專題三 常見氣體的制備

1、第二部分第二部分 重點(diǎn)專題突破重點(diǎn)專題突破專題三專題三 常見氣體的制備常見氣體的制備重難點(diǎn)突破重難點(diǎn)突破青果學(xué)院視頻青果學(xué)院視頻幾種幾種常見氣體的制備（常見氣體的制備（1 1）青果學(xué)院視頻青果學(xué)院視頻幾種幾種常見氣體的制備（常見氣體的制備（2）重難點(diǎn)一重難點(diǎn)一 氣體發(fā)生裝置和收集裝置氣體發(fā)生裝置和收集裝置1. 氣體發(fā)生裝置氣體發(fā)生裝置 發(fā)生裝置的選擇由發(fā)生裝置的選擇由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決決定。兩種類型如圖所示：定。兩種類型如圖所示：（1）固體和固體、固體反應(yīng)加熱型固體和固體、固體反應(yīng)加熱型適用于適用于KClO3、KMnO4反應(yīng)制取反應(yīng)制取O2，（，（NH4）2SO4與

2、與Ca(OH)2反應(yīng)制取反應(yīng)制取NH3等（如圖等（如圖1）。）。（2）液體和固體反應(yīng)不加熱型液體和固體反應(yīng)不加熱型（適用于（適用于H2O2制制取取O2、CaCO3與與HCl反應(yīng)制取反應(yīng)制取CO2、Zn與稀與稀H2SO4反應(yīng)制取反應(yīng)制取H2、FeS與稀與稀HCl反應(yīng)制取反應(yīng)制取H2S等）等）（如圖（如圖2）。）。圖圖2中裝置中裝置與裝置與裝置相比的優(yōu)點(diǎn)：可連續(xù)制取相比的優(yōu)點(diǎn)：可連續(xù)制取并控制反應(yīng)速率。并控制反應(yīng)速率。使用這類裝置應(yīng)注意：使用這類裝置應(yīng)注意：若使用長頸漏斗，長頸漏斗下端應(yīng)伸入液面若使用長頸漏斗，長頸漏斗下端應(yīng)伸入液面以下；以下；塊狀固體大小應(yīng)適當(dāng)，不能太小，防止反應(yīng)塊狀固體大小應(yīng)適

3、當(dāng)，不能太小，防止反應(yīng)太劇烈，不易控制反應(yīng)速率和收集氣體。太劇烈，不易控制反應(yīng)速率和收集氣體。2. 氣體收集裝置氣體收集裝置 收集裝置的選擇主要由收集裝置的選擇主要由氣體的密度和氣體的氣體的密度和氣體的溶解性溶解性決定。常見幾種收集方法如下：決定。常見幾種收集方法如下：圖圖3圖圖4（1）排空氣集氣法（如圖）排空氣集氣法（如圖3） 所收集的氣體不與空氣中的任何成分反應(yīng)，且所收集的氣體不與空氣中的任何成分反應(yīng)，且其密度與空氣密度相差較大。密度比空氣大（相其密度與空氣密度相差較大。密度比空氣大（相對分子質(zhì)量大于對分子質(zhì)量大于29）的氣體用向上排空氣法（如）的氣體用向上排空氣法（如O2、CO2、H2S

4、、SO2等），密度比空氣小（相對等），密度比空氣?。ㄏ鄬Ψ肿淤|(zhì)量小于分子質(zhì)量小于29）的氣體用向下排空氣法（如）的氣體用向下排空氣法（如H2、CH4、NH3等）。等）。（2）排水集氣法（如圖）排水集氣法（如圖4） 不易溶于水或難溶于水且不與水發(fā)生反應(yīng)的不易溶于水或難溶于水且不與水發(fā)生反應(yīng)的氣體可用排水法收集（如氣體可用排水法收集（如H2、O2、CO、CH4等）。等）。重難點(diǎn)二重難點(diǎn)二 氣體的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿氣體的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿氧氣氧氣二氧化碳二氧化碳檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法方法將帶火星的木條伸將帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條入集氣瓶中，木條復(fù)燃復(fù)燃通入澄清石灰水中，通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁澄清石灰水變渾濁

5、驗(yàn)滿驗(yàn)滿方法方法將帶火星的木條伸將帶火星的木條伸到集氣瓶瓶口，木到集氣瓶瓶口，木條復(fù)燃且燃燒更旺條復(fù)燃且燃燒更旺將燃著的木條伸到將燃著的木條伸到集氣瓶瓶口，木條集氣瓶瓶口，木條熄滅熄滅重難點(diǎn)三重難點(diǎn)三 氣體的凈化、干燥和尾氣處理氣體的凈化、干燥和尾氣處理1. 常見氣體的凈化常見氣體的凈化（1）所用裝置）所用裝置（2）氣體的凈化試劑）氣體的凈化試劑需除的氣體需除的氣體凈化試劑及方法凈化試劑及方法CO2NaOH溶液溶液HClNaOH溶液、溶液、Na2CO3溶液、飽和溶液、飽和NaHCO3溶液溶液H2先通過灼熱的先通過灼熱的CuO將其氧化為水，將其氧化為水，再用濃硫酸或堿石灰吸收再用濃硫酸或堿石灰吸

6、收（2）氣體的凈化試劑）氣體的凈化試劑需除的氣體需除的氣體凈化試劑及方法凈化試劑及方法CO先通過灼熱的先通過灼熱的CuO將其氧化為將其氧化為CO2，再用再用NaOH溶液吸收溶液吸收O2通過灼熱的銅網(wǎng)通過灼熱的銅網(wǎng)【特別提醒特別提醒】凈化氣體所用的試劑應(yīng)根據(jù)氣體的】凈化氣體所用的試劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)來選定。凈化的試劑只能吸收雜質(zhì)氣體，不性質(zhì)來選定。凈化的試劑只能吸收雜質(zhì)氣體，不能吸收待凈化的氣體。如能吸收待凈化的氣體。如CO2中混有中混有HCl時，不時，不能用能用NaOH溶液和溶液和Na2CO3溶液，因?yàn)樗鼈兗葧芤?，因?yàn)樗鼈兗葧帐誋Cl，也會吸收，也會吸收CO2，所以要選用只吸收，所以要

7、選用只吸收HCl而而不吸收不吸收CO2的飽和的飽和NaHCO3溶液。溶液。2. 常見氣體的干燥常見氣體的干燥（1）所用裝置）所用裝置（2）常見氣體的干燥劑及可干燥的氣體）常見氣體的干燥劑及可干燥的氣體分類分類干燥劑干燥劑可干燥的氣體可干燥的氣體不能干燥不能干燥的氣體的氣體酸性酸性濃硫酸濃硫酸H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl等等NH3等堿等堿性氣體性氣體堿性堿性生石灰、堿生石灰、堿石灰、固體石灰、固體氫氧化鈉氫氧化鈉H2、O2、CO、CH4、N2、NH3等等CO2、SO2、HCl等酸性等酸性氣體氣體分類分類干燥劑干燥劑可干燥的氣體可干燥的氣體不能干燥不能干燥的氣體的氣體中性

8、中性 無水氯化鈣無水氯化鈣H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2等等NH33. 尾氣處理尾氣處理（1）常用裝置）常用裝置（2）常用方法）常用方法燃燒法燃燒法(圖圖1)：對于可燃性氣體可采用此種方法，：對于可燃性氣體可采用此種方法，使其通過燃燒轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，如使其通過燃燒轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，如CO。水封法（即將氣體通入水中）：這種方法適用水封法（即將氣體通入水中）：這種方法適用于水溶性較大的氣體，如氯化氫和氨氣的尾氣處于水溶性較大的氣體，如氯化氫和氨氣的尾氣處理就是采用了這種方法。這種方法的操作必須注理就是采用了這種方法。這種方法的操作必須注意防止因氣體溶解太快而出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。意防止因

9、氣體溶解太快而出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。吸收法（圖吸收法（圖2）：即將酸性氣體通入到堿溶液）：即將酸性氣體通入到堿溶液中，堿性氣體通入到酸溶液中，使這些氣體與中，堿性氣體通入到酸溶液中，使這些氣體與溶液反應(yīng)生成不具揮發(fā)性的鹽類。如溶液反應(yīng)生成不具揮發(fā)性的鹽類。如CO2、SO2等酸性氣體，其尾氣就可以通入到氫氧化鈉溶等酸性氣體，其尾氣就可以通入到氫氧化鈉溶液中。液中。收集法（圖收集法（圖3）：此種方法在導(dǎo)管出口套一只）：此種方法在導(dǎo)管出口套一只氣球，收集未反應(yīng)完全或反應(yīng)生成的氣體。常氣球，收集未反應(yīng)完全或反應(yīng)生成的氣體。常用于有毒氣體的收集。用于有毒氣體的收集?！咎貏e提醒特別提醒】多功能瓶的使用多功能瓶的使

10、用圖示圖示操作目的操作目的 氣體進(jìn)氣體進(jìn)出方向出方向舉例與原理舉例與原理收集密度收集密度大于空氣大于空氣的氣體的氣體a進(jìn)進(jìn)b出出（長進(jìn)短（長進(jìn)短出）出）收集收集CO2、O2,進(jìn)進(jìn)入的氣體聚集在入的氣體聚集在集氣瓶下方集氣瓶下方收集密度收集密度小于空氣小于空氣的氣體的氣體b進(jìn)進(jìn)a出出（短進(jìn)長（短進(jìn)長出）出）收集收集H2，進(jìn)入的，進(jìn)入的氣體聚集在集氣氣體聚集在集氣瓶上方瓶上方圖示圖示操作操作目的目的氣體進(jìn)氣體進(jìn)出方向出方向舉例與原理舉例與原理排水排水法收法收集氣集氣體體b進(jìn)進(jìn)a出（短出（短進(jìn)長出）進(jìn)長出）收集收集H2、O2(進(jìn)入進(jìn)入的氣體聚集在集的氣體聚集在集氣瓶上方，水從氣瓶上方，水從下方導(dǎo)管被

11、壓出下方導(dǎo)管被壓出)洗氣洗氣或干或干燥燥a進(jìn)進(jìn)b出（長出（長進(jìn)短出）進(jìn)短出）濃硫酸干燥濃硫酸干燥O2或或NaOH溶液吸收溶液吸收CO2經(jīng)典示例經(jīng)典示例例例（14安徽安徽）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了一組）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了一組“吹吹氣球氣球”實(shí)驗(yàn)，三套裝置如圖：實(shí)驗(yàn)，三套裝置如圖：青果學(xué)院視頻青果學(xué)院視頻引發(fā)氣壓差的引發(fā)氣壓差的因素和常見現(xiàn)象因素和常見現(xiàn)象（1）甲裝置：）甲裝置：儀器儀器a的名稱為的名稱為_；向向a中加水會看到氣球脹大，一段時間內(nèi)氣球中加水會看到氣球脹大，一段時間內(nèi)氣球大小沒有變化，說明該裝置氣密性大小沒有變化，說明該裝置氣密性_。（2）乙裝置：）乙裝置：若生成若生成O2使氣球脹大，

12、則錐形瓶中所裝的固體使氣球脹大，則錐形瓶中所裝的固體物質(zhì)可以是物質(zhì)可以是_。若生成若生成H2使氣球脹大，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為使氣球脹大，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_.長頸漏斗長頸漏斗良好良好MnO2（其他合理答案均可其他合理答案均可）Zn+H2SO4 ZnSO4+H2（其他合理答案均可）（其他合理答案均可）若錐形瓶中裝有若錐形瓶中裝有NaOH固體，分液漏斗中加入固體，分液漏斗中加入少量水，則氣球脹大的主要原因是少量水，則氣球脹大的主要原因是_。（3）丙裝置：）丙裝置：若錐形瓶中盛滿若錐形瓶中盛滿CO2，欲使氣球脹大，則分液漏斗，欲使氣球脹大，則分液漏斗中的液體可以是中的液體可以是_。 NaOH溶于水

13、溶于水放熱，空氣受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致氣球膨脹放熱，空氣受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致氣球膨脹 NaOH溶液（答案補(bǔ)充：溶液（答案補(bǔ)充：Ba(OH)2溶液或溶液或KOH溶液等可溶性堿溶液）溶液等可溶性堿溶液）【方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)】近年來，在各地初中化學(xué)考試題中，】近年來，在各地初中化學(xué)考試題中，有關(guān)有關(guān)“氣球氣球”的裝置試題不斷出現(xiàn)。一般涉及的裝置試題不斷出現(xiàn)。一般涉及“氣球氣球”的試題都與壓強(qiáng)的變化有關(guān)系。在整個的試題都與壓強(qiáng)的變化有關(guān)系。在整個裝置體系中，不論是化學(xué)變化還是物理變化，只裝置體系中，不論是化學(xué)變化還是物理變化，只要有氣體的放出或氣體的吸收，大多都會引起壓要有氣體的放出或氣體的吸收，

14、大多都會引起壓強(qiáng)的變化；另外，某些物質(zhì)溶于水，也常常伴隨強(qiáng)的變化；另外，某些物質(zhì)溶于水，也常常伴隨溫度的變化，從而引起壓強(qiáng)的變化，最終導(dǎo)致氣溫度的變化，從而引起壓強(qiáng)的變化，最終導(dǎo)致氣球形狀改變。具體分為以下兩種情況：球形狀改變。具體分為以下兩種情況：（1）氣球在裝置外脹大）氣球在裝置外脹大放出氣體：在涉及放出氣體：在涉及“氣球氣球”的裝置中，一般放的裝置中，一般放出氣體的反應(yīng)大多為固體與液體的反應(yīng)，比如雙出氣體的反應(yīng)大多為固體與液體的反應(yīng)，比如雙氧水（氧水（H2O2）與二氧化錳（）與二氧化錳（MnO2）、稀酸與鋅）、稀酸與鋅粒（粒（Zn）、純堿）、純堿(Na2CO3)、大理石（主要成分、大理石

15、（主要成分CaCO3）或小蘇打）或小蘇打(NaHCO3)的反應(yīng)。的反應(yīng)。放熱變化：氧化鈣（放熱變化：氧化鈣（CaO）、固體氫氧化鈉）、固體氫氧化鈉（NaOH）或濃硫酸溶于水都放出熱量；另外，）或濃硫酸溶于水都放出熱量；另外，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，較活潑金屬如鎂酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，較活潑金屬如鎂（Mg）或鋅（）或鋅（Zn）與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)也放）與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)也放出熱量。出熱量。（2）氣球在裝置內(nèi)脹大）氣球在裝置內(nèi)脹大吸收氣體：初中化學(xué)中涉及的吸收氣體的反吸收氣體：初中化學(xué)中涉及的吸收氣體的反應(yīng)一般是二氧化碳（應(yīng)一般是二氧化碳（CO2）與氫氧化鈉）與氫氧化鈉（NaOH）或氫氧化鈣）

16、或氫氧化鈣Ca(OH)2等堿溶液等堿溶液的反應(yīng)。的反應(yīng)。吸熱變化：硝酸銨（吸熱變化：硝酸銨（NH4NO3）溶于水吸收）溶于水吸收熱量。熱量?！窘馕觥窘馕觥浚ā浚?）儀器儀器a是長頸漏斗；是長頸漏斗；加水氣球加水氣球脹大，一段時間內(nèi)氣球大小沒有變化，說明裝置脹大，一段時間內(nèi)氣球大小沒有變化，說明裝置氣密性良好。（氣密性良好。（2）分析乙裝置可知，該裝置分析乙裝置可知，該裝置適用于固體和液體常溫下制取氣體，實(shí)驗(yàn)室利用適用于固體和液體常溫下制取氣體，實(shí)驗(yàn)室利用此裝置制氧氣所用的固體藥品是二氧化錳，液體此裝置制氧氣所用的固體藥品是二氧化錳，液體藥品是過氧化氫溶液；藥品是過氧化氫溶液；實(shí)驗(yàn)室一般用鋅粒和

17、稀實(shí)驗(yàn)室一般用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為硫酸反應(yīng)制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4 ZnSO4+H2；氫氧化鈉固體溶于水放出熱量使錐形瓶內(nèi)氣體氫氧化鈉固體溶于水放出熱量使錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，大于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差的作用下壓強(qiáng)增大，大于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差的作用下氣球脹大。氣球脹大。(3)分析丙裝置可知，氣球脹大的原因分析丙裝置可知，氣球脹大的原因是錐形瓶內(nèi)二氧化碳與分液漏斗中的液體反應(yīng)，是錐形瓶內(nèi)二氧化碳與分液漏斗中的液體反應(yīng)，使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，在壓強(qiáng)使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差作用下，外界空氣進(jìn)入氣球，使氣球脹大。分差作用下，外界空氣進(jìn)入氣球，使氣球脹大。分析二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)可知，二氧化碳能與堿溶析二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)可知，二氧化碳能與堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，推知分液漏斗中的液體是堿液反應(yīng)生成鹽和水，推知分液漏斗中的液體是堿溶液。溶液?！倦y點(diǎn)突破難點(diǎn)突破】本題難點(diǎn)是問題（】本題難點(diǎn)是問題（1）中）中和