2024年新教材高考化学一轮复习第4章非金属及其重要化合物专题讲座二常见气体的实验室制备净化和收集学案.docVIP

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专题讲座二常见气体的试验室制备、净化和收集

1．气体制备试验的基本思路

2．常见气体的发生装置

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

制备气体：O2、NH3等。

(2)固体(或液体)＋液体eq\o(――→,\s\up7(△))气体

制备气体：Cl2、C2H4等。

(3)固体＋液体―→气体

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，如CO2、H2、H2S、O2等。

3．气体发生装置的创新

(1)“固体＋固体eq\o(――→,\s\up7(△))气体”装置的创新

创新的目的：用于加热易熔化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体流向试管口，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。

(2)“固体(或液体)＋液体eq\o(――→,\s\up7(△))气体”装置的创新

图A的改进优点是能限制反应液的温度。

图B的改进优点是圆底烧瓶和分液漏斗中的压强相等，便于液体顺当流下。

(3)“固体＋液体―→气体”装置的创新

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先除易除去的杂质气体；⑤先除杂后干燥。

(2)气体干燥、净扮装置

类型

液态

干燥剂

固态干燥剂

固体，加热

装置

常见

干燥或

除杂

试剂

浓H2SO4

(具有酸性

和强氧化

性)

无水氯化钙

(呈中性)、碱石灰

(呈碱性)

Cu、CuO、

Mg等

例如，当CO2中混有O2杂质时，应选用上述装置中的装置Ⅳ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且不与水反应

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A瓶中收集到气体。

7．尾气处理的缘由、方法及装置

(1)缘由：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、爆炸等灾难。

(2)处理方法：一般依据气体的相关性质，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汲取、可燃性气体用点燃等措施。

(3)尾气处理装置

①试验室制取Cl2时，尾气处理可采纳b装置。

②试验室制取CO时，尾气处理可采纳a、c装置。

③试验室制取H2时，尾气处理可采纳a、c装置。

1．如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是()

选项

气体

a

b

c

A

NO2

浓硝酸

铜片

NaOH溶液

B

SO2

浓硫酸

Cu

酸性KMnO4溶液

C

NH3

浓氨水

生石灰

碱石灰

D

CO2

稀硝酸

CaCO3

浓硫酸

解析：选D。A项，氢氧化钠溶液会汲取生成的NO2，不正确；B项，铜与浓硫酸反应须要加热，且酸性高锰酸钾溶液能氧化SO2，不正确；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，且NH3不能用向上排空气法收集，不正确。

2．关于下列各装置图的叙述中，正确的是()

A．装置①是洗气装置，可用于除去氯气中的氯化氢

B．试验室用装置②制取氨

C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并视察其颜色

D．装置④中X若为四氯化碳，可用于汲取氨，并防止倒吸

解析：选D。装置①做洗气装置时，应进步短出；用装置②制取氨时试管口应略向下倾斜；制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入新制硫酸亚铁溶液中；由于氨在四氯化碳中的溶解度很小，可以防止倒吸。

3．用如图所示装置进行试验，下列试验现象描述错误的是()

选项

试剂甲

试剂乙

试剂丙

丙中的现象

A

稀盐酸

CaCO3

Na2SiO3溶液

有白色

沉淀生成

B

浓硫酸

Na2SO3

BaCl2溶液

有白色

沉淀生成

C

过氧化氢

MnO2

酸性淀粉-KI溶液

溶液变

为蓝色

D

浓盐酸

KMnO4

Na2S溶液

有淡黄色

沉淀生成

解析：选B。A项，稀盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡