2024高考化学一轮复习-考点十五常见气体的实验室制备、净化和收集.docxVIP

考点十五常见气体的实验室制备、净化和收集

1.气体制备实验的基本思路

(1)检查气密性

方法

微热法

液差法

气压法

原理

升高装置中气体的温度，使气体体积膨胀

缩小装置中气体的体积，增大压强

封闭气体压强增大，使液滴不能滴下

图示

具体

操作

塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶

塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡胶管部分，从长颈漏斗向试管中注水

塞紧橡胶塞，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，向烧瓶中加水

现象

说明

烧杯中有气泡产生，停止微热，冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降

停止加水后，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且一段时间内液面差不变

一段时间后，液滴不能滴下

(2)

2.重要气体的发生装置

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：

(1)固体＋固体eq\o(――→,\s\up7(△))气体

发生装置：

制备气体：O2、NH3、CH4等。

(2)固体＋液体或液体＋液体eq\o(――→,\s\up7(△))气体

发生装置：

制备气体：Cl2、C2H4等。

(3)固体＋液体(不加热)―→气体

发生装置：

制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。

3.气体制备装置的改进

(1)

改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。

(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新

(3)“固(液)＋液eq\o(――→,\s\up7(△))气体”装置的创新

图A的改进优点是能控制反应液的温度。

图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。

4.气体的除杂方法

(1)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。

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先除易除的杂质气体。

(2)气体干燥净化装置

类型

液态干燥剂

固态干燥剂

固态干燥剂

固体，加热

装置

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

常见

干燥剂

浓H2SO4(酸性、强氧化性)

无水氯化钙(中性)

碱石灰(碱性)

除杂试剂Cu、CuO、Mg等

当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。

5.气体的收集方法

收集方法

收集气体的类型

收集装置

可收集的气体(举例)

排水法

难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体

O2、H2、NO、CO等

排空气法

向上排空气法

密度大于空气且不与空气中的成分反应

Cl2、SO2、NO2、CO2

向下排空气法

密度小于空气且不与空气中的成分反应

H2、NH3

6.集气装置的创新——排液集气装置

装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。

①饱和食盐水——收集Cl2。

②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。

③饱和NaHS溶液——收集H2S。

④四氯化碳——收集HCl或NH3。

装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体。

7.尾气处理的原因、方法及装置

(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。

(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。

(3)尾气处理装置(见下图a、b、c)

①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。

②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。

③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。

【典例分析】

1.（2019·新课标Ⅰ卷）实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是（）

A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯

【答案】D

【解析】

A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体，会使烧瓶中气体压强增大，苯和溴混合液不能顺利流下。打开K，可以平衡气压，便于苯和溴混合液流下，故A正确；

B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，故B正确；

C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，故C正确；

D项、反应后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤，除去其中溶解的溴，振荡、静置，分层后分液，向有机层中加入适当的干燥剂，然后蒸馏分离出沸点较低的苯，可以得到溴苯，不能用结晶法提纯溴苯，故D错误。

故选D。

2.（2021·福建省厦门市高三上学期第一次摸底）氯化铁常用于污水处理