常見(jiàn)氣體制備

常見(jiàn)氣體制備第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日1．氣體的發(fā)生裝置一般根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置，通常氣體發(fā)生裝置有如下幾種。固體＋固體加熱A有液體反應(yīng)物，不加熱有液體反應(yīng)物，加熱第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.氣體的收集裝置根據(jù)氣體的密度、溶解性、穩(wěn)定性可將氣體收集裝置分為三種。(1)排水集氣法適用于不溶于水或微溶于水且與水不發(fā)生反應(yīng)的氣體，優(yōu)點(diǎn)是收集的氣體純度高，易判斷是否收集滿。若有些氣體雖在水中有一定的溶解性或與水微弱反應(yīng)，也可用此法收集，但需在水中加入電解質(zhì)，抑制氣體與水的反應(yīng)，如用排飽和食鹽水的方法收集濃度較高的Cl2，其裝置見(jiàn)下圖a。圖a第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)向上排空氣集氣法適用于跟空氣不發(fā)生反應(yīng)且密度比空氣大的氣體，其裝置見(jiàn)圖b。(3)向下排空氣集氣法適用于跟空氣不發(fā)生反應(yīng)且密度比空氣小的氣體，其裝置見(jiàn)圖c。圖c圖b第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日3．常見(jiàn)氣體制備的反應(yīng)原理及裝置選擇第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.氣體的干燥裝置(氣體的凈化)第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日5.氣體的安全裝置第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日【例1】(2009·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué))某課程實(shí)驗(yàn)小組擬用50mLNaOH溶液吸收CO2氣體，制備Na2CO3溶液。為了防止通入的CO2氣體過(guò)量生成NaHCO3，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：a．用25mLNaOH溶液吸收過(guò)量的CO2氣體，至CO2氣體不再溶解；b.在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液，使其充分混合。（1）此方案能制得較純凈的Na2CO3，寫(xiě)出a、b兩步的化學(xué)反應(yīng)方程式

.NaOH＋CO2=NaHCO3

NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日此方案第一步的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示：（2）加入反應(yīng)物前，如何檢驗(yàn)整個(gè)裝置的氣密性

；.（3）裝置B中盛放的試劑是

，作用是

；（4）Ⅰ.在實(shí)驗(yàn)室制法中，裝置A還可作為下列

氣體的發(fā)生裝置。(填序號(hào))①NH3②Cl2③HCl④H2S⑤CH4⑥C2H2夾住B與NaOH溶液連接處導(dǎo)管，然后往漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于錐形瓶?jī)?nèi)的水面，若漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差保持不變，說(shuō)明裝置不漏氣飽和NaHCO3溶液除去氣體CO2中混有的HCl④⑥第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日Ⅱ.下圖表示尾氣處理裝置(液體為H2O或NaOH溶液)，將以上六種氣體的序號(hào)分別填入最適合的裝置圖的下方空格中：（5）已知所用的NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，室溫下該溶液密度為1.44g·cm－3，假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變，不考慮實(shí)驗(yàn)誤差，計(jì)算用此種方法制備所得Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度為

；50mL×1.44g·cm－3×40%×103mL·L－1÷40g·mol－1÷2÷50mL＝7.2mol·L－1

第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（6）若實(shí)驗(yàn)得到的Na2CO3溶液物質(zhì)的量濃度偏低，在上述實(shí)驗(yàn)操作中，產(chǎn)生誤差的可能原因是.a步驟中，通入CO2的量不足，未能使NaOH完全轉(zhuǎn)化成NaHCO3，導(dǎo)致b步驟生成Na2CO3的量減少；或a步驟中，因通入過(guò)量CO2，使溶液中還存在少量的CO2，在b步驟中，溶液中殘存的CO2會(huì)消耗部分NaOH，使生成Na2CO3的量減少你的思路是：

。a步驟通入足量的CO2，然后，加熱趕走溶解的過(guò)量的CO2。第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日思路點(diǎn)撥（3）此實(shí)驗(yàn)用A制取CO2，采用稀鹽酸與CaCO3反應(yīng)，由于CO2中混有HCl，所以B作為除雜裝置，B內(nèi)加入飽和NaHCO3(aq)可吸收HCl同時(shí)又增多了CO2；（4）Ⅱ從左到右的裝置用來(lái)吸收極易溶于水的氣體，可溶于NaOH(aq)的氣體(與NaOH發(fā)生反應(yīng))；難溶于水的氣體(用氣球收集)。變式練習(xí)1．(高考廣東卷)某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。(1)根據(jù)反應(yīng)Na2SO3(固)＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O制備SO2氣體①用下列簡(jiǎn)圖，畫(huà)出制備并收集SO2的實(shí)驗(yàn)裝置(含試劑)示意圖。第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用分液漏斗滴加濃硫酸的操作是__________________________________________________________（2）將SO2氣體分別通入下列溶液中：①品紅溶液，現(xiàn)象是_________________________________________；②溴水溶液，現(xiàn)象是_________________________________________；③硫化鈉溶液，現(xiàn)象是_______________________________________。打開(kāi)分液漏斗上口的活塞，旋開(kāi)分液漏斗的旋塞，緩慢滴加溶液褪色溶液褪色有淺黃色沉淀(或溶液變渾濁)第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日(3)有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO2氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題。請(qǐng)你推測(cè)可能的原因并說(shuō)明相應(yīng)的驗(yàn)證方法(可以不填滿)。①原因

，驗(yàn)證方法___________________________________________________________。②原因

，驗(yàn)證方法________________________________Na2SO3變質(zhì)取待測(cè)試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉沉生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)不是濃硫酸用潔凈玻璃棒蘸取待測(cè)試樣，涂在白紙上不變黑，則證明該硫酸溶液不是濃硫酸第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日解析：本題以二氧化硫?yàn)檩d體，將其實(shí)驗(yàn)室制取原理、實(shí)驗(yàn)裝置的選擇、典型儀器的使用操作、性質(zhì)檢驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中異常現(xiàn)象的解釋有機(jī)地結(jié)合在一起，考查對(duì)氣體制備方法的遷移應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)操作的分析處理能力。(1)分析制備二氧化硫的反應(yīng)原理，由制備二氧化硫所用試劑的狀態(tài)、反應(yīng)條件確定氣體的發(fā)生裝置；由二氧化硫的性質(zhì)(密度、水溶性、毒性等)確定其收集裝置和吸收裝置，在此基礎(chǔ)上畫(huà)出收集二氧化硫的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(2)二氧化硫具有漂白性，可使品紅溶液褪色；二氧化硫具有還原性，可被溴水氧化，而使溴水褪色；二氧化硫具有氧化性，能與還原劑硫化鈉溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫，而使溶液變渾濁。第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）由題意可知制取二氧化硫過(guò)程中，氣體產(chǎn)生緩慢，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯，但不是氣密性問(wèn)題，所以只能與所用試劑有關(guān)，如Na2SO3變質(zhì)，被氧化為Na2SO4，或所用液體不是濃硫酸等?！究碱}一】某化學(xué)課外小組欲用固體與液體反應(yīng)(不需加熱)，快速簡(jiǎn)便制取一滿瓶(125mL)干燥的氧氣。（1）從A～G中，選出所需要的儀器(或裝置)________(填序號(hào))；除導(dǎo)管及膠管外，還需要的儀器有

，選用的試劑為

。AEC火柴、玻璃片Na2O2、水(或MnO2、H2O2溶液)、堿石灰或濃硫酸第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）用上述所選的氣體發(fā)生裝置，除可制取O2、H2、CO2外還可制取其他氣體，請(qǐng)寫(xiě)出還可用此裝置制取的兩種其他氣體及制取該氣體所需的試劑。氣體所需試劑①②NH3濃氨水、生石灰C2H2電石、水或飽和食鹽水第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日解析：通過(guò)觀察題中A～G裝置，可知只有A可作制取O2、H2、CO2氣體的發(fā)生裝置，即固＋液，不加熱型裝置，有了氣體發(fā)生裝置后，按照制備氣體的流程，接下來(lái)該是除雜、收集氣體，則選擇E、C或F、C。錯(cuò)因分析：有關(guān)實(shí)驗(yàn)的考題中有一類是限定了條件的，如：限定使用試劑的范圍，限定反應(yīng)的條件，要求出現(xiàn)什么現(xiàn)象等，解這類題時(shí)要特別小心，超出了這些條件就很難得到正確的答案。本題的限制條件是：“用固體與液體反應(yīng)(不需加熱)”，還有“快速簡(jiǎn)便”“干燥”等，如果沒(méi)注意到這些條件，就很容易出錯(cuò)。如裝置序號(hào)答為AFG，則不滿足“干燥”的要求。第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日【考題二】(2009·西城抽樣)某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒(méi)長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是____________________________。（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________________________________________。（3）下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是________，理由是___________________________________。檢查裝置氣密性Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡丙耗酸量最少，無(wú)污染第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3(4)該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步驟為_(kāi)________________________________________________________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)________________________________________________________；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是___________________________________。向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色沒(méi)有處理尾氣裝置第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日解析（1）聯(lián)想有氣體參與或生成的反應(yīng)首先需檢查裝置的氣密性，特別是題目中的“加熱c”的暗示信息，更易想到其目的是檢查裝置的氣密性。(2)Cu與濃HNO3反應(yīng)生成NO2，加入蒸餾水后硝酸的濃度變小，反應(yīng)速率變慢，生成的NO2量減少，其顏色變淺。(3)根據(jù)方案丙的反應(yīng)原理：2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O，可知該方案制備等量的Cu(NO3)2時(shí)，消耗的HNO3量少，且無(wú)有害的NO2、NO等氮氧化物的生成。第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（4）要證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，可根據(jù)以下反應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)：2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2，根據(jù)反應(yīng)的顏色變化來(lái)說(shuō)明反應(yīng)的發(fā)生，再根據(jù)裝置的特點(diǎn)即可得出其實(shí)驗(yàn)步驟。因生成的Cl2等有毒，可得該裝置的缺點(diǎn)是沒(méi)有尾氣處理裝置。第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日主觀題考查常見(jiàn)氣體的制備及反應(yīng)原理。常用的氣體制備裝置及操作技能。(2009·江蘇如皋)據(jù)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置回答問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取比較干燥的氧氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為_(kāi)_______。(2)實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制取并收集較純的氧氣時(shí)應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為_(kāi)_______。ADBC第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨與熟石灰兩種固體加熱制取氨氣，氨氣的密度比空氣的小，極易溶于水。推斷：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置為_(kāi)_______，收集裝置為_(kāi)_______。AE(4)利用廢棄的可樂(lè)瓶和底部有小孔的試管(試管小孔處事先放有一縫隙很小的銅網(wǎng))組成制取氧氣的裝置(如圖所示)。該裝置中A中應(yīng)盛放

，B中應(yīng)放進(jìn)

，若使正在發(fā)生的反應(yīng)停止，可以通過(guò)操作

來(lái)實(shí)現(xiàn)。H2O2溶液MnO2粉末將試管提出液面第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日思路點(diǎn)撥：(1)固體加熱制取氣體應(yīng)選用裝置A，欲收集干燥的氧氣，故應(yīng)用排空氣法收集，由于O2的密度大于空氣的密度，故選用裝置D。(2)液體與固體不加熱制取氣體，應(yīng)選用裝置B，為了收集到較純凈的氧氣，故可用排水法收集O2。所以選裝置C。(3)固體與固體加熱制取氣體，反應(yīng)裝置應(yīng)選A，根據(jù)氨氣易溶于水且其密度小于空氣的密度，故只能用向下排空氣法收集，故選用E裝置收集氨氣。(4)此裝置類似于啟普發(fā)生器，故可用于固體與液體的反應(yīng)，所以在A中應(yīng)盛放H2O2溶液，B中應(yīng)放MnO2粉末。若使正在發(fā)生的反應(yīng)停止，可以將試管提出液面即可實(shí)現(xiàn)。第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日高分解密對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固、對(duì)氣體的制備和收集方法沒(méi)有靈活掌握是導(dǎo)致出錯(cuò)的根本原因。在復(fù)習(xí)備考中，一是要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的記憶，掌握物質(zhì)制備的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能；二是要學(xué)會(huì)識(shí)別、分析常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)裝置圖，正確運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作等知識(shí)。通過(guò)聯(lián)想、遷移和重組，解決具體實(shí)際問(wèn)題。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日1．（5分）下列各組氣體中其制備裝置、收集裝置和收集方法均相同，且都可用濃H2SO4干燥的是()A．SO2和H2SB．CH4和NH3C．CH4和O2D．CO2和H2

解析：A、B項(xiàng)中的H2S、NH3不能用濃H2SO4干燥；D項(xiàng)，CO2用向上排空氣法收集，H2用向下排空氣法收集。

答案：C第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2．（5分）(2008·山東信息卷)按下述實(shí)驗(yàn)方法制備氣體，合理又實(shí)用的是()A．鋅粒與稀HNO3反應(yīng)制備H2

B．向飽和NaCl溶液中滴加濃硫酸制備HClC．亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備SO2

D．大理石與濃硫酸反應(yīng)制備CO2

解析：鋅粒與稀HNO3反應(yīng)，被還原的是氮元素，產(chǎn)生的是氮的氧化物而不是H2；因HCl極易溶于水，制備時(shí)應(yīng)用固體氯化鈉與濃硫酸反應(yīng)；濃硫酸與固體CaCO3反應(yīng)的生成物CaSO4微溶于水，阻止反應(yīng)進(jìn)行；亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)易得到二氧化硫。

答案：C第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日3．（5分）圖中集氣瓶里充滿了溴化氫氣體，若要把集氣瓶中的溴化氫氣體排出到集氣試管里，漏斗里應(yīng)裝的液體是()A．濃H2SO4B．H2OC．濃H3PO4D．濃鹽酸

解析：HBr與HCl類似，極易溶于水，且具有還原性，可被濃H2SO4

氧化，故A、B不正確；D項(xiàng)濃鹽酸具有揮發(fā)性，可導(dǎo)致試管中氣體不純；濃H3PO4具有難揮發(fā)性和吸水性，故應(yīng)選擇C項(xiàng)。

答案：C第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4．(5分)(2009·太原調(diào)研)以下氣體發(fā)生裝置中，不易控制反應(yīng)產(chǎn)生氣體的量的是()

解析：C、D兩項(xiàng)中裝置類似于啟普發(fā)生器，可通過(guò)活塞的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的壓強(qiáng)，控制反應(yīng)與否，來(lái)控制產(chǎn)生氣體的量。答案：AB第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日5．（5分）(2009·山東泰安)現(xiàn)用二氧化錳、濃鹽酸來(lái)制取氯氣，將氯