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1、大专题冲关大专题冲关( (三三) )常见气体的实验室制备常见气体的实验室制备1.1.气体制备的一般流程气体制备的一般流程2.2.常见气体的制备装置常见气体的制备装置类型类型固体固体+ +固固体加热体加热固体固体+ +液液体加热体加热固固( (或液或液) )体体+ +液体不加热液体不加热装置装置适用的气体适用的气体O O2 2、NHNH3 3ClCl2 2H H2 2、COCO2 2、NONO2 2、O O2 2、NHNH3 33.3.常见净化装置常见净化装置装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置, ,为防止固体为防止固体“流动流动”, ,两两端用石棉或
2、玻璃棉堵住端用石棉或玻璃棉堵住, ,但要使气流通畅但要使气流通畅装置一般盛液体试剂装置一般盛液体试剂, ,用于洗液用于洗液装置一般盛固体试剂装置一般盛固体试剂, ,用于气体除杂和定量计算用于气体除杂和定量计算4.4.气体收集方法气体收集方法收集收集方法方法排水排水( (液液) )法法向上排空气法向上排空气法向下排空气法向下排空气法收集收集原理原理收集的气体不与水反应且难收集的气体不与水反应且难溶于水溶于水收集的气体密度明显比空气大收集的气体密度明显比空气大, ,不与空气中成分反应不与空气中成分反应收集的气体密度明显比空气收集的气体密度明显比空气小小, ,不与空气中的成分反应不与空气中的成分反应
3、收集收集装置装置举例举例O O2 2、H H2 2、ClCl2 2( (饱和食盐水饱和食盐水) )、COCO、COCO2 2( (饱和饱和 NaHCONaHCO3 3 溶液溶液) )等等SOSO2 2、NONO2 2、COCO2 2、ClCl2 2等等H H2 2、NHNH3 3、CHCH4 4等等5.5.尾气的处理尾气的处理(1)(1)无毒、无害气体直接排空无毒、无害气体直接排空, ,无须处理无须处理, ,如如N N2 2、O O2 2、COCO2 2等。等。(2)(2)溶解度较小的有毒气体溶解度较小的有毒气体, ,可直接通入某种特定试剂中吸收除去可直接通入某种特定试剂中吸收除去( (如图甲
4、如图甲),),如如ClCl2 2、NONO2 2均可通入均可通入NaOHNaOH溶液中除去。溶液中除去。(3)(3)对于溶解度很大的气体对于溶解度很大的气体, ,吸收时应防止倒吸吸收时应防止倒吸( (如图乙如图乙) )。(4)(4)可燃性气体可用点燃或转化的方法除去可燃性气体可用点燃或转化的方法除去( (如图丙如图丙),),如如COCO、H H2 2可点燃或通可点燃或通过灼热的过灼热的CuOCuO转化除去转化除去; ;也可以收集后集中处理也可以收集后集中处理( (如图丁如图丁) )。6.6.常见制气装置的延伸与创新常见制气装置的延伸与创新(1)(1)固体固体+ +液体或液体液体或液体+ +液体
5、液体 气体发生装置气体发生装置: :(2)(2)固体固体+ +液体液体( (不加热不加热) ) 气体发生装置气体发生装置: :典例共研典例共研 【例【例1 1】 用如图装置制取、提纯并收集表中的四种气体用如图装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a(a、b b、c c表示相应仪器表示相应仪器中加入的试剂中加入的试剂),),其中可行的是其中可行的是( () )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 CNHNH3 3浓氨水浓氨水生石灰生石灰碱石灰碱石灰D DO O2 2
6、双氧水双氧水MnOMnO2 2浓硫酸浓硫酸解解析析: :A A项项,NO,NO2 2能能与与氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液反反应应, ,收收集集不不到到NONO2 2气气体体, ,错错误误;B;B项项, ,铜铜和和浓浓硫硫酸酸反反应应需需要要加加热热, ,且且SOSO2 2能能被被酸酸性性KMnOKMnO4 4溶溶液液氧氧化化吸吸收收, ,故故不不能能用用酸酸性性KMnOKMnO4 4溶溶液液除除杂杂, ,错错误误;C;C项项, ,碱碱石石灰灰是是固固体体干干燥燥剂剂, ,应应放放在在干干燥燥管管中中, ,且且需需用用向向下下排排空空气气法法收收集集NHNH3 3, ,错错误误;D;D项项, ,双双
7、氧氧水水在在MnOMnO2 2的的催催化化作作用用下下分分解解放放出出O O2 2, ,能能用用浓浓硫酸干燥硫酸干燥, ,其密度大于空气其密度大于空气, ,可用向上排空气法收集可用向上排空气法收集, ,正确。正确。答案答案: :D D【例例2 2】 某一兴趣小组准备在实验室中制某一兴趣小组准备在实验室中制H H2 2, ,装置如图所示。可是在实验室装置如图所示。可是在实验室中发现酸液不足而又无其他酸液可加入。为达到实验目的中发现酸液不足而又无其他酸液可加入。为达到实验目的, ,则可以从长颈漏则可以从长颈漏斗中加入下列试剂中的斗中加入下列试剂中的( () )NaNONaNO3 3溶液溶液酒精酒精
8、四氯化碳四氯化碳苯苯NaNa2 2COCO3 3溶液溶液KClKCl溶液溶液A.A. B. B.C.C. D. D.解解析析: :加加入入NaNONaNO3 3溶溶液液, ,相相当当于于锌锌粒粒与与硝硝酸酸反反应应, ,会会产产生生氮氮的的氧氧化化物物, ,故故不不可可以以;加加入入酒酒精精, ,能能增增大大酸酸溶溶液液的的体体积积, ,且且不不影影响响反反应应, ,故故可可以以,四四氯氯化化碳碳的的密密度度比比水水大大, ,能能使使酸酸液液的的液液面面上上升升, ,故故可可以以;苯苯的的密密度度比比水水小小, ,加加入入苯苯仍仍不不能能使使锌锌粒粒与与酸酸接接触触, ,故故不不可可以以;Na
9、;Na2 2COCO3 3溶溶液液与与稀稀硫硫酸酸反反应应放放出出二二氧氧化化碳碳, ,故故不不可可以以;加加入入KClKCl溶溶液液相相当当于于稀稀释释硫硫酸酸, ,增增大大溶溶液液体体积积, ,故可以。故可以。答案答案: :D D训练突破训练突破 1.1.导学号导学号 96656099 96656099 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示示( (省略夹持和净化装置省略夹持和净化装置) )。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验, ,最最合理的选项是合理的选项是( () )选项选项a a中
10、的物质中的物质b b中的物质中的物质c c中收集的气体中收集的气体d d中的物质中的物质A A浓氨水浓氨水CaOCaONHNH3 3H H2 2O OB B浓硫酸浓硫酸NaNa2 2SOSO3 3SOSO2 2NaOHNaOH溶液溶液C C稀硝酸稀硝酸CuCuNONO2 2H H2 2O OD D浓盐酸浓盐酸MnOMnO2 2ClCl2 2NaOHNaOH溶液溶液解析解析: :NHNH3 3应用向下排气法收集应用向下排气法收集,A,A项不合理项不合理; ;稀硝酸与稀硝酸与CuCu反应反应, ,产物为产物为NO,NO,且且NONO与空气中的与空气中的O O2 2反应反应, ,不应用排气法收集不应
11、用排气法收集,C,C项不合理项不合理; ;浓盐酸与浓盐酸与MnOMnO2 2在常温在常温下不反应下不反应,D,D项不合理。项不合理。2.2.下列选用的实验仪器或实验装置符合实验要求且安全的是下列选用的实验仪器或实验装置符合实验要求且安全的是( ( ) )B B 解析解析: :A A中的蒸馏烧瓶必须垫石棉网才能加热中的蒸馏烧瓶必须垫石棉网才能加热;C;C中制备的中制备的NONO2 2不能用排水法收不能用排水法收集集;D;D中的长颈漏斗下端应插入液面以下。中的长颈漏斗下端应插入液面以下。3.3.导学号导学号 16972117 16972117 NHNH3 3及其盐都是重要的化工原料。及其盐都是重要
12、的化工原料。(1)(1)用用NHNH4 4ClCl和和Ca(OH)Ca(OH)2 2制制备备NHNH3 3, ,反反应应发发生生、气气体体收收集集和和尾尾气气处处理理装装置置依依次次为为 。解解析析: :(1)NH(1)NH4 4ClCl和和Ca(OH)Ca(OH)2 2制制备备NHNH3 3是是固固体体混混合合物物加加热热制制取取气气体体的的反反应应, ,试试管管口口应应向向下下倾倾斜斜, ,发发生生装装置置选选A,NHA,NH3 3密密度度比比空空气气小小, ,用用向向下下排排空空气气法法收收集集, ,收收集集装装置置选选C,C,氨氨气气极极易易溶溶于于水水, ,要要用用防防倒倒吸吸装装置
13、置, ,但但不不能能距距离离水水太太远远, ,也也不不能能插插入液面以下入液面以下, ,选选G,G,故选故选A A、C C、G G。答案答案: :(1)A(1)A、C C、G G(2)(2)按如图装置进行按如图装置进行NHNH3 3性质实验。性质实验。先打开旋塞先打开旋塞1,B1,B瓶中的现象是瓶中的现象是 , ,原因是原因是 , ,稳定后稳定后, ,关闭旋塞关闭旋塞1 1。再打开旋塞再打开旋塞2,B2,B瓶中的现象是瓶中的现象是 。解析解析: :(2)(2)先打开旋塞先打开旋塞1,B1,B瓶中的现象是产生白色的烟瓶中的现象是产生白色的烟, ,原因是先打开旋塞原因是先打开旋塞1,1,由于由于A
14、 A中气体压强大于中气体压强大于B B中气体压强中气体压强, ,HClHCl向向B B中扩散中扩散, ,氯化氢与氨气反应生氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒成了氯化铵小颗粒, ,氯化铵小颗粒形成白烟。氯化铵小颗粒形成白烟。再打开旋塞再打开旋塞2,2,现象是烧杯现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入中的石蕊溶液会倒流进入B B瓶中瓶中, ,这是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压这是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小强变小, ,打开旋塞打开旋塞2 2后后, ,大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中, ,同时由于同时由于A A中的中的HClHCl不可能全部进入不可能全部进入
15、B B中中,A,A中中HClHCl过量过量, ,就算不能完全进入就算不能完全进入B B瓶瓶,B,B中的氨中的氨气也应能完全反应气也应能完全反应, ,形成氯化铵形成氯化铵, ,石蕊溶液进入石蕊溶液进入B B中中,B,B中的中的NHNH4 4ClCl溶于石蕊溶溶于石蕊溶液液, ,溶液显酸性溶液显酸性, ,所以石蕊溶液显红色。所以石蕊溶液显红色。答案答案: :(2)(2)产生白烟打开旋塞产生白烟打开旋塞1,1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒铵固体小颗粒, ,形成白烟形成白烟烧杯中的石蕊溶液会倒流进入烧杯中的石蕊溶液会倒流进入B B瓶中瓶中, ,形成红形成红色溶液色溶液
