《2015届高考化学大一轮复习配套讲义：第十二章 第三节 常见气体的实验室制备（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高考化学大一轮复习配套讲义：第十二章 第三节 常见气体的实验室制备（含解析）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节第三节 常见气体的实验室制备常见气体的实验室制备1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。(高频)2.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。(高频)气体的实验室制法 1O2的实验室制法2CO2的实验室制法3H2的实验室制法4NH3的实验室制法5Cl2的实验室制法6SO2的实验室制法气体的收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且难溶于水收集的气体密度比空气大，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集的气体密度比空气小，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2
2、、NO2、SO2H2、NH31易误诊断(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)Cl2收集可用排饱和 NaCl 溶液方法不能用排水法( )(2)CO2、H2的制备可以选用相同的发生装置( )(3)Cl2、SO2、NH3均可用 NaOH 溶液吸收尾气( )(4)除去 CO2中的 HCl 可以将混合气通入饱和的 Na2CO3溶液中( )(5)Cl2、SO2、CO2、NH3均可用浓 H2SO4作干燥剂( )(6)Cl2、SO2的验满均可用湿润的品红试纸( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2.在实验室中制取 H2、CO2、NH3、NO、NO2、SO2、Cl2、O2是否均可以用如
3、图所示装置来制取？答：_。【答案】 可以。因为制取上述八种气体均可用固体与液体，且不需要加热的反应来制取3据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为_，收集装置为_。【答案】 (1)A D (2)B C (3)A E6 个常见气体实验室制法的反应原理：(1)O2：2H2O22H2OO2。=MnO2(2)H2：ZnH2SO4=ZnSO4
4、H2。(3)CO2：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。(4)Cl2：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。=(5)NH3：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。=(6)SO2：Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O。三类发生装置、干燥方法、收集方法：(1)发生装置：固固气体、固(或液)液气体、固(或液)液气。(2)干燥剂：酸性干燥剂(浓 H2SO4)、碱性干燥剂(碱石灰)、中性干燥剂(无水 CaCl2)。(3)气体收集方法：排水法、向上排空气法、向下排空气法。气体的制备与收集1.制备气体的操作顺序(1)安装顺序由下到上(如制氯气的发生装置安装
5、顺序是：放铁架台摆酒精灯固定铁圈放置石棉网固定圆底烧瓶)。从左到右(如制氯气：发生装置净化装置收集装置尾气吸收装置)。先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。(2)加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。(3)其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。2常见气体制备的发生装置反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等试管要干燥试管口略向下倾斜加热时先均匀加
6、热再固定加热固、液加热型或液、液加热型Cl2、HCl 等烧瓶加热时要垫石棉网反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型或液、液不加热型H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速3.气体的收集方法确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。(1)常用的收集方法有排水法和排空气法(2)其他收集方法Cl2：排饱和食盐水；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液。(2011全国高考节选)在实验室欲制取适量 NO 气体。(1)下图中最适合完成
7、该实验的简易装置是_(填序号)。(2)根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ABCD(3)简单描述应观察到的实验现象_。【解析】 实验室制取 NO 气体可用 Cu 与稀硝酸反应，由于 NO 很容易被空气中的氧气氧化，不可以采用排空气法收集，只能采用排水法收集。要求收集装置中的进气管比较短，排水管尽可能插入试管底部，在四个装置中，可选用装置，其中：A 是反应的发生装置，B 是用排水法收集气体的装置，C 用于收集排出的水。【答案】 (1) (2)见下表应加入的物质所起的作用A铜屑和稀硝酸制取 NO 气体B水排水法收集 NO 气体C主要是接收 B 中排出的水D(3)反应开始
8、时，A 中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A 管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随反应的进行又逐渐变为无色；A 中的液体由无色变为浅蓝色；B 中的水面逐渐下降，B 管中的水逐渐流入烧杯 C 中(1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固液不加热装置。(2)进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。(3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如 NO 能被氧气氧化，不能用排空气法收集。考向 1
9、 气体制备装置的选择1(2013上海高考节选)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是_ (填写字母)。【答案】 ae考向 2 气体收集装置的选择2(2013广东高考节选)在实验室中用浓盐酸与 MnO2共热制取 Cl2并进行相关实验。(1)下列收集 Cl2的正确装置是_。(2)将 Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是_。(3)设计实验比较 Cl2和 Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，_。【解析】 (1)氯气的密度比空气的大，收集时采取向上排空气法，又因
10、为氯气有毒，所以在收集装置后要有尾气处理装置(NaOH 溶液)；(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸(具有较强的氧化性)，溶液中溶解的 Cl2也具有氧化性；(3)比较 Cl2和 Br2的氧化性强弱，可以通过非金属单质间的置换反应来判断，即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水以及四氯化碳的试管中，然后振荡，静置后可发现溶液出现分层现象，下层溶液变为橙色(说明生成了溴单质)，从而说明 Cl2的氧化性强于 Br2。【答案】 (1)C(2)HClO、Cl2、ClO(3)用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液，振荡使其充分反应，静置后发现溶液出现分层现象，下层溶液变为橙色气体制备过程中注意的问题1.装置气密性的检查(
11、1)气密性检查在整个实验过程中的位次凡是有导气管的实验装置(特别是有毒气体通过的装置)，都需要进行气密性检查。这一步骤在安装好整套装置之后、装入药品之前进行。(2)气密性检查的原理装置气密性检查的基本原理：封闭在装置里的气体与外界大气形成压强差。(3)造成装置内外压强差的措施升高装置中气体的温度加热法缩小装置中气体的体积加水法(液差法)增大装置中气体的物质的量吹气法(4)几种常见制气装置气密性的检查如图甲、乙、丙三种装置的气密性检查：装置准备工作加压方法气密性良好的现象说明甲塞紧橡皮塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中用手捂热(或用酒精灯微热)试管烧杯中有气泡产生，松开手(或停止加热)冷却后，导气
12、管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降方法一塞紧橡皮塞，关闭分液漏斗活塞，导气管末端伸入盛水的烧杯中用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶烧杯中有气泡产生，松开手(或停止加热)冷却后，导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降乙方法二塞紧橡皮塞，用止水夹夹住导气橡皮管从分液漏斗向烧瓶中注入水一段时间后，分液漏斗中液面不下降方法一塞紧橡皮塞，用止水夹夹住导气管的橡皮管部分从长颈漏斗向试管中注入水至水将漏斗下口封住一段时间后，长颈漏斗中液面高于试管中液面，且一段时间内液面差不改变丙 方法二塞紧橡皮塞，从长颈漏斗上方向试管中加水至浸没长颈漏斗下端管口从导气管向试管中吹气，将液体压入漏斗中，迅速用止水夹夹
13、住导气管的橡皮管长颈漏斗中液面保持不下降2.气体的净化(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。(2)气体的净化装置与方法易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如 H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的 a 装置来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如 CO(CO2)，可将混合气体通过盛 NaOH 溶液的 a 或盛碱石灰的 b 或 c 或 d 来除去杂质。还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如 CO2(CO)，可将
14、混合气体通过盛灼热 CuO 的 e来除去杂质。选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如 O2(H2S)，可将混合气体通过盛有 CuSO4溶液的 a 除去杂质。3尾气的吸收对于有毒、有害、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。(1)吸收原则能充分吸收气体；防止倒吸。(2)常见装置吸收溶解度较小的尾气(如 Cl2、SO2等)用图 A 装置。吸收溶解度较大的尾气(如 HCl、NH3等)用图 B、C 装置。CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如图 D、E。某校化学兴趣小组设计实验制备 O3并验证其氧化性强于
15、I2，实验室现提供以下仪器和药品。已知：高压放电时 O2可转化为 O3，O3浓度超标时会因其强氧化性而对人体产生毒副作用。请回答以下问题：(1)请选择以上仪器进行实验，按从左到右的顺序将其填入下表，并填写其中应加入的试剂(可不填满，仪器 E 中不加试剂)。仪器加入的试剂AB(2)实验开始时，取下分液漏斗的塞子，断开电源开关 K，再旋开分液漏斗的活塞，持续通入气体一段时间，其目的是_、_。(3)合上电源开关 K 后，预测装置 C 中可能观察到的现象及对应结论：装置现象结论C(4)请指出该实验装置中的不妥之处并改进：_。【解析】 (1)仪器 E 的作用是利用氧气产生臭氧，仪器 A、B 组成的装置的作用是制备氧气，仪器 C 的作用是验证 O3的氧化性强于 I2，仪器 D 的作用是除去氧气中的水，故装置的连接顺序为 ABDEC。(2)“持续通入气体一段时间” ，通入的是氧气，可以排出装置中的 N2，防
