大一輪及課時(shí)分組練第四章 專題講座三 氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題講座三氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集1．氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本過程（1)氣體制備實(shí)驗(yàn)裝置一般包含以下幾部分(2)氣體制備的一般實(shí)驗(yàn)操作步驟①組裝(從下到上,從左到右);②檢驗(yàn)裝置的氣密性;③加入藥品；④排盡裝置內(nèi)的空氣;⑤驗(yàn)純;⑥反應(yīng)；⑦拆除裝置.2．氣體發(fā)生裝置依據(jù)制備氣體所需的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類：(1）固體＋固體eq\o（→，\s\up7(△)）氣體發(fā)生裝置:制備氣體：O2、NH3、CH4等注意事項(xiàng)：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。②鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處。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(zhǎng)，否則會(huì)影響氣體導(dǎo)出。⑤如用排水集氣法收集氣體,當(dāng)停止制氣時(shí),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。(2）固體＋液體或液體＋液體eq\o(→,\s\up7(△)）氣體發(fā)生裝置：制備氣體：Cl2、C2H4等注意事項(xiàng)：①燒瓶應(yīng)固定在鐵架臺(tái)上。②先把固體藥品放入燒瓶中,再緩緩加入液體.③分液漏斗應(yīng)蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗頸部的小孔。④對(duì)燒瓶加熱時(shí)要墊上石棉網(wǎng)。(3)固體＋液體（不加熱)→氣體發(fā)生裝置：制備氣體：H2、CO2、NO2、SO2、NO等注意事項(xiàng):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，當(dāng)制取氣體的量不多時(shí),也可采用簡(jiǎn)易裝置。②簡(jiǎn)易裝置中長(zhǎng)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。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(shí)應(yīng)待容器內(nèi)原有的空氣排凈后,再收集氣體。⑥在導(dǎo)管口點(diǎn)燃?xì)錃饣蚱渌扇夹詺怏w時(shí)，必須先檢驗(yàn)純度.3．氣體的除雜方法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(jìn)行，(4）先除易除的氣體。一般可從以下幾個(gè)方面考慮：①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)生成沉淀或可溶性的物質(zhì)，也可用作吸收劑?！纠?】為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑（括號(hào)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):______________________________________________________.答案(1）①飽和NaHCO3溶液②飽和NaHSO3溶液③飽和食鹽水(2)①NaOH溶液②NaOH溶液③H2O（3）飽和NaHCO3溶液或酸性高錳酸鉀溶液(4)①灼熱Cu②灼熱Cu(5)CCl44．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：氣體除雜過程中會(huì)從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實(shí)驗(yàn)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。【例2】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(gè)吸收裝置，兩個(gè)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解析用大理石和鹽酸反應(yīng)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(yīng)先凈化，后干燥.答案A5．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。思考：下列氣體中不能被濃H2SO4干燥的是哪些？為什么?NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2答案NH3因?yàn)轱@堿性而不能被濃H2SO4干燥,H2S因?yàn)橛袕?qiáng)還原性而不能被濃H2SO4干燥.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(duì)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。（2）氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置ⅠⅡⅢⅣ常見干燥劑濃H2SO4（酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣（中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉或Mg粉。6．氣體的收集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(yīng)的氣體O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液）、NO、CO2（飽和NaHCO3溶液）、CO排空氣法向上排空氣法密度大于空氣Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣H2、NH37．尾氣的吸收（1)用水吸收的是HCl、NH3（注意防倒吸)。（2)用燒堿溶液吸收的是Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3）用燃燒的酒精燈點(diǎn)燃可除去的是CO。1．下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是 ()答案D2．如圖裝置，將溶液A逐滴加入固體B中，下列敘述正確的是 ()A．若A為濃鹽酸，B為MnO2，C中盛品紅溶液，則C中溶液褪色B．若A為醋酸,B為貝殼，C中盛過量澄清石灰水，則C中溶液變渾濁C．若A為濃氨水，B為生石灰,C中盛AlCl3溶液，則C中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解D．若A為濃硫酸,B為Na2SO3固體,C中盛石蕊試液，則C中溶液先變紅后褪色答案B解析濃鹽酸和MnO2在加熱時(shí)才能反應(yīng)，A錯(cuò)；Al（OH）3不能溶于弱堿(氨水)，C錯(cuò)；SO2只能使紫色石蕊試液變紅,D錯(cuò)。3．有關(guān)圖示裝置的敘述不正確的是 （)A．裝置①可用于吸收實(shí)驗(yàn)中多余的SO2B．裝置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C．裝置③中X為苯,可用于吸收氨氣或氯化氫D．裝置④可用于收集NH3，并吸收多余的NH3答案C解析SO2和NaOH溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A選項(xiàng)正確；裝置②中如果氣體從長(zhǎng)導(dǎo)管通入，只能收集密度比空氣大且不能與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的氣體，此時(shí)可以收集Cl2、NO2等；如果從短導(dǎo)管通入，只能收集密度比空氣小且不能與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的氣體,此時(shí)可以收集H2、NH3等，B選項(xiàng)正確;裝置③中如果X為苯，因?yàn)楸降拿芏缺人男?，故苯?yīng)該在上層,C選項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置④中先用盛有堿石灰的干燥管除去氨氣中的水蒸氣，然后用排空氣法收集NH3，最后用防倒吸的裝置吸收多余的NH3，故D選項(xiàng)正確。4．表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是 （）編號(hào)氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BSO270%濃H2SO4Na2SO3固體98%濃H2SO4CNO稀HNO3銅屑H2ODNO2濃HNO3銅屑NaOH溶液答案B解析選項(xiàng)A，因NH3的密度比空氣的小，不能用圖示裝置收集；選項(xiàng)B，Na2SO3與濃硫酸反應(yīng)生成SO2,SO2中所含的H2O雜質(zhì)用98%濃H2SO4除去，收集裝置合理；選項(xiàng)C，不能用圖示裝置收集NO；選項(xiàng)D，NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2。5．某課外活動(dòng)小組用圖中的儀器和藥品組裝一套實(shí)驗(yàn)裝置制取干燥的CO，用CO還原Fe2O3粉末制取還原鐵粉。（制取CO的原理為H2C2O4eq\o(=，\s\up7(濃硫酸）,\s\do5（△)）CO2↑＋CO↑＋H2O)序號(hào)儀器及藥品序號(hào)儀器及藥品ABCDE(1)如果所制氣體流向?yàn)閺淖笙蛴視r(shí)，上述組裝的實(shí)驗(yàn)裝置從左向右的連接順序(填儀器序號(hào)）是______→______→______→______→______.(2）正確的操作第一步應(yīng)是__________；最后一步應(yīng)是熄滅________處的酒精燈。（3）裝置B的作用是________________________；裝置E的作用是________________。答案（1）AECDB(2）連接好裝置并檢查裝置的氣密性A（3）檢驗(yàn)D中生成的CO2除去CO中的CO2