气体的实验室制备、净化和收集学案7-8.doc

专题七　自然界中的元素、无机非金属材料 7-8气体的实验室制备、净化和收集 1．气体制备实验的基本过程(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分 → → → (2)气体制备的一般实验操作步骤 组装(从下到上，从左到右)；检验装置的气密性；加入药品；排尽装置内的空气；验纯；反应；拆除装置。 2．气体发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：(完成下列空白内容) 3.常见气体的实验室制备原理、收集方法和操作注意事项(完成表格中的空白内容) 特别提醒　制备气体反应的选择原则： 一种气体可以由多种反应制得，但只有部分反应适用于实验室制备，这些反应一般应符合以下几个条件：(1)反应物容易获得；(2)反应条件容易达到；(3)反应容易控制；(4)生成的气体容易分离。 4．气体的除杂方法 除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不损失主体气体，(2)不引入新的杂质气体，(3)在密闭装置内进行，(4)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑：易溶于水的杂质可用水吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂吸收；能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。 例题为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体) (1)含有HCl杂质的气体CO2(HCl)：_________；SO2(HCl)：__________Cl2(HCl)：_________ (2)中性气体中含有酸性杂质气体O2(Cl2)：_________；CO(CO2)：_________NO(NO2)：__________； (3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体CO2(SO2)：_______________________； (4)含有O2杂质的气体CO2(O2)：___________；N2(O2)：______________。 (5)HCl(Cl2)：______________。 5．气体的干燥 (1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。 酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。 思考：下列气体中不能被浓H2SO4干燥的是哪些？为什么？NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2 提示　NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为强还原性而不能被浓H2SO4干燥。 碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。 中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。 (2)气体干燥净化装置 思考：当CO2中混有O2杂质时，应选用上述～中的装置除O2，除杂试剂是。 6．气体的收集 7.量气装置对难溶于水且不与水反应的气体可用量筒测定其排开水的体积，从而确定气体的体积。常见的量取装置图： 8．中学化学中常用的尾气处理装置及方法 (1)在水中溶解度不大的气体 (2)在水中溶解度很大的气体，防倒吸 (3)燃烧或袋装法，图主要适用于可燃性气体如CO、H2等，而对任何气体皆适用9．冷却反应装置 特别提醒　选择尾气的处理方法及装置需要根据气体的性质来决定，不可生搬硬套。 碱性气体。中学阶段学习的碱性气体只有NH3，因氨显碱性且极易溶于水，所以往往将蘸有浓HCl的脱脂棉放在导气管口，防倒吸。 酸性气体：Cl2、H2S、HCl、SO2、NO2等，往往用碱液吸收。 中性气体：CO、H2等往往是点燃后排放到空气中。 2．实验室中需要22.4 L(标准状况)SO2气体。化学小组同学依据化学方程式Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O计算后，取65.0 g锌粒与98%的浓H2SO4(ρ＝1.84 g/cm3)110 mL充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。 (1)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是________(填分子式)。产生这种结果的主要原因是________(用化学方程式和必要的文字加以说明)。(2)为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。 ①装置B中加入的试剂________，作用是________。 ②装置D加入的试剂________________，装置F加入的试剂________________。 ③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是________。 ④U形管