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1、常见气体的制备与收集、几种气体制备的反应原理險i气体反应頁理（化学方程式）氧汽2KCio3 a1AT2KM11O4KiMnO+Mu Oi+ 0 j tMriOj.2出62HQ斗O?申氟气；NH4Cl+Ca(0H)3 丿一角閒+2HHg t +汨氢气Zn+HjSO尸也$5+比 tco3CaCOaHOCaCl+CO t 4出0NaaSOs+ftSOhNaaSOHjO+SOs tno3Clh-4HN03(Cu(N03+2H02 f+20也6十2內0贺0巴时GH廿孰气MngMHO(浓亠 MnCVCfe f +2H2ONO兀叶呂UNO或稀)WCu(N5h2N0 t+ 4Ha0CHCaH5OHTC2H4t
2、 H20二气体发生装置的类型魅1 设计原则：诒根据反应原理、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：倍装置固液反应物（不加热）固液反应物（加热）固体反应物（加热）类型酒精灯、烧瓶、分液漏斗仪器典型气体Q、NH3 等Cl 2操作要点先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；要正确使用分液漏斗。制GH4: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；铁夹应夹在距试管口 1/3处;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 岀。在用简易装置时，如用长颈漏斗， 长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否 则起不到液封的作用； 加入的液 体反应物(如
3、酸)要适当；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。制GHk：三、气体的收集方法和装置 &根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。1、收集方法：孟A、排水集气法凡难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体都可用排水法收集，如图甲。B、排空气法一种是向上排空气法，凡是气体的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量的可用此法，如图乙；若气体的相对分子质量小于空气的平均相对分子质量，则用向下排空气法，如图丙。2、收集装置： 图甲可收集 Q、HL、N2、CL(饱和NaCl溶液)、NQ CQ(饱和NaHCQ溶液)、CQ等。(2) 图乙可收集CI2、NQ、CQ、SQ等。
4、(3) 图丙可收集H2、NH3、CH等。(4) 图丁从A进气相当于图乙，从 B进气相当于图丙。四、气体的干燥净化装置忌1、气体干燥净化装置：金气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。液态干燥剂固态干燥剂固体，加热 强碱溶液：如 NaOH溶液可吸收CQ、SO、H2S、Cl 2、NO等呈酸性的气体。 饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：饱和NaHC3：溶液能除去CO中混有的HCI、SO等强酸性气体。饱和NaHSO溶液能除去SQ中混有的HCI、SO等气体。饱和NaHS溶液能除去HkS中混有的HCI气体。 浓HSQ:利用它的吸水性，可除去 H2、SO、HCI、C
5、O NO、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓HbSO有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如 H2S、HBr、HI等。 酸性KMnO溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CQ气体中的SO、H2S等。(2) 干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有： 酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如P2Q、硅胶等。 碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如CaO碱石灰、固体NaOH等。 中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2(但CaCl2不能干燥NH,因易形成CaCL 8NH氨合物)。(3) 双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。
6、例如：Cu和混合气体中O反应而将C2除去。另外还常用固体的无水 CuSQ装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在(但不能用CuSQ作干燥剂，因CuSQ吸水率低)。用NqQ固体也可将CQ、H2Q(气)转化为O2。2、尾气处理装置：和尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。(1) 图甲装置中若装 NaQH可吸收CI2、SQ、NQ、CQ等酸性气体。若装 NaSQ可吸收CI2、SQ、NQ等。(2) 图乙和图丙装置中若装碱石灰可吸收CI2、SQ、NQ、CQ等酸性气体，同时他们还是一个双吸收装置，应用于制取易潮解的物质，如，制无水AICI 3时，正好可吸收多余的 CI2，反应结束后冷却过程中又可吸收回
7、流的空气以防止潮解。(3) 尾气处理还可以用下列装置：甲乙丙A.甲装置吸收极易溶于水的气体如HCI、NH等。B.乙装置吸收溶解度较小的气体如CI2 等。C.丙装置除去可燃的有毒气体如CQ等。D.无需要吸收直接排放的气体有6 N2、H2、CQ、GH,其中f和CxHY必须排放到室外。3、防倒吸完全装置：慈4. 测量气体的体积：诂利用气体的不溶于某些液体的性质 （如HL难溶于水，CI2难溶于饱和食盐水）可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，应注意：装置（A），反应后应恢复到室温再读数，实验前集气瓶应充满水。气体体积即量筒中水的体积，
8、装置（B）:读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积.装置（C）:测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数.装置（D）:实验中水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成气体的体积即为量筒内气体的体积。装置（E）:用于测量混合气体中被吸收（或不被吸收）的体积分数读数时球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积.五、气体制备实验的基本过程 蠢1、 气体制备实验一般分为以下六个环节：制气T安全装置T除杂T干燥T反应T尾气处理2、 气体制备实验操作的
9、一般步骤：衣（1）组装（从上到下、从左到右）（2）检验气密性（3）加入药品 （4）排尽装置内的空气（5）验纯 （6）性质实验或反应 （7）拆除装置【典型例题】罔 1下列实验装置图正确的是囱BA.CD2.下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是宓DA. NO和 QB . HCI 和 NH C. H2 和 COD. SQ和 CQ3. 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：囲已知实验室可用饱和亚硝酸钠（ NaNO）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1) 从上图中选择制取气体的合适装置：氮气、氢气。(2) 氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、。(3) 氨
10、合成器岀来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是： (4) 用乙装置吸收一段时间氨后， 再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是： 锥形瓶中还可观察到的现象是： 。( 5)写岀乙装置中氨氧化的化学方程式： 。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH、离子。(B)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矶。其设计的实验过程为：(1) 杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在
11、桌面上。实验所用仪器：A.蒸发皿B.石棉网C.泥三角D.表面皿E.坩埚钳F.试管夹(2) 杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矶。灼烧后含有少量铜的可能原因是。A.灼烧过程中部分氧化铜被还原 B.灼烧不充分铜未被完全氧化C.氧化铜在加热过程中分解生成铜 D.该条件下铜无法被氧气氧化(3) 通过途径H实现用粗制氧化铜制取胆矶，必须进行的实验操作步骤： 酸溶、加热通氧气、过滤、冷却结晶、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矶，与途径I相比，途径H有明显的两个优点是：、。(5) 在测定所得胆矶(CuSQ- xHO)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行 次。(6)
12、 若测定结果x值偏高，可能的原因是 。a.加热温度过高b.胆矶晶体的颗粒较大c.加热后放在空气中冷却 d.胆矶晶体部分风化分析与解答：(A)( 1)由题给反应物的状态，NaNO和NHCI都是饱和溶液，可推知 M用a装置，而H是由锌粒(固)和稀酸(液)来制取，则可用 b制取。(2)干燥气体和调节(或控制)H和N2的流速。(3)不会，因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体除 NH以外还有大量的N2和H存在。(4)从能使铂丝保持红热可以推知，氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有NO生成，NO被Q氧化又产生NQ,所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。(5)乙装置中氨氧化的反应方程式为4
13、NH+5Q4NO+6H。(6)因氨氧化生成的 NO与Q、HO反应生成HNQ,未氧化的氨与 HNO反应生成NHNO。因此，反应结束后，锥形瓶内的溶液中除有 H+、OH外，还应有NH：和NO。( B)( 1 )因坩埚加热后温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜其原因可能是灼热不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3 )利用途径H制取胆矶时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将 Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得
14、晶体，最后将其干燥，由 此可写出答案。(4)根据途径I的反应方程式 Cu+2HSO(浓)丄 CuSQ+SQf +2HO和途径H的反应方程式 2Cu+O+2H2SO(稀)2CUSO+2HO，可以看出途径H的优点是：产生等量的胆矶比途径I耗硫酸少；途径H不产生污染大气的气体(SO)。( 5)称量操作至少进行4次，分别是：称量坩埚；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过 0.1 g。( 6)若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使CuSO晶体中的CuSO分解了，其他三项均使 x值偏低。答案：(A)( 1) a、b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢+ _两种气体(4)说明氨的氧化反应是一个放热反应有红棕色气体产生(5) 4NH+5Q4NO 6HO(6) NH NO(B)( 1)C E B(2)A B ( 3)蒸发过滤(4)产生等量胆矶途径H消耗硫酸少途径H不会产生污染大气的气体(5)4( 6)a
