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1、專題講座三氣體的實驗室制備、凈化 和收集1.氣體制備實驗的基本思路2.重要氣體的發(fā)生裝置依據制備氣體所需的反應物狀態(tài)和反應條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類：發(fā)生裝置：制備氣體：O2、NH3、CH4等(2)固體液體或液體液體 氣體發(fā)生裝置：制備氣體：Cl2、C2H4等(3)固體液體(不加熱)氣體發(fā)生裝置：制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學化學中常見的所有氣體。例例1下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是()解析答案解析解析氯化銨和氫氧化鈣反應制取氨氣，生成物中有水，如果試管口高于試管底，會發(fā)生水倒流現(xiàn)象而炸裂試管且集氣試管口要塞一團棉花，故A錯誤；銅和稀硝酸反應制取一氧化氮，反應不需加熱

2、，一氧化氮的密度接近空氣的密度，和空氣中的氧氣易發(fā)生反應生成二氧化氮，所以不可用向下排空氣法收集，即進氣管短，出氣管長，一氧化氮有毒，在水中的溶解度很小，應該用排水法收集，故B錯誤；鋅粒和鹽酸反應制取氫氣，屬于固體、液體不加熱型，生成的氫氣的密度小于空氣的密度，所以不可用向上排空氣法收集，故C錯誤；用過氧化氫與二氧化錳制O2，屬于固體、液體不加熱型，生成的氧氣不易溶于水，所以可采用排水集氣法收集，故D正確。答案答案D例例2(1)如圖是實驗室制取某些氣體的裝置。該制氣裝置在加入反應物前，應事先進行的操作是_。若用該裝置制取O2，反應物除了可選擇二氧化錳和_(填試劑名稱)外，還能選擇_(填試劑化學

3、式)和水。利用該裝置還可制取_(填字母)等氣體。a.H2 b.CO2 c.NH3 d.SO2解析解析制備氣體的裝置在加入反應物之前均應先檢查裝置的氣密性。該裝置所制氣體應滿足固體(液體)和液體不需加熱制備氣體。符合此條件的制備氧氣的反應可為H2O2在MnO2作催化劑時分解，或Na2O2與H2O反應。該裝置可制備的氣體有H2、CO2、O2、NH3等。abcd檢查裝置氣密性雙氧水(或 過氧化氫)Na2O2解析答案(2)此裝置中加入漂白粉和濃鹽酸也可以制取Cl2。寫出該反應的離子方程式：_。若使用在空氣中放置的漂白粉和濃鹽酸發(fā)生反應，則制取的Cl2中可能含有的雜質為_。解析解析ClO、Cl在酸性條件

4、下可發(fā)生歸中反應生成Cl2。漂白粉在空氣中放置會部分變?yōu)镃aCO3，濃鹽酸有很強的揮發(fā)性，因而制取的Cl2中常含有HCl、CO2和H2O(g)。ClOCl2H=Cl2H2OHCl、CO2、H2O(g)解析答案3.氣體的除雜方法(1)除雜試劑選擇的依據：主體氣體和雜質氣體性質上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。除雜原則：不損失主體氣體；不引入新的雜質氣體；在密閉裝置內進行；先除易除的雜質氣體。(2)氣體干燥凈化裝置當CO2中混有O2雜質時，應選用上述中的裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置常見干燥劑濃H2SO4(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)

5、堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg等4.氣體的收集方法收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)排水法難溶于水或微溶于水，又不與水反應的氣體O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中成分反應Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應H2、NH35.尾氣處理的原因和方法(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災、爆炸等災害。(2)處理方法：一般根據氣體的相關性質，使其轉換為非氣態(tài)物質或無毒物質，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣

6、體用點燃等措施。例例3為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過裝有下列物質的兩個吸收裝置，兩個裝置中應依次裝入()飽和NaHCO3溶液；無水CaCl2固體飽和NaHCO3溶液；濃硫酸濃硫酸；飽和NaHCO3溶液飽和Na2CO3溶液；稀硫酸A. B. C. D.解析答案解析解析用大理石和鹽酸反應制得的CO2中，含有少量HCl，可用飽和NaHCO3溶液除去；干燥CO2可用濃硫酸或無水CaCl2固體作干燥劑。注意應先凈化后干燥。答案答案A例例4用下列裝置進行對應的實驗(部分儀器已省略)，能達到實驗目的的是()D解析解析A項，氣體應“長進短出”；B項，HCl易溶于水會倒吸；C項，

7、測餾分的溫度，溫度計水銀球應在支管口附近。解析答案解析答案1.下列關于氣體制備的說法不正確的是()A.用碳酸鈉粉末可以制備CO2B.用鐵片和稀H2SO4反應制取H2時，為加快產生H2的速率可改用濃H2SO4C.加熱分解NH4HCO3固體，將所得的氣體進行適當處理可獲得NH3D.用KMnO4固體和用KClO3固體制備O2的裝置完全相同解析解析濃H2SO4會使鐵鈍化。B解析答案2.下列選用的實驗儀器或實驗裝置符合實驗要求且安全的是()解析解析選項A中的蒸餾燒瓶必須墊石棉網才能加熱；選項C中制備的NO2不能用排水法收集；選項D中的長頸漏斗下端應插入液面以下。答案答案B解析答案3.以下氣體發(fā)生裝置中，

8、不易控制反應產生氣體的量的是()解析解析A項可通過控制加入液體的量來控制產生氣體的量；C、D兩項中裝置類似于啟普發(fā)生器，可通過活塞的開關調節(jié)反應器的壓強，控制反應與否，來控制產生氣體的量。B4.(2013安徽理綜，8)實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗，最合理的選項是()選項a中的物質b中的物質c中收集的氣體d中的物質A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液解析答案解析解析A項，NH3的密度比空氣的小，收集應用向下排空氣法，不符合；C項

9、，銅和稀硝酸反應不能產生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D項，用濃鹽酸與MnO2反應制Cl2需要加熱，本裝置不能滿足。答案答案B解析答案5.用下列裝置制取并收集NO2氣體，其中最合理的是()解析解析銅與濃硝酸反應的產物是NO2，其密度比空氣的大，因此應利用向上排空氣法收集NO2氣體，導氣管應長進短出，這樣才能將裝置中的空氣排盡，且能防止倒吸，只有C項符合。答案答案C6.如圖所示的裝置常用于制取氣體并檢驗氣體的性質。下列有關說法正確的是()A.關閉分液漏斗的活塞，將干燥管末端放入水中，微熱燒瓶，有氣泡從 水中冒出，停止加熱后，干燥管內有一段穩(wěn)定的水柱形成，表明裝置 不漏氣B.

10、若裝置用于制取氯氣并驗證其具有漂白性，則A中所用試劑為稀鹽酸， B中所用藥品為KMnO4固體，C中為品紅溶液解析答案C.若裝置用于制取SO2并驗證其具有漂白性，則A中所用試劑為濃硫酸， B中所用藥品為Na2SO3固體，C中為酸性KMnO4溶液D.若實驗時B中盛放固體NaOH，A中為濃氨水，C中為稀AgNO3溶液， 則實驗過程中，C試管中看不到明顯的實驗現(xiàn)象解析解析A項，由于裝置的體積較大，可用酒精燈微熱燒瓶，加熱時干燥管口有氣泡冒出，冷卻后干燥管口有水柱形成，說明裝置的氣密性良好，正確；B項，制氯氣時應用濃鹽酸，錯誤；C項，SO2使酸性KMnO4溶液退色的原因是SO2能將KMnO4還原，表現(xiàn)還

11、原性，不表現(xiàn)漂白性，錯誤；D項，實驗過程中C試管中有沉淀出現(xiàn)，若NH3過量，則可觀察到沉淀溶解，錯誤。答案答案A7.(2013海南，6)下圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接順序正確的是()解析答案A.abcdeefghB.aedcbhigC.adecbhigD.acbdehif解析解析裝置順序為制氯氣、除雜(HCl、水蒸氣)、反應制備、尾氣處理，注意洗氣瓶中導管為“長進短出”。答案答案B8.N2在諸多領域中用途廣泛。某化學興趣小組為探究在實驗室制備較為純凈N2的方法，進行了認真的準備。請你參與交流與討論。查閱資料N2的制法有下列三種方案：方案1：加熱NaNO2和NH4Cl的

12、濃溶液制得N2。方案2：加熱條件下，以NH3還原CuO可制得N2，同時獲得活性銅粉。方案3：將空氣緩緩通過灼熱的銅粉獲得較純的N2。實驗準備以實驗室常見儀器(藥品)等設計的部分裝置如下圖(部分夾持和加熱儀器未畫出)。解析答案分析交流(1)若以方案1制得N2，應選擇的發(fā)生裝置是_。解析解析方案1為加熱兩種液態(tài)物質，符合此條件的只有A裝置。A解析答案(2)若按方案2制得干燥、純凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料，整套制氣裝置按氣流從左到右的連接順序是_(填字母)。獲得N2的反應原理是_(寫反應方程式)。解析解析方案2為固體和氣體的反應，反應器應選擇B，但要求通入的氨氣干燥且純凈，利用濃

13、氨水和生石灰反應制取氨氣為固液不加熱的裝置，選擇E，但同時有水蒸氣生成，因此利用堿石灰來干燥，反應完畢后產生的水蒸氣與沒有參與反應的氨氣與氮氣一同導出，利用濃硫酸既可以除去水，又可以除去氨氣。EDBC解析答案(3)若以排水法收集N2，其中會混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法，其原因是_。你提出的收集方法是_。解析解析排氣法收集氣體主要是利用氣體密度的差別。因此利用可以直接排空內部空氣的裝置來收集氮氣。N2與空氣密度大小接近，收集的氮氣中易混入氧氣等成分用真空氣囊收集(其他合理答案也可)9.“84”消毒液與硫酸溶液反應可以制取氯氣(NaClONaClH2SO4Na2SO4Cl2H2O)，為探究氯氣的

14、性質，某同學利用此原理制氯氣并設計了如下所示的實驗裝置。解析答案請回答下列問題：(1)從裝置中選擇合適的制氣裝置(A處)_(填序號)。解析解析本題考查了氯氣的制備及性質的檢驗，意在考查學生運用科學的方法了解化學變化的規(guī)律并對化學現(xiàn)象提出科學合理解釋的能力。根據給出的化學方程式可知反應物為液體，所以不能選用裝置；反應需要加熱，所以只能選用裝置。答案答案 解析答案(2)裝置B、C中依次放的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條，實驗過程中該同學發(fā)現(xiàn)裝置B中的布條也退色，其原因可能是_，說明該裝置存在明顯的缺陷，請?zhí)岢龊侠淼母倪M方法：_。解析解析氯氣中混有水蒸氣時，會生成具有漂白性的HClO；為了檢驗具有

15、漂白性的是次氯酸，而不是氯氣，通入裝置B中的應是干燥的氯氣，因此需加干燥裝置。產生的氯氣中在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶含有水蒸氣，兩者反應生成次氯酸(或干燥裝置)解析答案(3)為了驗證氯氣的氧化性，將氯氣通入Na2SO3溶液中，寫出氯氣與Na2SO3溶液反應的離子方程式：_。解析解析氯氣通入亞硫酸鈉溶液中，亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉，氯氣被還原為氯離子。解析答案(4)將氯氣通入飽和NaHCO3溶液中能產生無色氣體，已知酸性：鹽酸碳酸次氯酸，該實驗證明氯氣與水反應的生成物中含有_。解析解析酸性：鹽酸碳酸次氯酸，所以鹽酸能與碳酸氫鈉溶液反應生成CO2，而次氯酸與碳酸氫鈉溶液不反應。 HCl(或鹽酸)