氣體制備實(shí)驗(yàn)專題

1、氣體制備實(shí)驗(yàn)專題 掌握常見氣體實(shí)驗(yàn)室制法，包括所掌握常見氣體實(shí)驗(yàn)室制法，包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法 高考考試說明要求高考考試說明要求一、氣體制備裝置設(shè)計(jì)一、氣體制備裝置設(shè)計(jì)基本類型基本類型: :A A、固、固-固加熱裝置固加熱裝置C C、固（液）、固（液）-液加熱裝置液加熱裝置設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件B B、固（液）、固（液）-液不加熱裝置液不加熱裝置裝置的設(shè)計(jì)裝置的設(shè)計(jì):（1 1）試管口應(yīng)略向下傾斜）試管口應(yīng)略向下傾斜（2 2）試管夾夾在距試管口）試管夾夾在距試管口1/31/3處處（3 3）藥品應(yīng)平鋪

2、于試管底部）藥品應(yīng)平鋪于試管底部（4 4）導(dǎo)管不宜伸入試管內(nèi)過長，）導(dǎo)管不宜伸入試管內(nèi)過長，粉末狀固體，應(yīng)在試管口堵一團(tuán)粉末狀固體，應(yīng)在試管口堵一團(tuán)棉花。棉花。（5 5）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢驗(yàn)裝置的）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢驗(yàn)裝置的 氣密性氣密性（6 6）加熱時(shí)，先預(yù)熱且外焰加熱）加熱時(shí)，先預(yù)熱且外焰加熱OHNHCaClOHCaClNH2322422)(2該裝置可用于制備該裝置可用于制備O O2 2 和和 NHNH3 32KMnO4 K2MnO4+O2 + MnO22KClO3 2KCl+3O2MnO2可用于制備可用于制備 H2 、 CO2 、 O2 、H2S 、SO2 、 NH3、NO2 、NO 和和 C2

3、H2SHFeSOSOHFeS244222222)(2HCOHCaOHCaC222332)(4NOOHNOCuHNOCu濃）2222222OOHOHMnOOHNONOCuHNOCu223342)(3)(83稀Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2+H2O 啟普發(fā)生器啟普發(fā)生器啟普發(fā)生器只適用于啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體塊狀固體與與液體液體在在反應(yīng)速率反應(yīng)速率適中且適中且不加熱（不加熱（也不能大量放熱）也不能大量放熱）條件下制取難條件下制取難溶于溶于反應(yīng)混合物反應(yīng)混合物的氣體如的氣體如COCO2 2、H H2 2S S、H H2 2( (不可用于不可用于制制C C2 2H H2 2、

4、SOSO2 2 NO NO2 2) )啟普發(fā)生器改良啟普發(fā)生器改良A AB BC C（1 1）檢驗(yàn)裝置的氣密性）檢驗(yàn)裝置的氣密性（2 2）加熱易暴沸的混合物時(shí)要加碎瓷片，防暴沸）加熱易暴沸的混合物時(shí)要加碎瓷片，防暴沸（3 3）制乙烯時(shí)不必用分液漏斗，但用溫度計(jì)控制反應(yīng)溫度制乙烯時(shí)不必用分液漏斗，但用溫度計(jì)控制反應(yīng)溫度可用于制備可用于制備Cl2、HCl、C2H4、CO OHHCOHHCSOH2425242170CHCOOH CO +H2O濃濃H H2 2SOSO4 4常見干燥及凈化裝置常見干燥及凈化裝置: :雙通加熱管雙通加熱管干燥管干燥管洗氣瓶洗氣瓶 洗氣瓶洗氣瓶: :用于氣體除雜或干燥。用于

5、氣體除雜或干燥。常見除雜試劑有：常見除雜試劑有：濃濃H2SO4: :除去水蒸氣除去水蒸氣（也可除去（也可除去SOSO2 2混有的混有的SOSO3 3 ）。強(qiáng)堿溶液：如強(qiáng)堿溶液：如NaOHNaOH溶液可吸收酸性的氣體。溶液可吸收酸性的氣體。飽和的酸式鹽溶液，可將雜質(zhì)氣體吸收并轉(zhuǎn)化，如：飽和的酸式鹽溶液，可將雜質(zhì)氣體吸收并轉(zhuǎn)化，如： COCO2 2（HClHCl、SOSO2 2）-飽和飽和NaHCONaHCO3 3溶液溶液 SOSO2 2（HClHCl、SOSO3 3）-飽和飽和NaHSONaHSO3 3溶液溶液 H H2 2S S（HClHCl） -飽和飽和NaHSNaHS溶液溶液酸性酸性KMn

6、O4溶液：利用它的強(qiáng)氧化性，可以除去具有還原溶液：利用它的強(qiáng)氧化性，可以除去具有還原性的氣體，如除去混在性的氣體，如除去混在CO2氣體中的氣體中的SO2、H2S等。等。溴溴水：除去水：除去CH4氣體中混有的氣體中混有的C2H4、C2H2。CuSO4溶液：除去混在溶液：除去混在C2H4氣體中的氣體中的H2S 氣體。氣體。CCl4或苯等有機(jī)溶劑：利用溶解性的不同來除雜，如或苯等有機(jī)溶劑：利用溶解性的不同來除雜，如HBr中中混有的混有的Br2、苯蒸氣雜質(zhì)氣體。、苯蒸氣雜質(zhì)氣體。洗氣瓶洗氣瓶 常把無水常把無水CuSO4的白色固體裝入干燥管中，通過顏色變化的白色固體裝入干燥管中，通過顏色變化來檢驗(yàn)水蒸氣

7、的存在（但因其吸水率低不能作干燥劑）。來檢驗(yàn)水蒸氣的存在（但因其吸水率低不能作干燥劑）。 用用Na2O2固體也可將固體也可將CO2、H2O（氣）轉(zhuǎn)化為（氣）轉(zhuǎn)化為O2。 干燥管：一般裝入固體的干燥劑。干燥管：一般裝入固體的干燥劑。 常見的固體干燥劑有：常見的固體干燥劑有：如如P P2 2O O5 5、堿石灰、生石灰、固體、堿石灰、生石灰、固體NaOHNaOH、CaClCaCl2 2等等。干燥管干燥管酸性干燥劑酸性干燥劑: :如濃硫酸、五氧化二磷。如濃硫酸、五氧化二磷。 干燥酸性或中性的氣體。濃硫酸可以干燥干燥酸性或中性的氣體。濃硫酸可以干燥CO、NO氣體。氣體。堿性干燥劑堿性干燥劑: :如生石

8、灰、堿石灰、固體如生石灰、堿石灰、固體NaOHNaOH。 干燥堿性或中性的氣體。干燥堿性或中性的氣體。中性干燥劑中性干燥劑: :如無水氯化鈣，可干燥中性、酸性、堿性氣體。如無水氯化鈣，可干燥中性、酸性、堿性氣體。酸性氣體：酸性氣體：CO2、 Cl2 、 HCl、 SO2、 H2S 、NO2堿性氣體：堿性氣體：NH3中性氣體：中性氣體：N2、H2、O2、CH4注意：不能用注意：不能用CaCl2來干燥來干燥NH3（因生成（因生成 CaClCaCl2 28NH8NH3 3），）， 不能用不能用濃濃 H2SO4干燥干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。等。 雙通加熱管雙通加熱管: : 一般裝入固體除雜

9、劑，除雜試劑和混合氣一般裝入固體除雜劑，除雜試劑和混合氣體中的某一組分反應(yīng)。例如：用銅網(wǎng)除去混合氣體中體中的某一組分反應(yīng)。例如：用銅網(wǎng)除去混合氣體中O2。雙通加熱管雙通加熱管根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件的選擇根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件的選擇 （1 1）常溫反應(yīng)裝置）常溫反應(yīng)裝置（2 2）加熱反應(yīng)裝置）加熱反應(yīng)裝置（3 3）冷卻反應(yīng)裝置）冷卻反應(yīng)裝置（3 3）冷卻反應(yīng)裝置）冷卻反應(yīng)裝置根據(jù)氣體的溶解性或密度根據(jù)氣體的溶解性或密度 排空氣法排空氣法CO2、Cl2、HClH2、NH3排水法排水法( (或排飽和溶液法或排飽和溶液法) )Cl2:排飽和食鹽水排飽和食鹽水 CO2:排飽和排飽和NaHCO3溶

10、液溶液SO2:排飽和排飽和NaHSO3溶液溶液H2、O2、NO、C2H2、N2、CO注意：氣體恢復(fù)室溫后再讀數(shù)注意：氣體恢復(fù)室溫后再讀數(shù) 讀數(shù)時(shí)保證內(nèi)外液面相平讀數(shù)時(shí)保證內(nèi)外液面相平 （2 2）水溶解法）水溶解法 如如HCl、NH3等。等。（1 1）直接排放）直接排放 O2、N2、CO2 （3 3）堿液吸收法）堿液吸收法 如如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、 NO（O2）等。等。（4 4）可燃性氣體用燃燒法）可燃性氣體用燃燒法 如如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。等。（5 5）袋裝法）袋裝法 防倒吸防倒吸防倒吸裝置防倒吸裝置氣體溶于水，內(nèi)部氣壓變小，水在大氣作用下被吸入漏斗，

11、氣體溶于水，內(nèi)部氣壓變小，水在大氣作用下被吸入漏斗，使得液面與漏斗口脫離，水又回到燒杯使得液面與漏斗口脫離，水又回到燒杯ABCDE1 1、檢查氣體的純度、檢查氣體的純度 點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體（點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體（H H2 2、COCO、CHCH4 4、C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2等）的裝置前，必須檢查氣體的純度。等）的裝置前，必須檢查氣體的純度。如：如：H H2 2、COCO等氣體還原金屬氧化物時(shí)，應(yīng)先通入等氣體還原金屬氧化物時(shí)，應(yīng)先通入 氣體，將裝置內(nèi)的空氣排凈并驗(yàn)純后，再加氣體，將裝置內(nèi)的空氣排凈并驗(yàn)純后，再加 熱金屬氧化物。熱金屬氧化物。H H2 2純度檢

12、查文字描述純度檢查文字描述: : 用排水法（或向下排氣法）收集一試管氫氣，用排水法（或向下排氣法）收集一試管氫氣，用拇指堵住管口，移近火焰，沒有尖銳的爆鳴聲，用拇指堵住管口，移近火焰，沒有尖銳的爆鳴聲，表示氫氣純度合格，可以點(diǎn)燃和收集。表示氫氣純度合格，可以點(diǎn)燃和收集。二、注意的幾個(gè)問題二、注意的幾個(gè)問題2 2、加熱操作先后順序、加熱操作先后順序 若氣體產(chǎn)生需加熱，應(yīng)先用酒精燈加熱產(chǎn)生氣體的若氣體產(chǎn)生需加熱，應(yīng)先用酒精燈加熱產(chǎn)生氣體的裝置，等產(chǎn)生氣體后，再給實(shí)驗(yàn)需要加熱的固體物質(zhì)裝置，等產(chǎn)生氣體后，再給實(shí)驗(yàn)需要加熱的固體物質(zhì)加熱。加熱。如：用濃硫酸和甲酸共熱制如：用濃硫酸和甲酸共熱制COCO，

13、再用，再用COCO還原還原FeFe2 2O O3 3。首先點(diǎn)燃首先點(diǎn)燃COCO發(fā)生裝置的酒精燈，生成的發(fā)生裝置的酒精燈，生成的COCO趕走空趕走空氣后，再點(diǎn)燃?xì)夂?，再點(diǎn)燃FeFe2 2O O3 3的酒精燈，而熄滅酒精燈的順的酒精燈，而熄滅酒精燈的順序則相反。序則相反。3 3、安全裝置、安全裝置 防堵塞安全裝置：為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置（見恒壓式）；為防止粉末或糊狀物堵塞導(dǎo)氣管，可將棉花團(tuán)置于導(dǎo)管口處（見防阻式I、II）。恒壓式恒壓式液封裝置：為防止氣體從長頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一只小試管 a a 洗氣瓶的進(jìn)氣管應(yīng)洗氣瓶的進(jìn)氣管應(yīng)“長進(jìn)短出長

14、進(jìn)短出”； b b 干燥管應(yīng)大口方向進(jìn)氣，小口出氣干燥管應(yīng)大口方向進(jìn)氣，小口出氣 ； c c 量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)“短進(jìn)長出短進(jìn)長出”； d d 有易揮發(fā)液體反應(yīng)或生成時(shí)，要設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。有易揮發(fā)液體反應(yīng)或生成時(shí)，要設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。 裝置連接的原則裝置連接的原則4 4、連接及拆卸問題、連接及拆卸問題 裝配儀器時(shí)：從下向上；從左往右裝配儀器時(shí)：從下向上；從左往右 加入試劑時(shí)：先固后液加入試劑時(shí)：先固后液 ；實(shí)驗(yàn)開始時(shí)：先查儀器的氣密性，再加藥品，后點(diǎn)酒精燈；實(shí)驗(yàn)開始時(shí)：先查儀器的氣密性，再加藥品，后點(diǎn)酒精燈； 有些實(shí)驗(yàn)為防倒吸，往往最后停止加熱或最后停止通氣有些實(shí)驗(yàn)為防倒吸，往

15、往最后停止加熱或最后停止通氣 ；有些實(shí)驗(yàn)為防氧化往往最后停止通氣。有些實(shí)驗(yàn)為防氧化往往最后停止通氣。 儀器拆卸的一般過程：從右到左，自上而下，儀器拆卸的一般過程：從右到左，自上而下， 先拆主體，后拆部件。先拆主體，后拆部件。 裝置的氣密性檢查裝置的氣密性檢查-連接好裝置之后連接好裝置之后, ,加入藥品之前加入藥品之前標(biāo)準(zhǔn)檢查法（微熱法）標(biāo)準(zhǔn)檢查法（微熱法）描述描述: :（1 1）把導(dǎo)管一端浸入水中，把導(dǎo)管一端浸入水中，（2 2）用雙手捂住燒瓶或試管的外壁；）用雙手捂住燒瓶或試管的外壁；（3 3）導(dǎo)管口有氣泡冒出；）導(dǎo)管口有氣泡冒出；（4 4）松開手，導(dǎo)管形成一段水柱，說明不漏氣。）松開手，導(dǎo)管

16、形成一段水柱，說明不漏氣。（若裝置復(fù)雜，體溫達(dá)不到產(chǎn)生氣泡，改用酒精燈加熱）（若裝置復(fù)雜，體溫達(dá)不到產(chǎn)生氣泡，改用酒精燈加熱）5 5、裝置氣密性的檢查、裝置氣密性的檢查液封法液封法描述描述: :塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗中與試使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不變，說明裝置不漏氣管中的液面差保持不變，說明裝置不漏氣。啟普發(fā)生器的氣密性檢查啟普發(fā)生器的氣密性檢查 （液封法）（液封法）描述描述:（1 1）關(guān)閉導(dǎo)管，向球形漏斗中加入水，使漏斗的液面

17、高）關(guān)閉導(dǎo)管，向球形漏斗中加入水，使漏斗的液面高于容器的液面。于容器的液面。 （2 2）靜置片刻，液面不變（此時(shí)球形漏斗中的水面高度與）靜置片刻，液面不變（此時(shí)球形漏斗中的水面高度與容器下部半球內(nèi)的水面高度保持比較大的液面差），說明不容器下部半球內(nèi)的水面高度保持比較大的液面差），說明不漏氣。漏氣。思考：如何檢查該裝置的氣密性？思考：如何檢查該裝置的氣密性？答：連接好裝置，往瓶答：連接好裝置，往瓶B B、C C、D D中加水，點(diǎn)燃酒精燈，中加水，點(diǎn)燃酒精燈，加熱燒瓶一小會兒。在瓶加熱燒瓶一小會兒。在瓶B B、C C、D D中出現(xiàn)氣泡，熄滅中出現(xiàn)氣泡，熄滅酒精燈，瓶酒精燈，瓶B B、C C、D D

18、中導(dǎo)管液面上升。中導(dǎo)管液面上升。 方法：關(guān)閉方法：關(guān)閉K K，把干燥管下端深度浸入水中，使干燥管，把干燥管下端深度浸入水中，使干燥管內(nèi)液體面低于燒杯中水的液面，靜置一段時(shí)間，若液面內(nèi)液體面低于燒杯中水的液面，靜置一段時(shí)間，若液面差不變小，表明氣密性良好。差不變小，表明氣密性良好。方法：關(guān)閉導(dǎo)氣管活塞，從方法：關(guān)閉導(dǎo)氣管活塞，從U型管的一側(cè)注入水，型管的一側(cè)注入水，待待U型管兩側(cè)出現(xiàn)較大的高度差為止，型管兩側(cè)出現(xiàn)較大的高度差為止，靜置幾靜置幾分鐘，兩側(cè)高度差縮小的說明漏氣，不縮小的分鐘，兩側(cè)高度差縮小的說明漏氣，不縮小的說明不漏氣。說明不漏氣。1利用下列各組中的物質(zhì)作用制備和收集利用下列各組中的

19、物質(zhì)作用制備和收集 相應(yīng)氣體，能采用右圖實(shí)驗(yàn)裝置的是（相應(yīng)氣體，能采用右圖實(shí)驗(yàn)裝置的是（ ）濃氨水與固體濃氨水與固體NaOH 電石與水反應(yīng)電石與水反應(yīng)過氧化氫溶液與二氧化錳過氧化氫溶液與二氧化錳 稀硝酸與銅片稀硝酸與銅片鎂條與稀硫酸鎂條與稀硫酸 A僅僅 B僅僅C僅僅 D全部全部B練習(xí)：練習(xí)：abc2、用右圖裝置制取、提純并收集表中的四種氣體用右圖裝置制取、提純并收集表中的四種氣體 （a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑），其中表示相應(yīng)儀器中加入的試劑），其中 可行的是可行的是( )氣體氣體a ab bc cA ANONO2 2濃硝酸濃硝酸 銅片銅片NaOHNaOH溶液溶液B BSOSO2 2濃硫酸濃硫酸 CuCu酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液C CNHNH3 3濃氨水濃氨水 生石灰生石灰堿石灰堿石灰D DCOCO2 2稀鹽酸稀鹽酸 CaCOCaCO3 3濃硫酸濃硫酸D3、 已知已知KMnO4與濃與濃HCl在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生生Cl2。 若用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、若用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗(yàn)它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)干燥的氯氣，并試驗(yàn)它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是（不考慮單元裝置）（不考慮單元裝置）(