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1、第三节 气体的制备与净化今年高考考试说明要求 掌握常见气体实验室制法，包括所用试剂、 仪器、反应原理和收集方法 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:1、固固加热3、固（液）液加热气体发生装置的设计原则： 2、固液不加热一、气体发生装置试管导管 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1、固固加热该装置可用于制备O2、NH3和CH4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
2、难 溶于水的气体如CO2 、H2(不可用于制 C2H2)(2)操作时应注意： a.检验装置的气密性 b.长颈漏斗插入液面下2、固液不加热图7图8图9图10图11图12可用于制备H2、 O2 、 CO2、H2S、NO2和C2H2图图2图图3图图4图图5图图6常见装置创新装置氢注意事项：（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 加碎瓷片防止暴沸（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3、固（液）液加热液体- 分液漏斗固体- 圆底烧瓶石棉网常见装置可用于制备Cl2、HCl、SO2、C2H4170C饱 和 食 盐 水乙烯的制
3、取装置气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度二、收集装置 装置类型排水法向上排气法向下排气法示意图气体性质 难溶或微溶 于水的气体密度大于空 气的气体密度小于空 气的气体实例H2,O2,NO,C2H2,N2,COCO2,Cl2,HClH2,NH33、储气装置4、量气装置气体净化装置的设计原则： 根据净化药品的状态和净化条件三、净化装置 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 保持一致干燥剂的选择及使用原则1、选择原则气体在被干燥的过程中要不能被减少不要引入新的杂质。2、选择方法干燥剂选择干燥剂状态干燥装置洗气瓶进气管应“长进短出”干燥管应大口方向进气，小口方向出气液
4、体试剂固体试剂固体试剂需加热c d酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥 碱性气体； 碱性干燥剂 (如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体如Cl2。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）。 3、常见干燥剂常见干燥剂及使用装置液态干燥剂 固态干燥剂装置常见干燥 剂 可干燥 气体 不可干燥 气体 浓硫酸无水CaCl2碱石灰H2,O2, Cl2, SO2,CO, N2, CH4O2,Cl2,HCl,SO2, H2,CO,N2,CH4H2,O2, N2,CH4, NH3H2S, NH3, HBr, HI, C2H4HX,H2S,SO2, C
5、O2,NO2, Cl2NH3洗气装置干燥器1、 燃烧法 如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。2、碱液吸收法 如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。3、水溶解法 如HCl、NH3等。四、除尾气装置 4、袋装储存法NO等思考：思考：分析右图装置有哪些作用？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、排水集气法收集气体3、收集气体（密度比空气小）防倒吸装置把导管的末端浸在水里，用手紧 贴容器的外壁或用酒精灯微热。 片刻后若导管口有气泡冒出，松 开手后或撤去酒精灯，导管末端 有一段水柱上升。则证明装置不 漏气。（1）微热法若装置漏气，须找出原因，进行 调整、
6、修理或更换，然后才能进 行实验。 一关二热三冷五、其它问题 1、气密性检查关闭活塞 (或弹簧夹)，从球形漏 斗口处注入适量的水，使漏斗中的 液面高于容器中的液面，静置片刻 ，若看到漏斗内液面不变，则表明 装置气密性良好。 2.液差法连接好仪器，向乙管中注入适量 的水，使乙管液面高于甲管液面， 静置片刻，若看到两管液面保持不 变，则表明装置气密性良好。 关闭活塞 (或弹簧夹)，从 长颈漏斗口处注入适量的 水，浸没漏斗下端管口， 静置片刻，若看到漏斗内 液面不变(出现一段稳定的 水柱)，则表明装置气密性 良好。 3.液封法（2004内蒙卷28题）根据下图及描述，回答下列问题：（1）关闭图A装置中的
7、止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？ 。（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）判断理由： （2）关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴 ，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？（填“漏气” 、“不漏气”或“无法确定”） ，判断理由：。 不漏气 由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导 致压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面 无法确定 由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗中液面上 方和烧瓶中液面上方的压强相同，无论装置是否漏气，都不 影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。 检查气密性遵循的基本原则:1. 将装置处理成密闭
8、系统2. 设法使密闭系统内形成压强 差，并以一种现象表现出来(2002海淀一模)总结： 1.将装置处理成密闭系统的方法(1)加水没过导气管口、长颈漏斗颈口等(2)关闭活塞、止水夹等.2 改变压强的方式及现象 (1)给容器加热，有气泡，撤去热源有少量水沿导 管上升。(2)加水出现液面差，静置液面不下降或上升(3)抽气，有连续的气泡。(4)吹气，形成液面差，夹紧止水夹，液面差不变03全国考试理综题（03上海高考）方法1：分段检验法：关闭活塞，向长颈漏斗中加水，若长颈漏 斗与试管存在稳定的液面差，则说明a左端部分不漏气，再在反应 管D下部稍加热，若E中导管口有气泡冒出，停止加热后导管末端 有一段水柱
9、上升，则证明a右端装置不漏气。(也可以关闭活塞a， 用同样的方法分别在烧瓶B底部和反应管D下部稍加热，观察A中 液面变化和E中气泡、水柱来检验。) 方法2：打开活塞a，给A中加水使长颈漏斗下端液封，再微热烧 瓶B，如果既能发现E中有气泡冒出，A中漏斗颈内水面上升， 则可说明整个装置气密性良好 a检验右图装置的气密性【例1】 ：氨气溶于水形成的喷泉实验中，如果观察不到 “喷泉”或现象不明显，实验不成功的原因可能有： 可能是烧瓶中的氨气没充满； 可能是烧瓶内壁不是非常干燥； 可能是装置气密性不好，有气体泄露； 可能是加入的水太少。2、喷泉实验装置的设计【例2】 在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，
10、将滴 管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹 簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满 烧瓶。则a和b分别是 ( ) a(干燥气体)b(液体) (A)NO2水 (B)CO24mol/L NaOH溶液 (C)Cl2饱饱和NaCl水溶液 (D)NH31mol/L 盐盐酸B、D【例3】喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是 存在压强差。（1）图A为化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧 瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液 体，下列组合中前一物质表示干燥气体，后一液体 表示胶头滴管及烧杯中的液体，其中能形成白色喷 泉的是（ ）A、氨和酚酞试液 B、氨和氯化铁溶液C、HCl和Ag
11、NO3溶液 D、HCl和酚酞试液C（2）图B为重新设计的喷泉装置。 在图B的锥形瓶中分别加入足量如下物质， 反应后可能产生喷泉的是（ ）A、NaHSO4与NaOH溶液 B、NH4HCO3和稀盐酸C、MnO2固体与浓盐酸D、稀NH4Cl溶液与稀NaOH溶液 形成这种喷泉的反应条件是在图B中锥形瓶外放一大烧杯，锥形瓶中加入酒 精，大烧杯中加入冷水后，再加入足量下列物质， 结果也产生了喷泉，大烧杯中加入的物质可（ ) A、食盐 B、硝酸铵 C、浓硫酸 D、(NH4)2SO4 (3)比较图A和图B两套装置，从产生喷泉原理来分析，它们的不同 点是：B（4）在自然界和人类社会中，与上述图B装置原理相似的现
12、象有 ：图A：减小上部烧瓶内气体压强图B：增大下部锥形瓶内气体压强人造喷泉和火山喷发C常温条件下反应产生气体减小上部烧瓶内气体压强：、 、 增大下部容器内气体压强：、3、具有特殊作用的实验改进装置的设计4、 Fe(OH)2 的制备操作装置的设计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 O21排水2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4 K2MnO4+O2 + MnO2带火星木 条复燃浓硫 酸CH4排水CH3COONa+NaOH CH4 + Na2CO3浓硫 酸点燃NH3向下 排空 气法2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+
13、2NH3+H2O湿润红色 石蕊试纸 变蓝碱石 灰湿棉 花MnO2CaO2、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 H22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 +CH CH 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 Cl2 3排饱 和食 盐水MnO2+4HCl (浓) MnCl2 +Cl2+H
14、2O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 +NaHSO4 NaHSO4+NaCl HCl +Na2SO4湿润的 蓝色石 蕊试纸 变红浓 硫 酸氢氧 化钠 溶液强热历年高考题选摘从高考题型看，在第卷出现在选择题型 中的主要是基本实验的内容，从气体的制备， 离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。 在第卷中出现的简答、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 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 ，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。1.(1999,广东,5)右图的装置可用于 A.加热NaHCO3制CO2 B.用Cu与稀HNO3反应制NO C.用NH4Cl与NaOH溶液反应 制NH3 D.用NaCl与浓H2SO4制HCl 2.(2000,广东,12) 右图的装置可用于 A.加热无水醋酸钠和碱 石灰混合物，制取甲烷 B.加热硝酸铅制取二氧化铅 C.加热氯酸钾和少量二氧化锰，制取氧气 D.加热氯化铵和消石灰混合物，制取氨气A.CB练 习 精 选1、下列反应适用于实验室制备氧气的是(1)高锰酸钾热分解2KMnO4K2MnO4+O2+MnO2(2)硝酸铵热分解2NH4NO34H2O+N2+O2(3)过氧化氢催化分解2H
