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1、专题讲座二 气体的实验室制备、净化和收集,第四章 非金属及其化合物,知识梳理,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：,发生装置： 制备气体：O2、NH3、CH4等。,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,(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,图A的改进优点是
2、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。,(2)气体干燥净化装置,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,6.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
3、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，在瓶A中收集到气体。,7.尾气处理的原因、方法及装置 (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ac装置。 制取H2时，尾气处理可采用ac装置。,解题探究,题组一 气体的制备与性质
4、探究 1.(2017临沂市高三上学期期中考试)用右图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是,答案,解析,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，碘遇淀粉显蓝色，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，产生淡黄色沉淀，正确。,2.(2018曲阜市高三检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是,答案,解析,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
5、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；,3.(2017湖北省部分重点高中协作体高三上学期联考)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,答案,解析,解析 A项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，错误； B项，氯气通入溴化亚铁溶液先氧化亚铁离子，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，溴水褪色说明有二氧化硫生成，
6、证明了浓硫酸的强氧化性，错误。,4.(2017江西省临川区第一中学高三上学期期中考试)用右图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是,答案,解析,B项，通入SO2后产生胶体沉淀，说明产生H2SiO3，即H2SO3酸性强于H2SiO3，正确；,D项，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，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.(2017全国卷，10)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 B.管式炉
7、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,解析,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.(2018海南省海南中学高三月考)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氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测
8、得m(H)m(O)18。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 D.CuO没有全部被还原,答案,解析,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)18。H2O的组成与CuO是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管
9、的质量差和生成的水有关。,7.(2017河北省武邑中学高三上学期期中考试)Cl2O是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示，加热装置和夹持仪器已略。 已知：Cl2O的熔点为116 ， 沸点为3.8 ；Cl2的沸点为 34.6 ；HgO2Cl2=HgCl2 Cl2O。下列说法正确的是 A.装置中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水 B.通干燥空气的目的是作氧化剂 C.从装置中逸出气体的主要成分是Cl2O D.装置与之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸,答案,解析,解析 A项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，
10、所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误； B项，通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置，错误； C项，从装置中逸出气体的主要成分是Cl2，错误； D项，装置与之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。,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 ，1.01105 Pa)的体积。某同学拟选用如图实验装置完成实验：,答案,最简易的装置其连接顺序：A接(_)(_)接(_)(_)接(_)(填接口字母，可不填满)。,E D G,9.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净
11、的氯气所用仪器如下图：,答案,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)。,d c a b i h,g,10.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。,答案,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_ _。,排出装置中的空气，防止干扰NO的检验,解析,解析 反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排出装置中的空气，防止干扰NO的检验，否则会影响NO和NO2的检验。,(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的
12、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,解析,CEDB,检查装置的气密性,解析 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；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。,答案,(1)仪器a的名称为_，仪器b中装入的试剂可以是_ _。,分液漏斗,NaOH或生石灰,或碱石灰,解析 仪器a的名称为分液漏斗，仪器b中装入的试剂可以是NaOH或生石灰或碱石灰。,解析,(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,解析 该实验在B处产生氨，通过D干燥氨，在A处NH3与MxOy反应，生成的水在D处被吸收，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。,解析,BDADC,
