一轮复习常见气体的制备

高三化学第一轮复习化学实验基础高三化学第一轮复习——常见重要气体的制备方法化学实验基础考纲要求一、掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、仪器、原理、收集）。二、能够灵活的运用气体制备实验的规律和方法解决新问题。发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置反应物状态及反应条件气体及杂质的性质气体的性质选择干燥剂气体水溶性及密度气体的毒性选择吸收剂一、气体制取装置的设计1、装置连接顺序2、实验操作的先与后A、装配仪器时：先下后上；先左后右B、加入试剂时：先固后液C、实验开始时：先查仪器的气性，再加药品，后点酒精灯；D.有些实验为防倒吸,往往最后停止加热或最后停止通气；E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。F、仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。G、净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无气味的气体，最后除水蒸气。根据反应物质的状态和反应条件气体发生装置的基本类型:气体发生装置的选择依据：二、常见气体发生装置A、固体+固体气体△B、固+液气体（不加热）C、固（液）+液气体△试管导管酒精灯铁架台注意事项：（1）试管口应略向下倾斜（2）试管夹夹在试管的中上部（3）药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入试管过长（5）实验开始时先检验装置的气密性（6）加热时，先预热且应用外焰加热A、固体+固体气体可制O2、NH3、CH4△（7）加热KMnO4制O2应在试管口放一团棉花224242OMnOMnOKKMnO233222OKClKClOMnOOHNHCaClOHCaClNH232242)(24323CHCONaNaOHCOONaCHCaO制O2：制CH4：制NH3：启普发生器简易装置注意事项：(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO2、H2S、H2(不可用于制C2H2)(2)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应(3)操作时应注意：a.检验装置的气密性b.长颈漏斗插入液面以下c.制H2S时应在通风橱中,H2S剧毒B、固+液气体（不加热）其它装置：2222222OOHOHMnOOHCOCaClHClCaCO22232SHFeSOSOHFeS244222222)(2HCOHCaOHCaC222332)((4NOOHNOCuHNOCu浓）2442HZnSOSOHZn可用于制备H2、O2、CO2、H2S、NO、NO2和C2H2注意事项：（1）检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀（3）加热易暴沸的混合物时要加碎石，防暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度C、固（液）+液气体液体--分液漏斗固体--圆底烧瓶石棉网可制Cl2、HCl、C2H4、CO、SO2等△固＋液（液＋液）气体变化装置△可用于制备Cl2、HCl、SO2、和C2H4OHHCOHHCSOH2425242170COHSONaHSOSOHSONa22442322)(2浓HClHSONaSOHNaCl4242)(浓OHClKClMnClHClKMnOOHClMnClHClMnO222422228522)(1622)(4浓浓气体收集方法和收集装置的选择依据：根据气体的溶解性或密度三、收集装置收集方法排水法向上排气法向下排气法收集装置气体性质实例难溶或微溶于水的气体，不与水反应密度大于空气的密度，不与空气中的物质反应密度小于空气的气体，不与空气中的物质反应H2,O2,NO,C2H2,N2,COCO2,Cl2,HCl，SO2，O2，H2SH2,NH3,CH4气体收集方法和收集装置1、气体净化装置的设计依据：根据净化药品的状态和净化条件四、净化装置2、气体净化原则：先除杂后干燥，不损失主体气体，不引入新的杂质。3、常用的净化装置：液体除杂剂(不加热)如图1所示；固体除杂剂(不加热)如图2(a)、2(b)所示；固体除杂剂(加热)如图3所示。液体试剂固体试剂固体试剂需加热干燥管应大口方向进气，小口方向出气洗气瓶进气管应“长进短出”4、常见气体的净化。气体所含杂质净化剂净化装置图H2H2SCO2HCl或SO2Cl2HClSO2HClH2SHClCH4C2H4CuSO4溶液饱和NaHCO3溶液饱和食盐水饱和NaHSO3溶液饱和NaHS溶液溴水气体所含杂质净化剂净化装置图COCO2，H2ON2O2CO2CO或H2灼热氧化铜续表碱石灰灼热的铜网酸、碱性据气体的氧化、还原性气体的酸碱性干燥剂的酸碱性保持一致5、干燥剂的选择及使用原则（1）、选择原则①气体在被干燥的过程中要不能被减少②不要引入新的杂质。（2）、选择方法干燥剂选择干燥剂状态干燥装置（3）、常见干燥剂②碱性干燥剂:(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)碱性干燥剂用来干燥显碱性或中性的气体，如：NH3、H2、O2、CH4等气体。不能用来干燥酸性气体如Cl2。③中性干燥剂：如无水氯化钙等，可以干燥显中性、酸性、碱性气体，如：O2、H2、CH4等，但不能干燥NH3，因二者易结合生成CaCl2·8NH3。④有氧化性的干燥剂:（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体（如H2S、HI等）。①酸性干燥剂:（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如：CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。不能用来干燥碱性气体；(4)常见干燥装置及适用气体。不可干燥的气体可干燥的气体常见干燥剂装置固态干燥剂液态干燥剂类型浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4等H2、O2、N2、CH4、NH3、CO等NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl、H2S等五、尾气处理方法及装置3、水溶解法：对于极易溶于水的尾气，如NH3、HCl、HBr等，直接用水溶解吸收。需采用防倒吸装置与吸收。1、燃烧法：适与处理易燃的气体如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。2、直接（碱液）吸收法：对于溶解度不大的尾气，可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收。如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。防倒吸吸收安全瓶装置五、除尾气装置4、袋装法.水槽中水位相平量筒内的水位与注意事项：端水位相平左端水位与右注意事项：六、排水量气装置思考：分析右图装置有哪些作用？1、净化气体2、收集气体（密度比空气大）4、排水(排液)集气法收集气体3、收集气体（密度比空气小）七、几种常见气体的实验室制法1、固+固加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理O2A排水向上排气2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+O2+MnO2带火星木条复燃浓硫酸CH4排水向下排气CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3浓硫酸NH3向下排空气法2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+H2O湿润红色石蕊试纸变蓝碱石灰浓硫酸∆∆MnO2CaO∆∆2、固+液不加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理H2B排水向下排气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑与空气混合点燃爆鸣浓硫酸点燃CO2向上排气CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑澄清石灰水变浑浊浓硫酸NaOH溶液C2H2排水向下排气CaC2+2H2O=Ca(OH)2+CHCH↑溴水或KMnO43、固+液加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理Cl2C排饱和食盐水向上排气MnO2+4HCl(浓)═MnCl2+Cl2↑+H2O湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝浓硫酸氢氧化钠溶液HCl向上排空气法NaCl+H2SO4(浓)═HCl↑+NaHSO4NaHSO4+NaCl═HCl↑+Na2SO4湿润的蓝色石蕊试纸变红浓硫酸氢氧化钠溶液∆∆强热B1.（2008·重庆理综）下列实验装置图正确的是（）1．(2011年上海高考)草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)()。解析：根据草酸晶体的性质不难得出答案是D。答案：D2．(2010年江苏高考)下列有关实验原理或操作正确的是()。图5－32－13A．选择合适的试剂，用图5－32－13甲所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2B．制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸C．洗涤沉淀时(见图5－32－18乙)，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干D．用广泛pH试纸测得0.10mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2解析：本题主要考查的是实验的基本知识。A项，NO不能用图甲装置收集；B项，实验室制备乙酸乙酯时，先在试管中放入乙醇，在慢慢加入浓硫酸，冷却后，再加入乙酸；C项，洗涤沉淀，在过滤器中的沉淀中，加入蒸馏水，浸没沉淀，让水自然流下，不用玻璃棒搅拌；D项，pH试纸只能粗略测量酸碱度，且只能取整数。答案：B的的是()。6．(2011年广东五校联考)用下列装置不能达到有关实验目图5－32－16A．用甲图装置电解精炼铝B．用乙图装置制备Fe(OH)2C．用丙图装置可制得金属锰D．用丁图装置验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性解析：工业上生产金属铝是在有冰晶石存在的情况下，电解熔融氧化铝。答案：A2、某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列气体：A浓硫酸B浓盐酸C食盐D二氧化锰E氯酸钾F过氧化氢G高锰酸钾H浓氨水J氢氧化钠试用各试剂序号回答：若要快速制备少量氧气，应选择若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择D、FA、BH、JB、G利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得移动)：①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2(1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口出气，可收集的气体有(用数字表示，下同)_______________.(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________口进入。(3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则可用此装置的气体有____________，这时气体由________口进入。(4)若烧杯是干燥的，不能用此装置来收集的气体是___。②④⑦⑧①③⑥A①②③④⑥⑧B⑥3.实验室中需要22．4L（标准状况）SO2气体。化学小组同学依据化学方程式Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O计算后，取65.0g锌粒与98%的浓H2SO4（）110mL充分反应锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。（1）化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是（填分子式）。产生这种结果的主要原因是.（用化学方程式和必要的文字加以说明）（2）为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。=====△384.1cmg（1）（4分）H2（2分）；随着反应的进行，硫酸浓度降低，致使锌与稀硫酸反应生成H2Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑（2分）①装置B中加入的试剂，作用是。②装置D加入的试剂，装置F加入的试剂。③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是。④U型管G的作用为。NaOH溶液（或KMnO4溶液）除去混合气体中的SO2浓硫酸无水硫酸铜装置E玻璃管中黑色CuO粉末变红色，干燥管F中无水硫酸铜变蓝色防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验①NaOH溶液（或KMnO4，其它合理答案也给分，1分）除去混合气体中的SO2。（2分）②浓硫酸（1分）无水硫酸铜（1分）③装置E中玻璃管中黑色CuO粉末变红色，干燥管F中无水硫酸铜变蓝色（2分）④防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验（2分）4.某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨气制取的