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1、气体的制取、检验及净化气体的制取、检验及净化气体的制取、检验及净化气体的制取、检验及净化高中化学常见气体的制备高中化学常见气体的制备1一、掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、一、掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、仪器、原理、收集）。仪器、原理、收集）。二、能够灵活的运用气体制备实验的规律和二、能够灵活的运用气体制备实验的规律和方法解决新问题。方法解决新问题。考纲要求考纲要求 本本讲内容是高考命内容是高考命题的的热点之一，主要考点之一，主要考查：(1)制制备气体的化学原理；气体的化学原理；(2)相关装置的相关装置的选择与与组合；合；(3)有关气体的收集、干燥、有关气体的收集、干燥、净化、尾气化
2、、尾气处理理等装置的等装置的选择；(4)气密性气密性检查及及实验安全安全问题。(5)以化工生以化工生产、生活、生活实际为命命题背景，将本背景，将本理理论、元素化合物等相关知、元素化合物等相关知识与与实验内容有内容有机机结合起来。合起来。考向分析考向分析 常见的气体常见的气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、 CH4、C2H4、C2H2 、NH3、 SO2 、 NO、NO2、CO、CO2共共14种气体种气体（学生课前预习完成反应原理）（学生课前预习完成反应原理）（学生课前预习完成反应原理）（学生课前预习完成反应原理）一、一、 气体制取的反应原理气体制取的反应原理（学生课前预习完成（学生课前预习
3、完成（学生课前预习完成（学生课前预习完成）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22Na2O2+2H2O4NaOHO22H2O2 2H2O+O2MnO22KClO3 2KCl+3O2MnO2 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2ONH3H2O+CaO NH3+Ca(OH)2CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4CaOZn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O1. O1. O2 22. NH2. NH3 33. CH44. H25. CO26. H2SFeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S固体固体 + + 液体
4、液体常温常温固体固体 + + 固体固体加热加热7. SO7. SO2 28. NO8. NO2 29. NO9. NO10. C10. C2 2H H2 2 11. Cl11. Cl2 212. 12. HClHCl13. C13. C2 2H H4 414. CO14. CONaNa2 2SOSO3 3+H+H2 2SOSO4 4( (浓浓)=Na)=Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀
5、稀) = 3Cu(NO) = 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OCaCCaC2 2+2H+2H2 2OCa(OH)OCa(OH)2 2+CHCH+CHCHMnOMnO2 2+4HCl(+4HCl(浓浓) = MnCl) = MnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H2ONaClNaCl( (固固)+H)+H2 2SOSO4 4( (浓浓)= NaHSO)= NaHSO4 4+HCl+HCl2NaCl(2NaCl(固固)+H)+H2 2SOSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4
6、+2HCl+2HCl强热强热C C2 2H H5 5OH OH CH CH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2O O170浓浓H2SO4HCOOHHCOOHCO CO H H2 2O O浓浓H2SO4固体固体 + + 液体液体常温常温固体固体 + + 液体液体加热加热发发 生生装装 置置净净 化化装装 置置干干 燥燥装装 置置收收 集集装装 置置尾气尾气吸吸 收收装装 置置反反应应物物状状态态及及反反应应条条件件气气体体及及杂杂质质的的性性质质气气体体的的性性质质选选择择干干燥燥剂剂气气体体水水溶溶性性及及密密度度气气体体的的毒毒性性选选择择吸吸收收剂剂二、气体制取装置的设计二、气体制取装置
7、的设计 1 1、装置连接顺序、装置连接顺序 2 2、实验操作的先与后、实验操作的先与后 A A、装配仪器时：装配仪器时：先下后上；先左后右先下后上；先左后右 B B、加入试剂时：加入试剂时：先固后液先固后液C C、实验开始时：实验开始时：先查仪器的气密性，先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；再加药品，后点酒精灯； D D、有些实验为防倒吸有些实验为防倒吸，往往最后停止加热，往往最后停止加热. .E E、有些实验为防氧化有些实验为防氧化往往最后停止通气。往往最后停止通气。 F F、仪器拆卸的一般过程：仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。后
8、拆部件。 1 1、气体的发生装置、气体的发生装置1.11.1设计依据设计依据反应物的状态和反应的条件反应物的状态和反应的条件1.21.2装置的分类装置的分类（1）固固）固固加热加热（2）固液（液液）固液（液液）加热加热（3）块固液）块固液 常温常温可制可制O2、NH3、CH4等等可制可制Cl2、HCl、C2H4、CO、NO、SO2等等可制可制CO2、H2S、H2 、O2、NH3、C2H2等等可制可制CO2、H2S、H2（4）固液）固液 常温常温活塞活塞活塞活塞固体固体固体固体液体液体液体液体选选择择气气体体发发生生装装置置的的依依据据？1.2.1 1.2.1 固固，加热固固，加热该实验装置要注
9、意：该实验装置要注意：（l l）试管口应稍向下倾斜，以防止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产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。起试管破裂。（2 2）铁夹应夹在距试管口）铁夹应夹在距试管口l/3l/3处。处。（3 3）胶塞上的导管伸入试管里面不）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。能太长，否则会妨碍气体的导出。标准装置标准装置可制可制O2、NH3、CH41.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热实验时要注意：实验时要注意：先把固体药品加入烧瓶，然后加先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品，再加热。入液体药品，再加热。要正确使
10、用分液漏斗。要正确使用分液漏斗。标准装置标准装置可制可制Cl2、HCl、C2H4、CO、NO、SO2等等1.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热变化装置变化装置平衡平衡气压气压1.2.3 1.2.3 固液固液块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可采用体可采用体可采用体可采用简易装置简易装置简易装置简易装置。标准装置标准装置活塞活塞活塞活塞固体固体固体固体液体液体液体液体1.2.3 1.2.3 固液固液活塞活塞活塞活塞固体固体固体固体液体液体液体液体例
11、例1 1：（1 1）在没有现成的在没有现成的COCO2 2气体发生器的情况下，请你气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的开随用、随关随停的COCO2 2气体发生装置。应选用的气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）仪器是（填入仪器的编号） 。（2 2）若用上述装置制取）若用上述装置制取COCO2 2气体，而实验室只有稀气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是合理的方案应选用的药品是 。浓硝酸、水、块状大理石
12、浓硝酸、水、块状大理石 (a)(a)、(c)(c)、(d)(d)、(e)(e)例例2、利用右图和下列试剂制取下列利用右图和下列试剂制取下列气体气体：A浓硫酸浓硫酸 B浓盐酸浓盐酸 C食盐食盐 D二氧化锰二氧化锰 E氯酸钾氯酸钾 F过氧化氢过氧化氢 G高锰酸钾高锰酸钾 H浓氨水浓氨水 J氢氧化钠氢氧化钠 试用各试剂序号回答：试用各试剂序号回答：若要快速制备少量氧气，应选择若要快速制备少量氧气，应选择 若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择D、FA、BH、JB、G序
13、号序号 混合气体混合气体 试剂试剂 装置装置CO（CO2）CO2（H2O）Cl2（HCl）N2（O2）SO2（HCl）试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置：试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置：l碱石灰碱石灰 干燥管干燥管lNaOHNaOH溶液溶液 洗气瓶洗气瓶l浓浓H H2 2SOSO4 4 洗气瓶洗气瓶l饱和饱和NaClNaCl溶液溶液 洗气瓶洗气瓶l铜网（灼热）铜网（灼热） 硬质玻璃管硬质玻璃管lNaHSONaHSO3 3溶溶 洗气瓶洗气瓶 气体的净化装置分别有几种类型？根据什气体的净化装置分别有几种类型？根据什么原则选择有关装置？么原则选择有关装置？思考：思考：2 2、气体的净化装
14、置、气体的净化装置2.1总原则总原则（1 1）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧除杂，则干燥在前。）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧除杂，则干燥在前。（2 2）吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反）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。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。应。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。（3 3）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的反）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的反应。应。（4 4）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应放）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应放出欲净化的气体。出欲净化的气
15、体。（5 5）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。2 2、气体的净化装置、气体的净化装置2.2除杂装置除杂装置（1 1）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶（2 2）干燥管）干燥管）干燥管）干燥管（3 3）加热管）加热管）加热管）加热管cd2、气体的净化装置2.2干燥装置干燥装置2.2.1干燥装置干燥装置（1）洗气瓶）洗气瓶（2）干燥管）干燥管 酸、碱性酸、碱性据气体的据气体的 氧化、还原性氧化、还原性气体的酸碱性气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性干燥剂的酸碱性 保持一致保持一致干燥剂的选择及使用原则干燥剂的选择及使用原则1、选择原则、选择原则气体在被干燥的过程中不能
16、被减少气体在被干燥的过程中不能被减少不要引入新的杂质。不要引入新的杂质。2、选择方法、选择方法干燥剂干燥剂选择选择干燥剂状态干燥剂状态干燥装置干燥装置酸性干燥剂酸性干燥剂（如：浓硫酸、（如：浓硫酸、P2O5等）等）不能用来干燥碱性不能用来干燥碱性气体气体； 碱碱性性干干燥燥剂剂 ( (如如碱碱石石灰灰、生生石石灰灰、固固体体NaOHNaOH等等) )不不能能用用来干燥酸性气体来干燥酸性气体如如Cl2。有有氧氧化化性性的的干干燥燥剂剂（如如浓浓硫硫酸酸）不不能能干干燥燥有有还还原原性性气气体体（如（如H2S、HI等）。等）。2 2、气体的净化装置、气体的净化装置2.2干燥装置干燥装置2.2.22
17、.2.2干燥剂的选择干燥剂的选择干燥剂的选择干燥剂的选择液态干燥剂液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂装置装置干燥剂干燥剂浓硫酸浓硫酸无水无水CaCl2P2O5碱石灰碱石灰可干燥气体可干燥气体不可干燥气不可干燥气体体NH3 、H2S、HBr、 HINH3NH3Cl2、HX、H2S、 SO2 、 NO2、CO2 浓硫酸浓硫酸干燥管：干燥管：干燥管：干燥管：大进小出大进小出大进小出大进小出长进短出长进短出长进短出长进短出U U U U形管：形管：形管：形管：左进右出左进右出左进右出左进右出3 3、气体的收集装置、气体的收集装置3.13.1判断原则判断原则判断原则判断原则（溶解性、密度）（溶解性、密度）（
18、溶解性、密度）（溶解性、密度）（1 1）易溶或与水反应的气体：）易溶或与水反应的气体：排空气法排空气法（2 2）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：排水（液）法排水（液）法（3 3）可溶性气体考虑用）可溶性气体考虑用排液法排液法（4 4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。（1）排空气法）排空气法收集比空气收集比空气重的气体重的气体收集比空气收集比空气轻的气体轻的气体3 3、气体的收集装置、气体的收集装置3 3、气体的收集装置、气体的收集装置（2 2）排水（液）法）排水（液）法）排水（液）法）排水（液）法3
19、 3、气体的收集装置、气体的收集装置（3）贮气瓶）贮气瓶（4）贮气袋）贮气袋4 4、尾气处理装置、尾气处理装置尾气的处理方法尾气的处理方法直接排放直接排放直接排放直接排放直接吸收直接吸收直接吸收直接吸收 防倒吸吸收防倒吸吸收防倒吸吸收防倒吸吸收燃烧处理燃烧处理燃烧处理燃烧处理总原则总原则（1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。）有毒、污染环境的气体不能直接排放。（2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。防倒吸防倒吸：HCl、NH3、SO2常用吸收剂：常用吸收剂：水，水，NaOH溶液，硫酸铜溶液溶液，硫酸铜溶液（3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：）可燃性气
20、体且难用吸收剂吸收：燃烧处理或袋燃烧处理或袋装。装。4、尾气处理装置（1 1）水溶解法）水溶解法如：如：HCl、NH3等等。（2 2）碱液吸收法）碱液吸收法如如：Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。等。（3 3）燃烧燃烧或袋装处理或袋装处理法法如如：CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。等。4 4、尾气处理装置、尾气处理装置（4）防倒吸吸收）防倒吸吸收标准装置标准装置标准装置标准装置安全瓶装置安全瓶装置易溶于水的要用防倒吸易溶于水的要用防倒吸装置装置标准标准装置装置变化变化装置装置5 5、排水量气装置、排水量气装置发发 生生装装 置置净净 化化装装 置置干干 燥燥装装 置置收收
21、 集集装装 置置尾气尾气吸吸 收收装装 置置反反应应物物状状态态及及反反应应条条件件气气体体及及杂杂质质的的性性质质气气体体的的性性质质选选择择干干燥燥剂剂气气体体水水溶溶性性及及密密度度气气体体的的毒毒性性选选择择吸吸收收剂剂制取气体实验装置的设计包括哪些方面？制取气体实验装置的设计包括哪些方面？制取气体实验装置的设计包括哪些方面？制取气体实验装置的设计包括哪些方面？小结小结1.（13海南化学）海南化学）下下图所示所示仪器可用于器可用于实验室室制制备少量无水少量无水FeCl3，仪器器连接接顺序正确的是序正确的是Aa-b-c-d-e-e-f-g-h B.a-e-d-c-b-h-i-g Ca-d
22、-e-c-b-h-i-g D.a-c-b-d-e-h-i-fB B2为了了净化化和和收收集集由由盐酸酸和和大大理理石石制制得得的的CO2气气体体，从从下下图中中选择合合适适的的装装置置并并连接接。其中其中连接接顺序合理的是序合理的是 Aaadde BccddgCbbddg DddccfB B3用下图装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是气体气体a ab bc cA ANONO2 2浓硝酸浓硝酸铜片铜片NaOHNaOH溶液溶液B BSOSO2 2浓硫酸浓硫酸CuCu酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液C CCOCO2 2稀盐酸稀盐酸CaCOCaC
23、O3 3粉末粉末饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液溶液D DNHNH3 3浓氨水浓氨水生石灰生石灰碱石灰碱石灰c c4 4右图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥右图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是行实验的是 ( () )A A铜屑和稀硝酸铜屑和稀硝酸B B二氧化锰和浓盐酸二氧化锰和浓盐酸C C浓氨水和生石灰浓氨水和生石灰 D D碳酸钙和稀盐酸碳酸钙和稀盐酸35.5.某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是装置的有关用法
24、，其中不合理的是( () )A A甲装置：可用来证明碳的非金属性比硅强甲装置：可用来证明碳的非金属性比硅强B B乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下C C丙装置：用图示的方法不能检查此装置的气密性丙装置：用图示的方法不能检查此装置的气密性D D丁装置：先从丁装置：先从口进气集满二氧化碳，再从口进气集满二氧化碳，再从口进气，可收集口进气，可收集氢气氢气D Dc c杂质气体杂质气体吸收剂吸收剂HCl、NH3等易溶性气体等易溶性气体 HCl、H2S、CO2、Cl2、SO2等酸性气体等酸性气体 NH3等碱性气体等碱性气体 CO、H2等还原性气体等还原性气体 O2 CO2中的中的SO2、HCl等等 CO2中乙烯、乙炔、中乙烯、乙炔、SO2等等水水 碱液碱液 浓浓H H2 2SOSO4 4灼热灼热CuOCuO灼热铜网灼热铜网饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液溶液 溴水或酸性溴水或酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液 常见杂质气体及其吸收剂：常见杂质气体及其吸收剂：
