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1、1专题讲座二常见气体的实验室制备、净化和收集1气体制备实验的基本思路2重要气体的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(如图)：制备气体：O2、NH3、CH4等。(2)固体液体或液体液体气体发生装置：制备气体：Cl2、C2H4等。(3)固体液体(不加热)气体发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。3气体制备装置的改进2(1)改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。(2)“固体液体气体”装置的创新(3)“固(液)液 气体
2、”装置的创新图 A 的改进优点是能控制反应液的温度。图 B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。4气体的除杂方法(1)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。除杂原则：不损失主体气体；不引入新的杂质气体；在密闭装置内进行；先除易除的杂质气体。3(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥剂浓 H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg 等当 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。5气体的收集方法收集方法收集
3、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，又不与水反应的气体O2、H2、NO、CO 等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新 排液集气装置装置()从 a管进气 b 管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。饱和食盐水 收集 Cl2。饱和 NaHCO3溶液 收集 CO2。饱和 NaHS 溶液 收集 H2S。四氯化碳 收集 HCl 或 NH3。装置()储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A 瓶排入 B 瓶，在
4、瓶A 中收集到气体。7尾气处理的原因、方法及装置4(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。(3)尾气处理装置(见下图 a、b、c)实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b 装置。制取 CO 时，尾气处理可采用a、c 装置。制取 H2时，尾气处理可采用a、c 装置。题组一气体的制备与性质探究1(2019大连高三上学期期中)用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是()选项试剂甲试剂乙试剂丙丙中的现象A稀盐酸CaCO3Na
5、2SiO3溶液有白色沉淀生成B浓硫酸Na2SO3BaCl2溶液有白色沉淀生成C过氧化氢MnO2酸性 KI-淀粉溶液溶液变为蓝色D浓盐酸KMnO4Na2S 溶液有淡黄色沉淀生成答案B解析A 项，盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B 项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但 SO2与氯化钡不反应，错误；C 项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，淀粉遇碘显蓝色，正确；D项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质S，生成淡黄色沉淀，正确。2(2020开封高三检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是()5选项实验
6、目的试剂 a试剂 b试剂 c装置A验证非金属性：SCSi稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的氯气浓盐酸MnO2饱和食盐水C检验溶液 X 中含有 CO23盐酸溶液 X澄清石灰水D除去 Na2SO3中的 Na2SO4氯水混合物NaOH 溶液答案A解析A 项，装置b 中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置c 中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即SCSi，正确；B 项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的HCl，从装置c 中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；C 项，向装置b 中加入盐酸，出现
7、能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明X 中含有 CO23，可能含有HCO3或 SO23或 HSO3，错误；D 项，氯水具有强氧化性，能把SO23氧化成 SO24，不能达到实验目的，错误。3(2019成都高三上学期联考)利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是()选项实验结论A浓硫酸Na2SO3KMnO4溶液退色SO2有漂白性B浓盐酸KMnO4FeBr2溶液变为黄色氧化性：Cl2Br2C稀硫酸碳酸钠CaCl2溶液无明显变化CO2不与 CaCl2反应D浓硫酸蔗糖溴水退色浓硫酸具有脱水性、吸水性答案C解析A 项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液退色表现的是还原性，错误；B 项，氯气通入溴化亚铁
8、溶液中先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，错误；C 项，碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，正确；D 项，溴水退色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，错误。4(2019武汉高三上学期期中)用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是()6选项中试剂中现象解释A品红溶液溶液退色SO2具有漂白性BNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3H2SiO3CBa(NO3)2溶液生成白色沉淀SO23与 Ba2生成 BaSO3白色沉淀D酸性 KMnO4溶液紫色退去SO2具有还原性答案C解析Cu 和浓硫酸发生反应：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4 SO22H2O。A 项，SO2
9、具有漂白性，能使品红溶液退色，正确；B 项，通入SO2后产生胶状沉淀，说明产生H2SiO3，即H2SO3的酸性强于H2SiO3的酸性，正确；C 项，SO2溶于水，溶液显酸性，NO3在酸性条件下具有强氧化性，能把H2SO3或 SO23氧化成 SO24，因此白色沉淀是BaSO4，错误；D 项，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色退去，说明SO2具有还原性，正确。题组二高考新题型 和气体制备有关的仪器连接分析5 实验室用H2还原 WO3制备金属W 的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是()A中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
10、B管式炉加热前，用试管在处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气答案B解析A 项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在中，错误；B 项，先通H2以排除空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C 项，若先停止通H2，空气有可能重新将 W 氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D 项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。6(2019信阳高三月考)用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通7氢气前后玻璃管的质量差和U 形管的质量差，实验测得m(H)m
11、(O)1 8。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是()A、装置之间缺少干燥装置B装置之后缺少干燥装置C装置中玻璃管内有水冷凝DCuO 没有全部被还原答案D解析用 H2还原 CuO 时，装置 中 CaCl2吸收的是生成的水，而装置中玻璃管通H2前后的质量差为反应时消耗CuO 中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而 m(水)m(氧)m(氢)。当 Zn 和稀硫酸反应产生的H2不干燥 m(水)偏大，装置 后不加干燥装置，使中 CaCl2吸收 空 气 中 的 水 分 m(水)偏 大，中 玻 璃 管 内 有 水 冷 凝 m(氧)偏 小 ，都 会 造 成 测 得m(H)m(O)1 8。H2O 的组成
12、与CuO 是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。7(2020山东等级模拟考，9)锡为 A 族元素，四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4，熔点144.5，沸点364.5，易水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn2I2=SnI4制备SnI4。下列说法错误的是()A加入碎瓷片的目的是防止暴沸BSnI4可溶于 CCl4中C装置中a 为冷凝水进水口D装置的主要作用是吸收挥发的I2答案D解析D 选项，SnI4易水解，装置的主要作用为防止空气中的水蒸气进入。题组三仪器连接专练8将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况(约 20，1.01105Pa)的体积。某同学拟
13、选用如图实验装置完成实验：最简易的装置其连接顺序：A 接(_)(_)接(_)(_)接(_)(填接口字母，可不填满)。8答案EDG9实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：上述仪器的连接顺序：e 接_，_接_，_接_，_接_(按气流方向，用小写字母表示)。答案dcabihg10亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。已知：NO NO22OH=2NO2H2O气体液化的温度：NO2(21)、NO(152)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是_。(2)为了检验装置A 中生成
14、的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A_；组装好仪器后，接下来进行的操作是_。答案(1)排出装置中的空气，防止干扰NO 的检验(2)CEDB检查装置的气密性解析(2)为了检验装置A 中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A 是发生装置，C 是干燥除去水。因为NO2更易液化，先分离NO2，所以接 E 冷却二氧化氮，NO2分离后再检验NO，再接 D 通氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明是NO，B 是尾气处理装 置，吸 收 反 应 后 剩 余 的 NO 和 NO2的 混 合 气 体，防 止 污 染 空 气。装 置 的 连 接 为ACEDB；有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。11利用如图装置，进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O，通过测量生成水的质量来测定M 的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。9(1)仪器 a 的名称为 _，仪器 b 中装入的试剂可以是_。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为_(填字母，装置可重复使用)。答案(1)分液漏斗NaOH 固体(或生石灰或碱石灰)(2)BDADC解析(2)该实验在B 装置产生氨，通过 D 干燥氨，在 A 中 NH3与 MxOy反应，生成的水在D中被吸收，残留氨被C 吸收，所以按气流方向正确的装置连接顺序为BDADC。