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1、物质的制备物质的制备 一、常见气体的实验室制备一、常见气体的实验室制备1、气体发生装置的类型、气体发生装置的类型（1）设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。（2）装置基本类型：装置类型固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热）装置示意图典型气体O2、NH3、CH4等H2、CO2、H2S 等。Cl2、HCl、CH2=CH2等操作要点（l）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起试管破裂。（2）铁夹应夹在距试管口 l/3 处。（3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。（1）在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下
2、口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；（2）加入的液体反应物（如酸）要适当。（3）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。（1）先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品。（2）要正确使用分液漏斗。（3）几种气体制备的反应原理1 O2 2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22H2O22H2O+O22、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2ONH3H2ONH3+H2O3、CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O4、SO2 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O5、NO2 Cu+4
3、HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O6、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O7、Cl2 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O【例 1】在浓 CaCl2溶液中通入 NH3和 CO2，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在 1100nm 之间） 。下图所示 AE为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去） ，请根据要求回答问题。（1）实验室制取、收集干燥的 NH3，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选填字母）：a 接 ， 接 ， 接 h；（2）用右图所示装置也可以制取 NH3，则圆底烧瓶中的固体可以选用 （选填字母编号） ；A碱石灰 B
4、生石灰 C无水氯化钙 D无水硫酸铜 E烧碱（3）向浓 CaCl2溶液中通入 NH3和 CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是 ，试写出制纳米级碳酸钙的化学方程式 ；（4）试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级 。答案答案（1）d；e；g；f；2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3+ H2O （2）ABE（3）NH3；CaCl2+CO2+2NH3+H2OCaCO3+2NH4Cl（4）取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级碳酸钙，否则不是2、气体收集装置、气体收集装置（1）设计原则：根据氧化的溶解性或密度（2）装置基本类型
5、：装置类型排水（液）集气法向上排空气集气法向下排空气集气法装 置示意图适用范围不溶于水（液）的气体密度大于空气的气体密度小于空气的气体典型气体H2、O2、NO、CO、CH4、CH2CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH43、净化与干燥装置、净化与干燥装置（1）设计原则：根据净化药品的状态及条件（2）装置基本类型：装置类型液体除杂剂（不加热）固体除杂剂（不加热）固体除杂剂（加热）适用范围装 置示意图使用时应注意使气体从长口进，短口出（即从上图的左导管进气）常见气体的除杂方案（括号内为杂质）如下： H2 （HCl）：NaOH 溶液/水 CO2（HCl）：饱和 Na
6、HCO3溶液CO2（SO2）：饱和 NaHCO3溶液/酸性高锰酸钾溶液CO （CO2）：NaOH 溶液Cl2（HCl）：饱和食盐水（3）气体的净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的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。一般情况下：易溶于水的气体杂质可用水来吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂来吸收；能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。（4）气体干燥剂的类型及选择常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、N
7、O2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体 NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如 O2、H2、CH4等。在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用 CaCI2来干燥 NH3（因生成 CaCl28NH3） ，不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI 等。气体净化与干燥注意事项气体净化与干燥注意事项一般情况下，若采
8、用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃） ，使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气 Cl2、SO2、Br2（蒸气）等可用 NaOH 溶液吸收；尾气 H2S 可用 CuSO4或 NaOH 溶液吸收；尾气 CO 可用点燃法，将它转化为 CO2气体。4、常见气体的检验、常见气体的检验气体检验方法和现象化学方程式H2(1)纯氢气在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，产物通入石灰水无变化(2)点燃不纯的氢气有爆鸣声2H2O22H2OCO2通入澄清的石灰水时石灰水变浑浊CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OO2使带火星的木
9、条复燃CO2CO2= = = = =点燃Cl2能使湿润的淀粉KI 试纸变为蓝色Cl22KI=2KClI2HCl硝酸银溶液吸收 HCl 气体后，产生白色沉淀HClAgNO3=AgClHNO3SO2(1)能使品红溶液褪色(加热后红色复现) (2)使澄清石灰水变浑浊SO2Ca(OH)2=CaSO3H2ONO在空气中迅速转变为红棕色2NOO2=2NO2NO2红棕色气体，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝(但不与 AgNO3溶液反应)3NO2H2O=2HNO3NONH3(1)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(2)用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近，能产生白烟(2)NH3HCl=NH4ClCO(1)点燃，安静燃烧，火焰呈蓝色(2)
10、燃烧后产生 CO2，使石灰水变浑浊(3)通过灼热的黑色氧化铜时，能还原出红色的铜，并转变成 CO2(1)2COO22CO2= = = = =点燃(2)CuOCOCuCO2= = = = =H2O无水硫酸铜变蓝【例 1】根据下图回答问题：(1)上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。 (2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：_。(3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：A 中加人的试剂是_作用是_。B 中加入的试剂是_作用是_。C 中加入的试剂
11、是_作用是除尽_气体。D 中加入的试剂是_作用是_。(4)实验时，C 中应观察到的现象是_5.尾气处理装置：尾气处理装置：常见的尾气处理方法有溶液吸收法与点燃法。其中，溶液吸收法与除杂原理相似，根据具体情况选择吸收溶液，其一般思路如下：酸性气体可以用碱性溶液吸收 通用吸收剂 NaOH 溶液碱性气体可以用酸性溶液吸收 只有氨气。可以用蒸馏水。通常用浓硫酸。浓硫酸还可以吸收 SO3氧化性气体可以用还原性溶液吸收 氯气等还原性气体可以用氧化性溶液吸收 二氧化硫用酸性高锰酸钾吸收。极易溶于水的物质可以用水吸收 氨气和氯化氢气体。此外，在用溶液吸收法时要注意防倒吸问题，常见的防倒吸装置如下：最后一个图为
12、安全瓶防倒吸。点燃法主要是针对可燃性气体的尾气处理，如 CO 等。6、气体实验装置的设计原则气体实验装置的设计原则（1）装置顺序：制气装置净化装置反应或收集装置除尾气装置（2）安装顺序：由下向上，由左向右（3）操作顺序：装配仪器检验气密性加入药品气体实验和物质性质检验关系比较密切，特别是 C、S、Cl、N 四大元素及其化合物相关性质实验。掌握常见的氧化剂还原剂以及重要的氧化还原组合是这些题型常见的思路。一般地，气体实验会和定量分析结合起来。【例 3】利用下面的装置，同学们完成一些探究性实验。(1)活动小组同学利用氯化铵与熟石灰制 NH3，并完成喷泉实验，应选用的装置是_，干燥 NH3常用的干燥
13、剂为_。(2)活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取 NO2,用过氧化氢溶液与 MnO2制取 O2。根据反应原理他们选用了相同的装置_(填“图 1”或“图 2”)分别制取 NO2 和 O2。写出铜与浓硝酸反应的离子方程式_。过氧化氢溶液与 MnO2制取 O2时，MnO2的作用是_。(3)活动小组的同学做了如下准备：用气囊收集好纯净的 O2；收集了一试管 NO2；用干燥的烧瓶收集了一定比例的 NO2和 O2混合气体。为了尽可能多地使 NO2被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图 3 吸收气体时，用气囊通入 O2与直接利用制气装置制取并通入 O2相比，其优点是_。利用图 4 吸收气体时，其操作和现象为
14、_。 NO2、O2、H2O 反应的产物为硝酸，反应中 NO2和 O2物质的量之比=_；标准状况下，若图 4中混合气体 NO2和 O2全部被水吸收时所得溶液物质的量浓度为_mol/L(保留两位有效数字)。15【例 4】某化学兴趣小组为了探究某些气体的性质,设计了如图所示的实验装置。实验时将 A、D 中产生的气体同时通入 C 中。(K 为止水夹，部分夹持仪器已略去)(4)若用 A 装置与 D 装置相连制取收集 X 气体，则 X 可能是下列气体中的_； CO2 NO Cl2 H2其中在 D 装置中连接小烧杯的目的是_。【解析】该实验是考查气体的制取和探究气体性质的实验。A 中生成的是 Cl2，D 中锥形瓶中加一小试管可以减少液体的用
