氣體的實驗室制備、凈化和收集課件

氣體的實驗室制備、凈化和收集

氣體的實驗室制備、凈化和收集一、常見氣體的實驗室制備：反應(yīng)原理及發(fā)生裝置1）氧氣2KClO3====

MnO2+2KCl+3O2↑，H2O2=====H2O+O2↑2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑，△△MnO2收集方法:驗滿方法:一、常見氣體的實驗室制備：反應(yīng)原理及發(fā)生裝置1）氧氣2KCl2）CO2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O收集方法：向上排空氣法凈化方法：用飽和的NaHCO3除去HCl驗滿方法：將燃燒的木條放在瓶口2）CO2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置CaCO3+2HCl====Ca3）H2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑收集方法：向下排空氣法、排水法3）H2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置Zn+H2SO4====ZnSO44）Cl2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置MnO2+4HCl（濃）====MnCl2+Cl2↑+2H2O（主要）2NaCl+H2SO4(濃)====Na2SO4+2HCl↑△△收集方法：向上排空氣法、排飽和食鹽水法凈化方法：用飽和的NaCl溶液除去HCl驗滿方法：將濕潤的淀粉-KI試紙放在集氣瓶口尾氣處理：多余的Cl2用NaOH溶液吸收除去4）Cl2反應(yīng)原理及發(fā)生裝置MnO2+4HCl（濃）====5）NH3反應(yīng)原理及發(fā)生裝置△Ca(OH)2+2NH4Cl====CaCl2+2NH3↑+2H2O收集方法：向下排空氣法干燥方法：用堿石灰除去混有的水蒸氣驗滿方法：將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口尾氣吸收：用蘸有稀硫酸的棉花團放在集氣瓶口5）NH3反應(yīng)原理及發(fā)生裝置△Ca(OH)2+2NH4Cl=【例1】實驗室中下列氣體的制取所選擇的酸正確的是（）

A.制取二氧化硫用濃硫酸

B.制取氫氣用稀硝酸

C.制取二氧化碳用稀硫酸

D.制取氯化氫用稀硫酸解析：B錯，制取氫氣用稀硫酸，硝酸有氧化性得不到氫氣；C錯，制取二氧化碳用稀鹽酸或稀硝酸，因為硫酸鈣微溶阻礙反應(yīng)的進行；D錯，制取氯化氫用濃硫酸，因為氯化氫氣體易溶于水。

【方法規(guī)律】氣體制取酸的選擇：①濃硫酸制取乙烯、氯化氫、二氧化硫；濃鹽酸制取氯氣；濃硝酸制取NO2。②稀硫酸制取硫化氫、氫氣；稀鹽酸制取二氧化碳；稀硝酸制取一氧化氮。A【例1】實驗室中下列氣體的制取所選擇的酸正確的是（【例2】（福建高考節(jié)選）實驗室中常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2（發(fā)生裝置如圖所示），制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是（）

A.往燒瓶里加入MnO2粉末

B.加熱

C.往燒瓶里加入濃鹽酸【例2】（福建高考節(jié)選）實驗室中常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備制備氣體：注意事項：O2、NH3、CH4等⑤如用排水集氣法收集氣體，當(dāng)停止制氣時，應(yīng)先從水槽中把導(dǎo)管撤出，然后再撤走酒精燈，防止水倒吸。①試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止產(chǎn)生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流，而使試管破裂。③固體藥品應(yīng)平鋪在試管底部。④膠塞上的導(dǎo)管伸入試管內(nèi)不能過長，否則會影響氣體導(dǎo)出。粉末狀固體應(yīng)在試管口放一團棉花二、氣體的發(fā)生裝置：制備氣體：注意事項：O2、NH3、CH4等⑤如用排水集氣制備氣體：注意事項：Cl2、HCl、C2H4等③分液漏斗應(yīng)蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對準(zhǔn)分液漏斗頸部的小孔。①燒瓶應(yīng)固定在鐵架臺上。②先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。④對燒瓶加熱時要墊上石棉網(wǎng)。⑤反應(yīng)物均為液體時，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片。制備氣體：注意事項：Cl2、HCl、C2H4等③分液漏斗(3)固體＋液體(不加熱)―→氣體制備氣體：注意事項：H2、CO2、NO2、SO2、NO等⑥在導(dǎo)管口點燃?xì)錃饣蚱渌扇夹詺怏w時，必須先檢驗純度。①塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體，可用啟普發(fā)生器制備，且氣體不溶于水。當(dāng)制取氣體的量不多時，也可采用簡易裝置。②簡易裝置中長頸漏斗的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到液封作用而無法使用。使用分液漏斗既可以增強氣密性，又可控制液體流速。③加入塊狀固體藥品的大小要適宜。④加入液體的量要適當(dāng)。⑤最初使用時應(yīng)待容器內(nèi)原有的空氣排凈后，再收集氣體。(3)固體＋液體(不加熱)―→氣體制備氣體：注意事項：H以下是幾種常見的氣體制取裝置，不適用于相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的是ABCD以下是幾種常見的氣體制取裝置，不適用于相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的是ABC實驗室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實驗室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是

；檢查C裝置氣密性的操作方法是

。(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是______(填序號，下同)。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤是否與氧氣反應(yīng)濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)

連接一根導(dǎo)管，將導(dǎo)管通入水槽中，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，說明C裝置氣密性良好②④實驗室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實驗室(3)下圖是某學(xué)生設(shè)計收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是____________________。

(4)若用A裝置與D裝置相連制取收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________；①CO2

②NO

③Cl2

④H2其中在D裝置中連接小燒杯的目的是

。b、c

③吸收尾氣，防止污染空氣(3)下圖是某學(xué)生設(shè)計收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是__2：某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氮化鈣(Ca3N2)，并探究其實驗式。按圖連接好實驗裝置。檢查裝置的氣密性，方法是：_____________________。關(guān)閉活塞K，微熱反應(yīng)管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱，冷卻后若末端導(dǎo)管中水柱上升且高度保持不變，說明裝置氣密性良好。注意：（1）解答此類題目必須明確的關(guān)鍵詞：①微熱法檢查：封閉、微熱、氣泡、水柱；②液差(封)法檢查：封閉、液差。（2）答案必須按“操作＋現(xiàn)象＋結(jié)論”要點回答：①操作：如何形成“密閉體系”，如何“加熱”。②現(xiàn)象：觀察氣泡或液面變化，指出相關(guān)實驗現(xiàn)象。③結(jié)論：通過什么現(xiàn)象說明氣密性良好2：某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氮化鈣(Ca①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑吸收；⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀或可溶性物質(zhì)，也可用作吸收劑。除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性、可燃性。除雜原則：(1)不損失主體氣體，(2)不引入新的雜質(zhì)氣體，(3)在密閉裝置內(nèi)進行，(4)先除易除的氣體。一般可從以下幾個方面考慮：三、氣體的除雜方法：①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜常見氣體的除雜：常見氣體的除雜：氣體的實驗室制備、凈化和收集課件【練習(xí)】為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體)(1)含有HCl雜質(zhì)的氣體①CO2(HCl)：__________；②SO2(HCl)：__________；③Cl2(HCl)：__________________________。(2)中性氣體中含有酸性雜質(zhì)氣體①O2(Cl2)：___________________________；②CO(CO2)：_________；③NO(NO2)：_____________。(3)酸性氣體中含有其他酸性雜質(zhì)氣體CO2(SO2)：________________________。(4)含有O2雜質(zhì)的氣體①CO2(O2)：__________；②N2(O2)：___________。(5)HCl(Cl2)：____________。【練習(xí)】為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體)(1)選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣體發(fā)生反應(yīng)。①酸性干燥劑，如濃H2SO4、P2O5、硅膠等。一般用來干燥酸性或中性氣體，而不能用來干燥堿性氣體。②堿性干燥劑，如生石灰、固體NaOH、堿石灰等。堿性干燥劑不能干燥酸性氣體，如堿石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。③中性干燥劑，如無水CaCl2。無水CaCl2呈中性，對各類氣體一般均可干燥，但NH3能與其發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能使用，其反應(yīng)方程式為CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。四、氣體的干燥(1)選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是(1)若采用溶液除雜，應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過程中會從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，欲制得干燥、純凈的CO2，可先將產(chǎn)生的氣體通過飽和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。(2)若采用加熱除雜，則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先將混合氣體通過堿石灰，除去CO2和H2O(g)，再將從干燥管中導(dǎo)出的氣體通過裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管，除去O2，即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網(wǎng)，因氣體中混有水蒸氣，易使硬質(zhì)玻璃管破裂。五、氣體凈化與干燥的先后順序(1)若采用溶液除雜，應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先后通過裝有下列物質(zhì)的兩個吸收裝置，兩個裝置中應(yīng)依次裝入()①飽和NaHCO3溶液；無水CaCl2固體②飽和NaHCO3溶液；濃硫酸③濃硫酸；飽和NaHCO3溶液④飽和Na2CO3溶液；稀硫酸A．①② B．③④ C．①③ D．②④【練習(xí)】為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先后通(2)氣體的干燥凈化裝置濃H2SO4(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、HCl等NH3、H2S、C2H4、HBr、HI等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4、HCl等NH3等H2、O2、N2、CH4、NH3等Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等(2)氣體的干燥凈化裝置濃H2SO4(酸性、強氧化性)無水氯六、氣體的收集難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO密度大于空氣Cl2、SO2、NO2、CO2密度小于空氣H2、NH3六、氣體的收集難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體O2、H注意事項：為減小誤差，讀數(shù)時①②裝置量筒內(nèi)外液面在同一水平線，③裝置左右管水面在同一水平線③①②七、排水量氣裝置：測量氣體的體積注意事項：③①a用于NaOH溶液吸收氯氣、SO2、NO2、H2S、CO2(氣體溶解或反應(yīng)速率不很快，不易引起倒吸)。b用于收集少量氣體然后處理。c、d用于收集極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于處理難以吸收(有毒)且可燃的氣體。如H2、CO等。八、尾氣的吸收a用于NaOH溶液吸收氯氣、SO2、NO2、H2S、CO2(九、冷凝裝置九、冷凝裝置

通常設(shè)計化學(xué)實驗時，為了保證操作人員的安全，保障實驗如期順利進行，往往要設(shè)置安全裝置；一般在涉及氣體的實驗中最為常見。涉及到的安全問題有：

防倒吸（防倒吸裝置）、防堵塞（檢驗堵塞、防壓強過大）、防爆炸（驗純，操作順序）、防污染（