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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中化学专题讲座气体的试验室制备、净化和收集1气体制备试验的基本过程1 气体制备试验装置一般包含以下几部分发生装置 净扮装置 干燥装置 尾气处理装置2 气体制备的一般试验操作步骤组装 从下到上,从左到右；检验装置的气密性；加入药品；排尽装置内的空气；验纯；反应；拆除装置；2气体发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类：1 固体固体 气体发生装置：制备气体： O2、NH 3、CH4 等留意事项： 试管口应稍向下倾斜,而使试管炸裂；铁夹应夹在距试管口 1/3 处；固体药品应平铺在试管底部；以防止产生的水蒸气在
2、试管口冷凝后倒流,胶塞上的导管伸入试管内不能过长,否就会影响气体导出；如用排水集气法收集气体,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,防止水倒吸；2 固体液体或液体液体气体发生装置：abc 制备气体： Cl 2、C2H4 等 留意事项：烧瓶应固定在铁架台上；先把固体药品放入烧瓶中,再慢慢加入液体；分液漏斗应盖上盖,留意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔；对烧瓶加热时要垫上石棉网；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 液体液体 气体时要加沸石,防止暴沸,如用b装置制取乙烯时需加碎瓷片；c 装置中导管的作用
3、是平稳气压,便于分液漏斗中的液体顺当滴下；3 固体液体 不加热 气体发生装置：制备气体： H 2、CO 2、 NO2、SO2、NO 等留意事项：块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体,可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,也可采纳简易装置；简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下,否就起不到液封作用而无法使用；加入块状固体药品的大小要相宜；加入液体的量要适当；最初使用时应待容器内原有的空气排净后,再收集气体；在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时,必需先检验纯度；【例 1】1如图是试验室制取某些气体的装置；该制气装置在加入反应物前,应事先进行的操作是 _；如用该装置制取 O2,反应物除了可挑
4、选二氧化锰和 _填试剂名称,仍能挑选 _ 填物质的化学式 和水；利用该装置仍可制取 _选填以下字母序号 等气体；aH 2 bCO 2 cNH 3 dSO22 此装置中加入漂白粉和浓盐酸也可以制取 Cl 2；写出该反应的离子方程式：_；如使用在空气中放置的漂白粉和浓盐酸发生反应,就制取的 _ ；Cl 2 中可能含有的杂质为解析 1制备气体的装置在加入反应物之前均应先检查装置的气密性；该装置所制气体应满意固体和液体不需加热制备气体；符合此条件的制备氧气的反应可为 H 2O2 在 MnO 2作催化剂时分解,或 Na 2O2 与 H2O 反应；该装置可制备的气体有 H 2、CO 2、 O2、NH 3等
5、； 2ClO、Cl在酸性条件下可发生归中反应生成 变为 CaCO3,浓盐酸有很强的挥发性,因而制取的Cl 2；漂白粉在空气中放置会部分 Cl 2 中常含有 HCl 、 CO2 和 H 2O；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答案1检查装置气密性双氧水 或过氧化氢 Na2O2abcd 2 ClOCl2H=Cl 2H 2O HCl 、CO2、 H 2O 3气体的除杂方法 除杂试剂挑选的依据：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、仍原性、可燃性；除杂原就：1不缺失主体气体；2不引入新的杂质气体；3
6、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：易溶于水的杂质可用水吸取；酸性杂质可用碱性物质吸取；碱性杂质可用酸性物质吸取；水分可用干燥剂吸取；能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质,也可用作吸取剂；【例 2】为以下各组气体挑选合适的除杂试剂括号内为杂质气体 1 含有 HCl 杂质的气体 CO 2HCl ：_ ；SO2HCl ：_ ；Cl 2HCl ：_ ；2 中性气体中含有酸性杂质气体 O2Cl 2：_ ；COCO 2：_ ；NONO 2：_ ；3 酸性气体中含有其他酸性杂质气体CO 2SO2：_ ；4 含有 O2杂质的气体 CO 2O 2： _ ；N 2O2：_ ；5HClC
7、l 2：_ ；答案1饱和 NaHCO 3 溶液饱和 NaHSO 3 溶液饱和食盐水2 NaOH 溶液NaOH 溶液 H2O 3 饱和 NaHCO 3溶液或酸性高锰酸钾溶液4 灼热 Cu 灼热 Cu 5CCl 4 4气体净化与干燥的先后次序 1 如采纳溶液除杂,应当是除杂在前,干燥在后；其缘由是：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；名师归纳总结 照试验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO 2,欲制得干燥、纯洁的CO 2,可先将产生第 3 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的气体通过饱和NaHCO 3 溶液,除去混入其中的
8、HCl 气体,再通过浓硫酸除去水蒸气；2 如采纳加热除杂,就一般是干燥在前；如 N2中混有 O2、CO2、H 2Og,可先将混合气体通过碱石灰,除去 CO2 和 H2Og,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、纯洁的 N 2；如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；【例 3】为制备干燥、纯洁的 CO 2,将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有以下物质的两个吸取装置,两个装置中应依次装入 饱和 NaHCO 3 溶液；无水 CaCl 2 固体饱和 NaHCO 3 溶液；浓硫酸浓硫酸；饱和 NaHCO 3 溶液饱和 Na2CO
9、3 溶液；稀硫酸A B C D解析 用大理石和盐酸反应制得的 CO2 中,含有少量 HCl ,可用饱和 NaHCO 3 溶液除去；干燥 CO 2 可用浓硫酸或无水 答案 A 5气体的干燥CaCl2 固体作干燥剂；留意：应先净化,后干燥；1 选用干燥剂应依据气体的性质和干燥剂的性质而定,其原就是干燥剂只能吸取气体中的水分,而不能与气体发生反应；酸性干燥剂,如浓 H 2SO4、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；摸索 ：以下气体中不能被浓H2SO4 干燥的是哪些？为什么？NH 3、H2、CO、H2S、SO2、 Cl2、CO2答案NH 3 由于显碱性而不能被浓H2S
10、O4 干燥, H2S 由于有强仍原性而不能被浓H 2SO4干燥；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Cl 2、CO 2、HCl 等；CaCl2 呈中性,对各类气体一般均可干燥,但NH 3中性干燥剂,如无水CaCl 2；无水能与其发生络合反应而不能使用,其反应方程式为 2 气体干燥净扮装置CaCl 28NH 3=CaCl28NH 3；类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置名师归纳总结 第 4 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 常见干 浓 H 2SO4酸性、无水氯化 碱石灰
11、除杂试剂 Cu、燥剂 强氧化性 钙中性 碱性 CuO、Mg 当 CO2 中混有 O2杂质时,应选用上述中的装置除 O2,除杂试剂是 Cu 粉或Mg 粉；6气体的收集排收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体举例 排水法难溶于水或微溶于水,O2、H2、Cl2饱和 NaCl溶液 、NO 、CO2饱和又不与水反应的气体NaHCO 3溶液 、CO向上排密度大于空气Cl 2、SO2、NO2、CO2空空气法气向下排密度小于空气H 2、NH3法空气法7. 尾气的吸取1 用水吸取的是 HCl 、NH 3留意防倒吸 ；2 用烧碱溶液吸取的是 Cl 2、SO2、NO2、H2S 等；3 用燃烧的酒精灯点燃可除去的
12、是 CO；题组一 气体制备装置的挑选1如图是试验室常见的气体制取、干燥和收集装置；如用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气,就合理的装置组合为CD A B名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答案 C 解析 用 H2O2 制 O2 的反应原理为 2H 2O2= MnO 2 2H2OO2 ,由反应物的状态和反应条件可选 作为制取装置；干燥 O2 可选用 和装置,要收集干燥的 O2 只能用 装置,故合理的装置组合为 或 ；2下表是试验室制备气体的有关内容：编号 气体名称 试验原理 气体发生装置 氧气 H 2O2O2 氨气
13、 NH 4ClNH 3 氯气 HCl Cl 21 上述气体中, 从制备过程看, 必需挑选合适的氧化剂才能实现的是 _填气体的化学式,下同 ；2 依据表中所列试验原理,从以下装置中挑选合适的气体发生装置,将其编号填入上表中的空格内；3 如用上述制备O2的装置制备NH 3,就挑选的试剂为_ ；答案1Cl 2 2DBA 或 D 省略夹持3 浓氨水、生石灰或碱石灰, NaOH 固体 题组二气体制备中药品的挑选与评判32022 安徽理综, 8试验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下列图 和净扮装置 ；仅用此装置和表中供应的物质完成相关试验,最合理的选项是 选项a 中的物质b 中的物质c 中收集d
14、中的物质的气体名师归纳总结 A 浓氨水CaO NH 3H2O 第 6 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - B 浓硫酸Na2SO3SO2NaOH 溶液C 稀硝酸 Cu NO 2 H2O D 浓盐酸 MnO 2 Cl 2 NaOH 溶液答案 B 解析 由题给装置可知,本装置可以用于固体和液体不加热型、收集方法为向上排空气法、防倒吸型尾气处理方式的气体的制取；A 项, NH 3 的密度比空气的小,收集用向下排空气法,不符合；C 项,铜和稀硝酸反应不能产生NO 2,且 NO 2 的吸取不能用水,可以用 NaOH 溶液； D 项,用浓盐酸与MnO
15、2 反应制 Cl 2 需要加热,本装置不能满意；42022 大纲全国卷,29请回答以下试验室中制取气体的有关问题；1 下图是用 KMnO 4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置；装置 B、C、D 的作用分别是：B_ ；C_ ；D_ ；2 在试验室欲制取适量 NO 气体；下图中最适合完成该试验的简易装置是_填序号 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据所选的装置完成下表不需要的可不填：应加入的物质 所起的作用A B C D 简洁描述应观看到的试验现象_ ；答案1向上排空气收集氯气安全瓶作用,防止 D 中的液体倒吸进入
16、集气管B 中吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境2 A 应加入的物质所起的作用铜屑和稀硝酸制取 NO 气体B 水排水收集 NO 气体C 主要是接收B 中排出的水D 反应开头时,A 中铜屑表面显现无色小气泡,反应速率逐步加快；A 管上部空间由无色逐步变为浅红棕色,随着反应的进行又逐步变为无色；A 中的液体由无色变为浅蓝色；B 中的水面逐步下降,B 管中的水逐步流入烧杯 C 中解析 1KMnO 4 与浓盐酸发生反应：2KMnO 416HCl 浓=2KCl 2MnCl 25Cl2 8H 2O；装置 B 采纳向上排空气法收集Cl 2,装置 C 起安全瓶作用, 防止 D 中的液体倒吸名师归纳总结 进入
17、 B 中； Cl 2 具有毒性,装置D 中 NaOH 溶液用于吸取余外的Cl 2,防止污染环境；第 8 页,共 10 页2 试验室制取NO 气体通常用铜与稀硝酸反应：3Cu8HNO 3稀=3CuNO 32 2NO4H 2O；由于 NO 易与空气中的O2反应生成NO 2,不宜用排空气法收集NO 气体,应用排水法收集NO,故装置 和错误；装置 和比较, 更简洁, A 中 Cu 与稀硝酸反应生成 NO 气体, B 中盛满水,用排水法收集NO；题组三气体制备装置的连接5某课外活动小组用图中的仪器和药品组装一套试验装置制取干燥的CO,用 CO 仍原 Fe2O3粉末制取仍原铁粉；浓硫酸 制取 CO 的原理
18、为 H2C2O4=CO2 CO H2O 序号仪器及药品序号仪器及药品- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A B C D E 1 假如所制气体流向为从左向右时,上述组装的试验装置从左向右的连接次序填仪器序号是_ _；2 正确的操作第一步应是_；最终一步应是熄灭_处的酒精灯；3 装置 B 的作用是 _；装置 E 的作用是 _ ；答案 1A E C D B 2 连接好装置并检查装置的气密性 A 3 检验 D 中生成的 CO 2 除去 CO 中的 CO 2解析 1先通过装置 A 制备 CO,但其中含有 CO 2 杂质,可用装置 E 中的 NaOH 溶液除去,然后
19、用浓硫酸除去 CO 中的水蒸气,干燥纯洁的 CO 在装置 D 中仍原氧化铁,最终用装置 B 中的澄清石灰水检验 D 中生成的 CO2；2 气体制备和性质试验中必需检查装置的气密性；对于A 、D 两处的酒精灯,应最终撤掉 A 处的酒精灯,防止仍原出的 Fe 再被氧化,并防止显现倒吸现象；3 装置 B 中盛装澄清石灰水,用来检验 D 中生成的 CO2 气体；装置 E 中盛装的 NaOH溶液用来除去 CO 中的 CO 2；62022 重庆理综, 27固态化合物A 由两种短周期元素组成,可与水发生复分解反应；甲组同学用下图装置 夹持装置略 对其进行探究试验；1 仪器 B 的名称是 _；名师归纳总结 -
20、 - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 试验中,中的试纸变蓝,中黑色粉末逐步变为红色并有M 生成,就中的试剂为_；中发生反应的化学方程式为_；V 中的试剂为 _； 中3 乙组同学进行同样试验,但装置连接次序为,此时现象为 _,缘由是 _；4 经上述反应,2.5 g 化合物A 理论上可得0.56 L 标准状况 M ；就A 的化学式为_ ；答案 1分液漏斗2 碱石灰 3CuO2NH 3 ,3CuN23H2O 浓 H 2SO43 红色石蕊试纸变蓝CuO 与氨气反应生成的水和未反应的氨气生成氨水,使红色石蕊试纸变蓝4Mg 3N2解析 1仪器
21、 B 是分液漏斗； 2使红色石蕊试纸变蓝色的气体在中学中所学过的只有NH 3,因此化合物 A 中肯定含有 N 元素,由于干燥后的 NH 3 在加热忱形下可以与 CuO反 应 , 因 此 中 干 燥管内 干 燥 剂 为碱 石 灰 , 中 反 应 的 化学 方 程 式为 3CuO 2NH 3 ,3CuN23H2O； 中的试剂为浓H 2SO4,用来干燥和洗气；名师归纳总结 3 乙组同学将装置放在装置 之前,由于CuO 与 NH 3 反应产生 H 2O,H 2O 与未反应第 10 页,共 10 页的 NH 3 反应生成NH 3H2O 使红色石蕊试纸变蓝色；4设该化合物的化学式为X3N y,X的相对原子质量为x,就：X 3Nyy 2N 21 y 22.5 g0.56 L3x14y g mol122.4 Lmol 11y 22.5 g 3x14y g mol 10.56 L22.4 Lmol 1争论： y 只能取正整数,如y1,x12,无解；如 y2,x24,符合,就化合物A 为 Mg 3N 2；- - - - - - -