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1、高中化学常见气体的制备高中化学常见气体的制备河南省淮阳第一高级中学河南省淮阳第一高级中学 陈陈 瑞瑞高考考纲要求高考考纲要求一、掌握常见气体的实验室制法一、掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、仪器、原理、收集）。（包括试剂、仪器、原理、收集）。二、能够灵活的运用气体制备实验二、能够灵活的运用气体制备实验的规律和方法解决新问题。的规律和方法解决新问题。常见的气体常见的气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2共共14种气体种气体一、一、气体制取的反应原理气体制取的反应原理2KMnO2KMnO4 4 K K2 2MnOMnO4 4
2、+MnO+MnO2 2+O+O2 2 2Na2Na2 2O O2 2+2H+2H2 2O O4NaOH4NaOHO O2 2 2H2H2 2O O2 2 2H 2H2 2O+OO+O2 2 MnOMnO2 22KClO2KClO3 3 2KCl+3O 2KCl+3O2 2 MnOMnO2 2 2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 CaCl CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O ONHNH3 3HH2 2O+CaO O+CaO NH NH3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2CHCH3 3COONa+NaOH COONa+NaOH Na Na2 2C
3、OCO3 3+CH+CH4 4 CaOZn+HZn+H2 2SOSO4 4(稀稀)=ZnSO)=ZnSO4 4+H+H2 2 CaCOCaCO3 3+2HCl=CaCl+2HCl=CaCl2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O O1.O1.O1.O1.O2 2 2 22.NH2.NH2.NH2.NH3 3 3 33.CH3.CH4 44.H4.H2 25.CO5.CO2 26.H6.H2 2S SFeS+HFeS+H2 2SOSO4 4(稀稀)=FeSO)=FeSO4 4+H+H2 2SS固体固体 +液体液体常温常温固体固体 +固体固体加热加热7.SO7.SO2 28.NO8.NO2 29.
4、NO9.NO10.C10.C2 2H H2 2 11.Cl11.Cl2 212.12.HClHCl13.C13.C2 2H H4 414.CO14.CONaNa2 2SOSO3 3+H+H2 2SOSO4 4(浓浓)=Na)=Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OCaCCaC2 2+2H+2H2 2OCa(OH)OC
5、a(OH)2 2+CHCH+CHCHMnOMnO2 2+4HCl(+4HCl(浓浓)=MnCl)=MnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2ONaClNaCl(固固)+H)+H2 2SOSO4 4(浓浓)=NaHSO)=NaHSO4 4+HCl+HCl2NaCl(2NaCl(固固)+H)+H2 2SOSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl强热强热C C2 2H H5 5OH OH CH CH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2O O170浓浓H2SO4HCOOHHCOOHCO CO H H
6、2 2O O浓浓H2SO4固体固体 +液体液体常温常温固体固体 +液体液体加热加热发发 生生装装 置置净净 化化装装 置置干干 燥燥装装 置置收收 集集装装 置置吸吸 收收装装 置置反反应应物物状状态态及及反反应应条条件件气气体体及及杂杂质质的的性性质质气气体体的的性性质质选选择择干干燥燥剂剂气气体体水水溶溶性性及及密密度度气气体体的的毒毒性性选选择择吸吸收收剂剂二、气体制取装置的设计二、气体制取装置的设计 1 1、装置连接顺序、装置连接顺序 2 2、实验操作的先与后、实验操作的先与后 A A、装配仪器时：先下后上；先左后右装配仪器时：先下后上；先左后右 B B、加入试剂时：先固后液加入试剂时
7、：先固后液C C、实验开始时：先查仪器的气密性，实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；再加药品，后点酒精灯；D D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热有些实验为防倒吸，往往最后停止加热.E E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。有些实验为防氧化往往最后停止通气。F F、仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，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。后拆部件。1 1、气体的发生装置、气体的发生装置1.11.1设计依据设计依据反应物的状态和反应的条件反应物的状态和反应的条件1.21.2装置的分类装置的分类（1）固固）固固加热加热（2）固液（液液）固液（液
8、液）加热加热（3）块固液）块固液 常温常温可制可制O2、NH3、CH4等等可制可制Cl2、HCl、C2H4、CO、NO、SO2等等可制可制CO2、H2S、H2、O2、NH3、C2H2等等可制可制CO2、H2S、H2（4）固液）固液 常温常温1.2.1 1.2.1 固固，加热固固，加热该实验装置要注意：该实验装置要注意：（l l）试管口应稍向下倾斜，以防止试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。起试管破裂。（2 2）铁夹应夹在距试管口）铁夹应夹在距试管口l/3l/3处。处。（3 3）胶塞上的导管伸入试管里面不）胶塞上的导管伸入试管里面
9、不能太长，否则会妨碍气体的导出。能太长，否则会妨碍气体的导出。标准装置标准装置可制可制O2、NH3、CH41.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热实验时要注意：实验时要注意：先把固体药品加入烧瓶，然后加先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品，再加热。入液体药品，再加热。要正确使用分液漏斗。要正确使用分液漏斗。标准装置标准装置可制可制Cl2、HCl、C2H4、CO、NO、SO2等等1.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热变化装置变化装置1.2.3 1.2.3 固液固液块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与
10、液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用体可用体可用体可用启普发生器启普发生器启普发生器启普发生器制备，当制取气体的量不多制备，当制取气体的量不多制备，当制取气体的量不多制备，当制取气体的量不多时，也可采用时，也可采用时，也可采用时，也可采用简易装置简易装置简易装置简易装置。标准装置标准装置1.2.3 1.2.3 固液固液启普发生器变化：启普发生器变化：1.2.3 1.2.3 固液固液其它装置：其它装置：2 2、气体的收集装置、气体的收集装置2.1判断原则判断原则（1）易溶或与水反应的气体：）易溶或与水反应的气体：排空气法排空气法（2）与空气成分反应或与空气
11、密度相近的气体：）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：排水（液）法排水（液）法（3）可溶性气体考虑用）可溶性气体考虑用排液法排液法（4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。2 2、气体的收集装置、气体的收集装置（1）排空气法）排空气法收集比空气收集比空气重的气体重的气体收集比空气收集比空气轻的气体轻的气体2 2、气体的收集装置、气体的收集装置（2 2）排水（液）法）排水（液）法）排水（液）法）排水（液）法2 2、气体的收集装置、气体的收集装置（3）贮气瓶）贮气瓶（4）贮气袋）贮气袋3 3、气体的净化装置、气体的净化装置3.1总原则总原则（1）一般
12、除杂在前，干燥在后。若是燃烧除杂，则干燥在前。）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧除杂，则干燥在前。（2）吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体）吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。反应。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。（3）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的反应。反应。（4）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应放出欲净化的气体。放出欲净化的气体。（5）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。）干燥剂的选择时
13、不与被干燥的气体反应。3 3、气体的净化装置、气体的净化装置3.2除杂装置除杂装置（1 1）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶（2 2）干燥管）干燥管）干燥管）干燥管（3 3）加热管）加热管）加热管）加热管cd3、气体的净化装置3.2干燥装置干燥装置3.2.1干燥装置干燥装置（1）洗气瓶）洗气瓶（2）干燥管）干燥管 酸、碱性酸、碱性据气体的据气体的 氧化、还原性氧化、还原性气体的酸碱性气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性干燥剂的酸碱性 保持一致保持一致干燥剂的选择及使用原则干燥剂的选择及使用原则1、选择原则、选择原则气体在被干燥的过程中不能被减少气体在被干燥的过程中不能被减少不要引入新的杂质。不要引入新的
14、杂质。2、选择方法、选择方法干燥剂干燥剂选择选择干燥剂状态干燥剂状态干燥装置干燥装置酸性干燥剂酸性干燥剂（如：浓硫酸、（如：浓硫酸、P2O5等）等）不能用来干燥碱性不能用来干燥碱性气体气体；碱碱性性干干燥燥剂剂 (如如碱碱石石灰灰、生生石石灰灰、固固体体NaOHNaOH等等)不不能能用用来干燥酸性气体来干燥酸性气体如如Cl2。有有氧氧化化性性的的干干燥燥剂剂（如如浓浓硫硫酸酸）不不能能干干燥燥有有还还原原性性气气体体（如（如H2S、HI等）等）。3 3、气体的净化装置、气体的净化装置3.2干燥装置干燥装置3.2.23.2.2干燥剂的选择干燥剂的选择干燥剂的选择干燥剂的选择液态干燥剂液态干燥剂固
15、态干燥剂固态干燥剂装置装置洗气瓶洗气瓶干燥管（球形、干燥管（球形、U形）形）干燥剂干燥剂浓硫酸浓硫酸无水无水CaCl2P2O5碱石灰碱石灰可干燥气可干燥气体体不可干燥不可干燥气体气体NHNH3 3、H H2 2S S、HBrHBr、HIHINHNH3 3NHNH3 3ClCl2 2、HXHX、H H2 2S S、SOSO2 2 、NO NO2 2、COCO2 24 4、尾气处理装置、尾气处理装置尾气的处理方法尾气的处理方法直接排放直接排放直接排放直接排放直接吸收直接吸收直接吸收直接吸收 防倒吸吸收防倒吸吸收防倒吸吸收防倒吸吸收燃烧处理燃烧处理燃烧处理燃烧处理总原则总原则（1）有毒、污染环境的气
16、体不能直接排放。）有毒、污染环境的气体不能直接排放。（2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。防倒吸防倒吸：HCl、NH3、SO2常用吸收剂：常用吸收剂：水，水，NaOH溶液，硫酸铜溶液溶液，硫酸铜溶液（3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：）可燃性气体且难用吸收剂吸收：燃烧处理或袋燃烧处理或袋装。装。4、尾气处理装置（1 1）水溶解法）水溶解法如：如：HCl、NH3等等。（2 2）碱液吸收法）碱液吸收法如如：Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。等。（3 3）燃烧燃烧或袋装处理或袋装处理法法如如：CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。等。4
17、4、尾气处理装置、尾气处理装置（4）防倒吸吸收）防倒吸吸收标准装置标准装置标准装置标准装置安全瓶装置安全瓶装置标准标准装置装置变化变化装置装置5 5、排水量气装置、排水量气装置历年高考题选摘历年高考题选摘 从高考题型看，在第从高考题型看，在第卷出现在选择题型卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从中的主要是基本实验的内容，从气体的制备气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。在第在第卷中卷中出现出现的简答、填空和实验的分的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行
18、综合判断，选择和验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。这对考核实验能力非常重要。评估。这对考核实验能力非常重要。例例1 1：（1 1）在没有现成的）在没有现成的CO2CO2气体发生器的情况下，请你气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的开随用、随关随停的CO2CO2气体发生装置。应选用的气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）仪器
19、是（填入仪器的编号）。（2 2）若用上述装置制取）若用上述装置制取CO2CO2气体，而实验室只有稀气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是合理的方案应选用的药品是 。答案答案：(a)(a)、(c)(c)、(d)(d)、(e)(e)；浓硝酸、水、块状大理石。；浓硝酸、水、块状大理石。利用下图所示装收集以下利用下图所示装收集以下8 8种气体种气体(图中烧瓶位置不得移图中烧瓶位置不得移动动)：H2 Cl2 CH4 HCl NH3 NO H2S SO2(1)(1)若烧瓶是干燥的，则由若烧瓶是干燥的，则由A A口
20、进气，可收集的气体有口进气，可收集的气体有(用数用数字表示，下同字表示，下同)_.)_.(2)(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有若烧瓶充满水，可收集的气体有_，这时气体由，这时气体由_口进入。口进入。(3)(3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则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可用此装置的气体有_，这时气体，这时气体由由_口进入。口进入。(4)(4)若烧瓶是干燥的，不能用此装置来收集的若烧瓶是干燥的，不能用此装置来收集的气体是气体是_。例例2：【答答】（1）（2 2），A A（3 3），B B（4 4）例例3 3：某集气瓶中充满了某集气瓶中充满了HIHI气体，试设计一个
21、装置气体，试设计一个装置表示：将这种气体排出烧瓶，并粗略证明它表示：将这种气体排出烧瓶，并粗略证明它确实是确实是HIHI气体，写出有关反应的离子方程式。气体，写出有关反应的离子方程式。【答答】：往装有气体的瓶中注入浓磷酸，使气体排出，用：往装有气体的瓶中注入浓磷酸，使气体排出，用盛有适量水的烧杯吸收排出的气体盛有适量水的烧杯吸收排出的气体(玻璃管下端接一个倒置玻璃管下端接一个倒置漏斗漏斗)，一段时间以后，取少量烧杯中的溶液，测得，一段时间以后，取少量烧杯中的溶液，测得PH值值小于小于7;加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，如发现有黄色沉淀加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，如发现有黄色沉淀生成，则可说明原气体
22、是生成，则可说明原气体是HI气体。气体。练习练习 1、利用右图和下列试剂制取下列利用右图和下列试剂制取下列气体气体：A浓硫酸浓硫酸 B浓盐酸浓盐酸 C食盐食盐 D二氧化锰二氧化锰 E氯酸钾氯酸钾 F过氧化氢过氧化氢 G高锰酸钾高锰酸钾 H浓氨水浓氨水 J氢氧化钠氢氧化钠 试用各试剂序号回答：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氨气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择D、FA、BH、JB、G思考？思考？水蒸气通过灼热的煤之后所水蒸气通过灼热的煤之后所产生气体是混合气体产生气体是混合气体,其中含有其中含有COCO、H H2 2、COCO2 2、H H2 2O(gO(g）。请你设计一个）。请你设计一个实验，以确认混合气体中含有实验，以确认混合气体中含有COCO和和H H2 2，并画出简易装置图。，并画出简易装置图。