理：对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：第17页返回导航高三大一轮复习学案(2)直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。(3)尾气处理装置：第18页返回导航高三大一轮复习学案①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。②某些可燃性气体可用点燃或转化的方法，如图丙，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。③收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。第19页返回导航高三大一轮复习学案④对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。第20页返回导航高三大一轮复习学案题组11．下列关于气体的制备的说法是否正确(划“√”或“×”)(1)用碳酸钠粉末可以制备CO2()(2)用铁片和稀H2SO4反应制取H2时，为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4()(3)加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3()(4)用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√第21页返回导航高三大一轮复习学案2．下列气体中不能被浓H2SO4干燥的有哪些？为什么？NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2答案：NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为有强还原性而不能被浓H2SO4干燥。第22页返回导航高三大一轮复习学案3．实验室制取、收集干燥的以下6种气体①CO2②H2S③NO2④O2⑤Cl2⑥NH3如图装置可适用的气体是________；干燥装置不适用的是_______；收集装置不适用的是________。答案：①④②⑥⑥第23页返回导航高三大一轮复习学案4．为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)(1)含有HCl杂质的气体①CO2(HCl)：________________________；②SO2(HCl)：________________________；③Cl2(HCl)：_______________________。第24页返回导航高三大一轮复习学案(2)中性气体中含有酸性杂质气体①O2(Cl2)：____________________；②CO(CO2)：__________________；③NO(NO2)：__________________。第25页返回导航高三大一轮复习学案(3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体CO2(SO2)：__________________。(4)含有O2杂质的气体①CO2(O2)：__________________；②N2(O2)：______________。(5)HCl(Cl2)：___________________________。第26页返回导航高三大一轮复习学案答案：(1)①饱和NaHCO3溶液②饱和NaHSO3溶液③饱和食盐水(2)①NaOH溶液②NaOH溶液③H2O(3)饱和NaHCO3溶液或酸性高锰酸钾溶液(4)①灼热Cu网②灼热Cu网(5)CCl4第27页返回导航高三大一轮复习学案5．将下列气体的常用收集方法用线连接(1)CH4(2)N2A．向上排空气法(3)CO(4)C2H4(5)C2H6B．向下排空气法(6)NO(7)NO2(8)HClC．排水法(9)SO2答案：(1)—BC(2)—C(3)—C(4)—C(5)—C(6)—C(7)—A(8)—A(9)—A第28页返回导航高三大一轮复习学案题组26．有下列几种气体：①O2、②NH3、③H2、④CO2、⑤SO2、⑥NO2、⑦Cl2、⑧HCl、⑨NO、⑩H2SⅠ.给上述①～⑩的气体选择适当的制备装置第29页返回导航高三大一轮复习学案(1)此装置适用于制备。(2)此装置适用于制备。第30页返回导航高三大一轮复习学案(3)此装置适用于制备。(4)此装置适用于制备。第31页返回导航高三大一轮复习学案Ⅱ.对上述全部气体选择常用的干燥剂：(1)能用浓硫酸干燥的是________。(2)能用碱石灰干燥的是________。答案：Ⅰ.(1)①②(2)③④⑩(3)①②③④⑤⑥⑦⑨⑩(4)⑦Ⅱ.(1)①③④⑤⑥⑦⑧⑨(2)①②③⑨第32页返回导航高三大一轮复习学案7．以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是()第33页返回导航高三大一轮复习学案解析：选B。A项可通过控制加入液体的量来控制产生气体的量；C、D两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。第34页返回导航高三大一轮复习学案8.如图所示的装置常用于制取气体并检验气体的性质。下列有关说法正确的是()第35页返回导航高三大一轮复习学案A．关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有气泡从水中冒出，停止加热后，干燥管内有水柱形成，表明装置不漏气B．若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为稀盐酸，B中所用药品为KMnO4固体，C中为品红溶液C．若装置用于制取SO2并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为浓硫酸，B中所用药品为Na2SO3固体，C中为酸性KMnO4溶液D．若实验时B中盛放固体NaOH，A中为浓氨水，C中为稀AgNO3溶液，则实验过程中，C试管中看不到明显的实验现象第36页返回导航高三大一轮复习学案解析：选A。A项，由于装置的体积较大，可用酒精灯微热烧瓶，加热时干燥管口有气泡冒出，冷却后干燥管口有水柱形成，说明装置的气密性良好，正确；B项，制氯气时应用浓盐酸，错误；C项，SO2使酸性KMnO4溶液褪色的原因是SO2能将KMnO4还原，表现还原性，不表现漂白性，错误；D项，实验过程中C试管中有沉淀出现。若NH3过量，则可观察到沉淀溶解，错误。第37页返回导航高三大一轮复习学案9．下列实验装置图正确的是()第38页返回导航高三大一轮复习学案解析：选C。A项中应用酒精灯加热，集气装置导气管也不正确；B项中温度计水银球应插入反应液中；D项中导气管末端靠近液面但不能伸入液面以下，否则会倒吸。第39页返回导航高三大一轮复习学案10．实验室制取气体的装置如图所示，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项正确的是()第40页返回导航高三大一轮复习学案发生装置中的药品干燥和集气装置A过氧化钠和水图2B大理石和稀盐酸图1C铜和稀硝酸图2D氯化铵和消石灰图1第41页返回导航高三大一轮复习学案解析：选A。A项，过氧化钠和水反应生成O2，可用向上排空气法收集，正确；B项，产生的CO2不能用碱石灰干燥，也不能用向下排空气法收集；C项，生成的NO不能用排空气法；D项，氯化铵和硝石灰在不加热的条件下不能反应生成NH3。第42页返回导航高三大一轮复习学案11．实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：第43页返回导航高三大一轮复习学案(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的试剂是________。(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号，下同)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应(3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的________。①CO2②NO③Cl2④H2第44页返回导航高三大一轮复习学案答案：(1)浓氨水、CaO固体(或NaOH固体)(2)②④(3)③第45页返回导航高三大一轮复习学案12．“84”消毒液与硫酸溶液反应可以制取氯气(NaClO＋NaCl＋H2SO4=====△Na2SO4＋Cl2↑＋H2O)，为探究氯气的性质，某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置。第46页返回导航高三大一轮复习学案请回答下列问题：(1)从①②③装置中选择合适的制气装置(A处)________(填序号)。第47页返回导航高三大一轮复习学案(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是________________________，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进方法：_