專題六氣體的實驗室制備與凈化收集

1、專題六 氣體的實驗室制備、凈化和收集1氣體制備實驗的基本過程(1)氣體制備實驗裝置一般包含以下幾部分尾氣處理裝置(2)氣體制備的一般實驗操作步驟組裝(從下到上，從左到右)；檢驗裝置的氣密性；加入藥品；排盡裝置內(nèi)的空氣； 驗純； 反應(yīng)； 拆除裝置（順序與組裝相反）。2氣體發(fā)生裝置依據(jù)制備氣體所需的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類：(1) 固體固體氣體 制備氣體：O2、NH3、CH4等 發(fā)生裝置：見右圖注意事項：試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止產(chǎn)生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流，而使試管破裂。 鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處。 固體藥品應(yīng)平鋪在試管底部。膠塞上的導管伸入試管里面不能過長，否則

2、會影響氣體導出。如用排水集氣法收集氣體，當停止制氣時，應(yīng)先從水槽中把導管撤出，然后再撤走酒精燈，防止水倒吸。(2)固體液體或液體液體氣體制備氣體：Cl2、C2H4等發(fā)生裝置：（見右圖） 注意事項：燒瓶應(yīng)固定在鐵架臺上。先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。分液漏斗應(yīng)蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔。對燒瓶加熱時要墊上石棉網(wǎng)。(3)固體液體(不加熱)氣體制備氣體：H2、CO2、NO2、SO2、NO等發(fā)生裝置：（見右圖） 注意事項：塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體，可用啟普發(fā)生器制備，當制取氣體的量不多時，也可采用簡易裝置。簡易裝置中長頸漏斗的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到

3、液封作用而無法使用。加入塊狀固體藥品的大小要適宜。加入液體的量要適當。最初使用時應(yīng)待容器內(nèi)原有的空氣排凈后，再收集氣體。在導管口點燃氫氣或其他可燃性氣體時，必須先檢驗純度。3氣體的除雜方法除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性、可燃性。除雜原則：(1)不損失主體氣體，(2)不引入新的雜質(zhì)氣體，(3)在密閉裝置內(nèi)進行，(4)先除易除的氣體。一般可從以下幾個方面考慮：易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；水分可用干燥劑吸收；能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀或可溶性的物質(zhì)，也可用作吸收劑?！纠?】為下列各組氣體選擇合適的除雜試

4、劑(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體)(1)含有HCl雜質(zhì)的氣體CO2(HCl)：_SO2(HCl)：_Cl2(HCl)：_ (2)中性氣體中含有酸性雜質(zhì)氣體O2(Cl2)：_ _CO(CO2)：_NO(NO2)：_(3)酸性氣體中含有其他酸性雜質(zhì)氣體CO2(SO2)：_；(4)含有O2雜質(zhì)的氣體CO2(O2)：_N2(O2)：_ (5)HCl(Cl2)：_4氣體凈化與干燥的先后順序(1)若采用溶液除雜，應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過程中會從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，欲制得干燥、純凈的CO2，可先將產(chǎn)生的氣體通過飽和NaHCO3溶液，除去

5、混入其中的HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。(2)若采用加熱除雜，則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先將混合氣體通過堿石灰，除去CO2和H2O(g)，再將從干燥管中導出的氣體通過裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管，除去O2，即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網(wǎng)，因氣體中混有水蒸氣，易使硬質(zhì)玻璃管破裂?！纠?】為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先后通過裝有下列物質(zhì)的兩個吸收裝置，兩個裝置中應(yīng)依次裝入(雙選) ()A飽和NaHCO3溶液；無水CaCl2固體B飽和NaHCO3溶液；濃硫酸C濃硫酸；飽和NaHCO3溶液D飽和Na2CO3溶液；稀硫

6、酸5氣體的干燥(1)選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣體發(fā)生反應(yīng)。酸性干燥劑，如濃H2SO4、P2O5、硅膠等。一般用來干燥酸性或中性氣體，而不能用來干燥堿性氣體。濃H2SO4不能干燥NH3、H2S、HBr HI 等氣體堿性干燥劑，如生石灰、固體NaOH、堿石灰等。堿性干燥劑不能干燥酸性氣體，如堿石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。中性干燥劑，如無水CaCl2。無水CaCl2呈中性，對各類氣體一般均可干燥，但NH3能與其發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能使用，其反應(yīng)方程式為CaCl28NH3=CaCl28NH3。(2) 氣體干燥凈化裝置液態(tài)干燥劑固態(tài)

7、干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置常見干燥劑濃H2SO4(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg當CO2中混有O2雜質(zhì)時，應(yīng)選用上述中的裝置除O2，除雜試劑是Cu粉或Mg粉。6氣體的收集收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)排水法難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO排空氣法向上排空氣法密度比空氣大Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣H2、NH37. 尾氣的吸收(1)用水吸收的是：HCl、NH3(注意防倒吸)。(2)用燒堿溶液吸收的是：Cl2、SO2、

8、NO2、H2S等。(3)用燃燒的酒精燈可點燃除去的是：CO。例3如圖裝置，將溶液A逐滴加入固體B中，下列敘述正確的是()A若A為濃鹽酸，B為MnO2，C中盛品紅溶液，則C中溶液褪色B若A為醋酸，B為貝殼，C中盛過量澄清石灰水，則C中溶液變渾濁C若A為濃氨水，B為生石灰，C中盛AlCl3溶液，則C中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解D若A為濃硫酸，B為Na2SO3固體，C中盛石蕊試液，則C中溶液先變紅后褪色2擬用下圖裝置制取表中的四種干燥純凈的氣體(圖中鐵架臺、鐵夾、加熱及氣體收集裝置已略去，必要時可以加熱；a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)。氣體abcdC2H4乙醇濃H2SO4NaOH溶液濃H2

9、SOCl2濃鹽酸MnO2NaOH溶液濃H2SO4NH3飽和NH4Cl溶液消石灰H2O固體NaOHNO稀HNO3銅屑H2OP2O5 (1)上述方法中可以得到干燥、純凈的氣體是_。(2)指出不能用上述方法制取的氣體，并說明理由(可以不填滿)。氣體_，理由是_。氣體_，理由是_。氣體_，理由是_。氣體_，理由是_。3某學生利用以下裝置探究氯氣與氨氣之間的反應(yīng)。其中A、F分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置，C為純凈干燥的氯氣與氨氣反應(yīng)的裝置。請回答下列問題：(1)裝置F中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)裝置A中的燒瓶內(nèi)固體可選用_(選填以下選項的代號)。A堿石灰B生石灰C二氧化硅D五氧化二磷 E燒堿(3)虛線

10、框內(nèi)應(yīng)添加必要的除雜裝置，請從上圖的備選裝置中選擇，并將編號填入下列空格：B，D_，E。(均填編號)(4)氯氣和氨氣在常溫下相混就會反應(yīng)生成氯化銨和氮氣，裝置C內(nèi)出現(xiàn)濃厚的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié)，請設(shè)計實驗方案鑒定該固體就是氯化銨：_。(5)從裝置C的出氣管口處逸出的尾氣可能含有污染環(huán)境的氣體，如何處理？_。專題六答案【例1】(1)飽和NaHCO3溶液飽和NaHSO3溶液飽和食鹽水(2)NaOH溶液NaOH溶液H2O(3)飽和NaHCO3溶液或酸性高錳酸鉀溶液(4)灼熱Cu灼熱Cu(5)CCl4【例2】AB專題集訓能力提升1B2(1)NO(2)C2H4裝置中沒有溫度計，無法控制反應(yīng)溫度Cl2反應(yīng)生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了NH3反應(yīng)生成的NH3被c中的H2O吸收了3(1)MnO24H2ClMn2Cl2