《2022年常见气体实验室制法‘.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年常见气体实验室制法‘.docx（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、.学习方法建议：常见气体的试验室制法学习文档 仅供参考1. 此部分会考说明上要求为把握水平，所以建议同学们在娴熟记忆的基础上， 肯定要多进行习题训练2. 此部分相关内容仍可参见大聚焦P30 31、P91、P138中学课本中要求把握的常见气体制备的有关学问，如：反应原理、 试验装置 包括：发生、净化、干燥装置 和药品、 操作步骤 包括：仪器的组装次序和操作次序 、气体的收集和检验 或验满 等务必全面、 娴熟把握， 这也是精确、 快速解答有关试验设计题和综合试验题必不行少的基础学问；一、气体的制备：1、常见气体的制备原理：气体发生装置的三种典型类型：中学化学中要求把握约 13 种气体的制备， 它们
2、是：三种单质气体 O2，H2，Cl 2 、三种氢化物 HCl ，H2S，NH3 、三种有机气体CH4， C2H4，C2H2 、四种氧化物 CO2，SO2， NO， NO2 ；写出以下制备反应的化学方程式：H2:NH 3:O2:NO 2:或：NO ：Cl 2:CO2:HCl:CH 4 :H2S:C2H4:或：C2H2:SO2:* 试验室制取纯洁的气体一般有以下环节：1气体的发生； 2气体的净化；3气体的收集； 4尾气的处理对于有毒气体；2、气体发生装置：1固、固加热：即： 固+固气如制取等；装置如右图： 2液固或液、液加热：即：液 +固气液+液气如制取等；装置如右图： 3液固不加热：即：液 +固
3、气如制取等；装置如右图：启普发生器， 它用于固液常温下反应制取大量气体；其优点是可以随时反应， 随时停止；使用时应留意装置是否漏气；液体不能添加太满；固体试剂应是块状；启普发生器由、三部分组成；气体的净化： 净化挑选气体吸取剂应依据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸取剂只能吸取气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应；一般情形下：易溶于水的气体杂质可用水吸取；酸性气体杂质可用碱性物质吸取； 碱性气体杂质可用酸性物质吸取；水蒸气可用干燥剂来吸取；能与杂质反应生成沉淀 或可溶物 的物质也可用作吸取剂；1、含有 HCl 杂质气体 CO2HCl - H 2SHCl - 溶液； SO2HCl 溶液溶
4、液； Cl 2HCl ； H 2HCl - ；2、中性气体中含有酸性杂质气体：用溶液吸取 O2Cl 2 H 2H2S O2CO 2 CO CO2 C2H2 H2S NO NO 23、酸性气体中含有其它酸性杂质气体 CO2SO2- 4、含有 O2 杂质气体溶液； CO2H2S-溶液； CO2O2；N 2O2- 5、HCl Cl 2；(2) 常见气体的干燥：固体干燥剂通常放在内，液体干燥剂通常放在内；在挑选干燥剂时，一般应留意以下几点；被干燥的气体肯定不能与干燥剂发生化学反应；酸性干燥剂一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体；如浓 H2SO4 能干燥 H2， O2， Cl 2， CO2
5、 等，而不能干燥 NH3；反之，碱性干燥剂也不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl 2， CO2， HCl 等；具有强氧化性的浓H2SO4 不能用来干燥复原性气体，如H2S，HBr， HI ；对于 H2， CO等虽具有较强的复原性，但反应条件是加热或高温，故常温下仍可使用浓 H2SO4 干燥；无水 CaCl2 呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3 能与其发生络合作用而不能使用；反应式为：CaCl2+8NH3CaCl 28NH3以下气体干燥选用什么干燥剂？请依据以上原就填写下表：酸性干燥剂中性干燥剂碱性干燥剂浓硫酸P2 O5CaCl 2硅胶碱石灰中性H2 、O2、N 2、CO 、NO 、CH
6、 4、C2H4、 C2 H2酸性CO2 、Cl 2、HCl 、SO2、NO 2H2 S碱性NH 3(3) 关于气体的净化与干燥的先后次序：假设采纳溶液除杂，一般是除杂在先，干燥在后；其缘由是：气体通过溶液将带出水蒸气， 干燥剂可除去这些水蒸气；例照试验室中利用大理石与稀盐酸反应制备 CO2，欲制得干燥、 纯洁的 CO2，可先将产生的气体通过饱和的NaHCO3 溶液，除去混入其中的 HCl 气体，再通过浓 H2SO4 除去水蒸气；假设采纳加热除杂， 就一般是干燥在先； 例如 N2 中混有 O2，CO 2，H2O 气 ，可先将混气通过碱石灰，除去CO2 和 H 2O 气，再将从干燥管导出的气体通过
7、装有灼热 Cu 网的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯洁的N2；假设将混气先通过灼热的 Cu 网，因气体中混有水蒸气，易引起试管破裂；气体的收集：1排水集气法：难溶或微溶于水，且与水不发生反应的气体，均可用排水集气法收集；用排水集气法收集气体时，导管只能伸入集气瓶内少许；气此法可收集气体有等气等棉花等气气不与空气发生反应， 且其密度与空气的密度相差较大的气体，均可用排空气集气法收集； 2向上排空气法： 此法可收集气体有3向下排空气法：此法可收集气体有留意：所制气体如难溶于水又不要求干燥时，应当用排水集气法； 如气体溶于水就只能用排空气法收集；排气集气时，应使气体导管伸到瓶底；空气的平均式量
8、约为 29，就式量大于 29 的气体如 Cl 2 等用可瓶口向上排空气法收集； 式量小于 29 的气体如 H2 等可用瓶口向下排空气法收集； 而与空气密度相近的气体如 NO、 CO等不能用排空气法收集；用排空气法收集气体时，导管肯定要接近集气瓶底部，把空气尽量排出；为削减空气向瓶内扩散， 集气瓶口应盖上毛玻璃片；如用试管收集时， 可在管口轻轻塞入一小团疏松的棉花；尾气的处理操作中应把握的几个问题：液收法：对有毒、有害的气体必需用适当的溶液予以吸取；如 Cl 2、SO2、 Br 2 蒸气 、NO2 等，可用 NaOH溶液吸取； H2S 可用 CuSO4 或 NaOH溶液吸取； NH3可用浓 H2
9、SO4 吸取；燃烧法：点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中；如 CO尾气，就可在导管口处点燃，将其转化为 CO2；直排法：针对无毒、无害气体的排出；如： N2， O2， H2， CO2 等 可在塞子上安装一个放空管或多打一个孔 ；转化法： 假设需检验某混气中含有大量H2 和 CO，先将混气通过灼热的CuO， 使其分别转化为 H2O气 和 CO2，然后通过装有无水CuSO4 的 U形管 或干燥管 ，再通过澄清石灰水进行验证 该次序不能颠倒 ；气体的净化与干燥装置如图；二典型例题分析例 4利用图所示装置收集以下8 种气体 图中烧瓶的位置不得变化 ；H2Cl 2CH4HClNH3NOH2SSO2
10、(1) 假设烧瓶是干燥的， 就由 B 口进气可收集的气体有 写序号 ； 2假设烧瓶布满水， 可收集的气体有，这时气体由口进入； 3假设烧瓶是干燥的，就由A 口进气，可收集的气体有 ； 4假设在烧瓶内装入浓硫酸进行气体干燥，就可用此装置干燥的气体有 ，这时气体由 口进入；例 2按下述试验方法制备气体，合理而又有用的是 ；A 锌粒与稀硝酸反应制备H2B 向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl C亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D大理石与浓硫酸反应制备CO2例 3以下三个问题均与图示试验装置有关，请挑选A D 序号填入括号内1制取某无色非金属氧化物气体时，锥形瓶X 内的药品应是A 铜和稀硝酸B铜和浓硝
11、酸C碳酸钙与稀硫酸D 亚硫酸钠和浓盐酸2洗气瓶 Y 中所装的液体应是 不答应非水杂质混在气体中A 浓 H2SO4B NaOH溶液CNaHSO3溶液D HaHCO3溶液3检验集气瓶 Z 是否集满气体， 置于瓶口的滤纸上蘸上的溶液是 A BaCl2 溶液B 酸性 KMnO4溶液C碘化钾淀粉试纸D 澄清石灰水例 4如图装置可用于 ；A 加热 NaHCO3 制 CO2B 用 Cu 与稀 HNO3 反应制 NOC用 NH4Cl 与浓 NaOH溶液反应制NH3 D用 NaCl 与浓 H2SO4 反应制 HCl请同学们仔细完成以上学案之后，再一并核对答案！有关答案：1. 常见气体的制备原理： 固体 -固体加
12、热装置制 O2的反应原理 2KClO 32KCl+3O22KMnO 4K2MnO4+MnO2+O2制 NH3的反应原理 2NH 4Cl+CaOH2CaCl2+2NH3 +2H2O制 CH4的反应原理 CH 3COONa+NaOHNa2CO3+CH4固体 - 液体 液体- 液体 加热装置制 Cl2 的反应原理 MnO2+4HCl 浓MnCl2+Cl2 +2H2O制 HCl 的反应原理 NaCl 固+H2SO4浓=NaHSO4+HCl 不加热或微热均可NaCl 固+NaHSO4浓Na2SO4+HCl制 SO2的反应原理 Na2SO3固+H2SO4较浓 Na2SO4+H2O+SO2制 NO的反应 3
13、Cu+8HNO 3 稀3CuNO32+2NO +4H2O不加热速率慢制 C2H4的反应原理 CH 3CH2OHCH2=CH2固体 -液体不加热装置制 H2 的反应原理 Zn+H 2SO4稀=ZnSO4+H2+H2O制 CO2的反应原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O制 H2S的反应原理 FeS+H 2SO4稀 =FeSO4+H2S制 NO2的反应原理 Cu+4HNO 3 浓 =CuNO32+2NO2+2H2O制 C2H2的反应原理 CaC2+2H2O CaOH2+CHCH气体的净化：净化1、含有 HCl 杂质气体 CO2HCl -饱和 NaHCO 3 溶液； SO2HCl
14、饱和 NaHSO3 溶液H 2SHCl -饱和 NaHS 溶液； Cl 2HCl 水或饱和食盐水；H 2HCl -水； 2、中性气体中含有酸性杂质气体：用NaOH 溶液吸取3、酸性气体中含有其它酸性杂质气体 CO2SO2-饱和 NaHCO 3 溶液； CO2 H2S -CuSO4 溶液； 4、含有 O2 杂质气体 CO2O2灼热Cu ； N2O2-灼热 Cu5、HCl Cl 2 -CCl 4 溶液(2) 常见气体的干燥：固体干燥剂通常放在球形干燥管内，液体干燥剂通常放在洗气瓶内；以下气体干燥选用什么干燥剂？请依据以上原就填写下表：酸性干燥剂中性干燥剂碱性干燥剂浓硫酸P2 O5CaCl2硅胶碱石
15、灰中性H 2 、O2 、N 2、CO 、NO 、CH 4、C2H4、C2 H2酸性CO2 、Cl 2、HCl 、SO2、NO 2H2S碱性NH 3二. 典型例题分析例 1 分析 此题考查的内容是基础内容，但综合摸索性较强；其立意在于考查同学对常见试验装置图的识别、 分析才能；运用正确的化学试验基本操作等学问， 通过思维的联想、迁移和重组，解决详细问题的才能；由图可以看出：(1) 假设烧瓶是干燥的，由 B 口进气收集的气体必定为密度比空气大的气体；这是由于只有密度比空气大的气体如 Cl 2， HCl， H2S， SO2 等，当由 B 口进气后， 才能在烧瓶底部逐步积聚， 产生的压强将瓶内的空气由
16、 A 口排出， 直至所收集的气体布满整个烧瓶；(2) 假设烧瓶布满水，就应为能够采纳排水集气法收集的气体，装置应与“排水量气”装置相同，遵循“短进长出”的原就；此时由A 口通入像 H2，CH4， NO 等极难溶于水的气体， 气体产生的压强将烧瓶中的水由B 口排出， 当烧瓶中的水排尽后，即说明烧瓶内已布满所收集的气体；(3) 假设烧瓶是干燥的，由A 口进气可收集的气体应为密度比空气小的气体；这是由于只有密度比空气小的气体如H2、CH4、NH3 等，当由 A 口进气后，才能在烧瓶最上方逐步积聚， 产生的压强将瓶内空气由B 口排出， 直至所收集的气体布满整个烧瓶；(4) 浓硫酸为强氧化性的酸性干燥剂
17、，其干燥气体的范畴为非复原性的中性及酸性气体；进行干燥时，气体的流向应遵循“进步短出”的原就，所以除NH3 为碱性气体 、H2S 为复原性气体， 易被浓硫酸氧化 外，其余气体均可由浓硫酸干燥；综上所述，此题的正确答案： 1 ； 2 ，A；3 ；4 ，B；例 2 分析此题主要考查常见气体的试验室制备原理；A 不合理，由于稀硝酸具有强氧化性，两者反应得不到H2； B 不合理，由于HCl 极易溶于水，不能用饱和NaCl 溶液与浓 H2SO4 反应制备 HCl，而应当用 NaCl 晶体与浓 H2SO4 反应制备 HCl；D不合理，大理石与浓硫酸反应生成的微溶性的CaSO4包裹在大理石外表，阻碍反应的连
18、续进行；所以，合理而又有用的是C；例 3 分析这是一道集制气、除杂和集气于一题的综合试验题；可依据试验装置的特点对各选项进行挑选；依据制气装置为有液体参与反应且不需加热，可剔除 A，依据所制气体是无色的，又可排除B，由本节例 1 分析知 C 也应排除；亚硫酸钠和浓盐酸反应不需加热，气体SO2为无色，且符合 Z 瓶集气方式，故 1 应选D；亚硫酸钠和浓盐酸反应产生SO2并混有 HCl 气体和水气 此题未对水气作除杂要求 ，需将 HCl 除去；由于浓H2SO4只能吸取水汽而不能除去HCl 气体， NaOH溶液要同时除去 HCl 和 SO2，NaHCO3溶液虽能除去HCl 气体， 但同时产生新杂质C
19、O2混在 SO2中； NaHSO3溶液能吸取 HCl，同时放出 SO2，故 2 应选 C；由于 SO2不与BaCl2 及 KI 反应， SO2与澄清石灰水反应生成CaSO3白色沉淀不便在滤纸上观看；酸性 KMnO4溶液与 SO2反应后紫红色褪去，故 3 应选 B；答1D ； 2C ；3B ；例 4 分析分析题干供应的图示可知：气体发生装置为固液 不加热 型，气体收集方法为排水集气法；所以第一排除需加热的A选项；而 C， D 两选项中，反应条件亦均需加热，且制得的 NH3 和 HCl 均为极易溶于水的气体，不能用排水集气法收集，故予以排除；而 B 选项中，用 Cu 与稀 HNO3 作用制取 NO发生的反应方程式为：3Cu+8HNO3 =3CuNO3 2+4H2O+2NO， 从反应物的集合状态及反应条件来看，为固液 不加热 型，而且制备的气体NO不溶于水，可用排水法收集，符合题意；故此题的正确答案为B；