第三節(jié) 常見(jiàn)氣體的制備(常見(jiàn)氣體的制備)

第三節(jié)常見(jiàn)氣體的制備(2011·高考四川卷)下列實(shí)驗(yàn)“操作和現(xiàn)象”與“結(jié)論”對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是(

)體驗(yàn)高考操作和現(xiàn)象結(jié)論A向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4，在管口觀察到紅棕色氣體HNO3分解生成了NO2B向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加熱幾分鐘，冷卻后再加入新制Cu(OH)2濁液，加熱，沒(méi)有紅色沉淀生成淀粉沒(méi)有水解成葡萄糖C向無(wú)水乙醇中加入濃H2SO4，加熱至170℃，產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液，紫紅色褪去使溶液褪色的氣體只是乙烯D向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2，溶液變渾濁析出了NaHCO3D教材中幾種重要?dú)怏w的制備1．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法(1)反應(yīng)原理及發(fā)生裝置構(gòu)建雙基(2)收集方法：用___________________________。(3)驗(yàn)滿方法：用帶火星的木條放在集氣瓶瓶口。向上排空氣法或排水法2．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法向上排空氣法飽和NaHCO3溶液向下排空氣法或排水法3．實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的方法4．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的方法強(qiáng)堿溶液5．實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的方法堿石灰向下排空氣法濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙蘸有濃鹽酸的玻璃棒考點(diǎn)串講深度剖析考點(diǎn)1常見(jiàn)氣體的制備與收集1．氣體制備實(shí)驗(yàn)的操作順序(1)儀器安裝①由下到上如制氯氣的發(fā)生裝置安裝順序是：放鐵架臺(tái)→擺酒精燈→固定鐵圈→放置石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶。②從左到右如制氯氣：發(fā)生裝置→凈化裝置→收集裝置→吸收裝置。③先塞后定把帶導(dǎo)管的膠塞在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過(guò)猛而損壞儀器。(2)加試劑順序固體先放入，液體后滴加(即先固后液)。(3)其他操作順序先檢驗(yàn)氣密性，后裝入藥品(便于在裝置漏氣時(shí)進(jìn)行調(diào)整或更換儀器)，最后點(diǎn)燃酒精燈(所有準(zhǔn)備工作完畢后)；在連接導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出；量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長(zhǎng)出；干燥管應(yīng)大口進(jìn)，小口出。2．常見(jiàn)氣體制備的發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)室制備氣體發(fā)生裝置選擇的依據(jù)是反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件。反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)固、固加熱型O2、NH3等①試管要干燥②試管口略向下傾斜③加熱時(shí)先均勻加熱再固定加熱反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)固、液加熱型或液、液加熱型Cl2、HCl等①燒瓶加熱時(shí)要墊石棉網(wǎng)②反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)要加碎瓷片固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，要使漏斗下端插入液面以下②啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體的反應(yīng)，且氣體難溶于水③使用分液漏斗既可以增強(qiáng)氣密性，又可控制液體流速3.氣體的收集方法確定氣體的收集方法時(shí)要考慮氣體的密度、溶解性、穩(wěn)定性.(1)常用的收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應(yīng)或難溶于水收集的氣體密度比空氣大，與空氣密度相差較大，且不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)收集的氣體密度比空氣小，與空氣密度相差較大，且不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集裝置適用的氣體CH4H2、O2、NO、Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3、CH4(2)其他收集方法Cl2：排飽和食鹽水法；SO2：排飽和亞硫酸氫鈉溶液法；CO2：排飽和碳酸氫鈉溶液法。4．檢驗(yàn)氣密性(1)微熱法：用手捂或酒精燈微熱，導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，停止微熱后導(dǎo)管中回升一段水柱，說(shuō)明氣密性良好。(2)液差法：夾緊彈簧夾，從長(zhǎng)頸漏斗中加水，至長(zhǎng)頸漏斗中液面高于錐形瓶中液面，停止加水，液面高度不變，說(shuō)明氣密性良好。特別提醒：(1)制備同種氣體時(shí)，要注意原理不同選擇的裝置也不同，如制備氧氣，用高錳酸鉀分解，選固—固加熱裝置；用雙氧水在二氧化錳作用下分解，選擇固—液不加熱裝置。(2)進(jìn)行氣體制備時(shí)，不要忘記對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)首先對(duì)裝置密封，如關(guān)閉活塞、塞緊瓶塞，把導(dǎo)管插入到水中進(jìn)行水封等。(3)排空氣法收集氣體時(shí)，除了考慮氣體的密度大小外，還要考慮是否與空氣反應(yīng)，如NO能被氧氣氧化，不能用排空氣法收集。即時(shí)應(yīng)用1．(2013·長(zhǎng)沙模擬)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實(shí)驗(yàn)室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是________；檢查C裝置氣密性的操作方法是_______________________________________________。(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無(wú)關(guān)的是________(填序號(hào)，下同)。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤是否與氧氣反應(yīng)(3)下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是____________。(4)若用A裝置與D裝置相連制取收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________；①CO2

②NO

③Cl2

④H2其中在D裝置中連接小燒杯的目的是___________________________________________________。答案：(1)濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)連接一根導(dǎo)管，將導(dǎo)管通入水槽中，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開(kāi)手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，說(shuō)明C裝置氣密性良好(2)②④

(3)b、c

(4)③吸收尾氣，防止污染空氣2．據(jù)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置回答問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取比較干燥的氧氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為_(kāi)_______。(2)實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制取并收集較純的氧氣時(shí)應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________，收集裝置為_(kāi)_______。(3)實(shí)驗(yàn)室用氯化銨與熟石灰兩種固體加熱制取氨氣，氨氣的密度比空氣的小，極易溶于水。推斷：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置為_(kāi)_______，收集裝置為_(kāi)_______。(4)利用廢棄的可樂(lè)瓶和底部有小孔的試管(試管小孔處事先放有一縫隙很小的銅網(wǎng))組成制取氧氣的裝置(如圖所示)。該裝置中A中應(yīng)盛放_(tái)_______，B中應(yīng)放進(jìn)________，若使正在發(fā)生的反應(yīng)停止，可以通過(guò)操作________來(lái)實(shí)現(xiàn)。答案：(1)A

D

(2)B

C

(3)A

E(4)H2O2溶液MnO2顆粒將試管提出液面考點(diǎn)2氣體的凈化、尾氣的處理1．氣體的凈化(1)氣體的凈化原則不減少被凈化氣體的量，不引入新的雜質(zhì)，操作簡(jiǎn)單，易于分離。(2)氣體的凈化裝置與方法①易溶于水或能與水反應(yīng)不生成其他氣體的雜質(zhì)用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)氣體，下同)，可將混合氣體通過(guò)盛水的a裝置來(lái)除去雜質(zhì)氣體。②酸性雜質(zhì)用堿性吸收劑、堿性雜質(zhì)用酸性吸收劑來(lái)吸收。如CO(CO2)，可將混合氣體通過(guò)盛NaOH溶液的a裝置，也可用盛堿石灰的b裝置或c裝置或d裝置來(lái)除去雜質(zhì)。③還原性雜質(zhì)，可用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)來(lái)吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)，可用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)來(lái)吸收。例如CO2(CO)，可將混合氣體通過(guò)盛灼熱CuO的e裝置來(lái)除去雜質(zhì)。④選用能與氣體中雜質(zhì)反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑作吸收劑來(lái)除去雜質(zhì)。如O2(H2S)，可將混合氣體通過(guò)盛有CuSO4溶液的a裝置除去雜質(zhì)。(3)氣體的干燥常用干燥劑濃硫酸無(wú)水氯化鈣堿石灰狀態(tài)及性質(zhì)液體，酸性，強(qiáng)氧化性固體，中性固體，堿性可干燥的氣體H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、N2、CH4、NH3不可干燥的氣體NH3、HBr、HI、H2SNH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl、H2S2．尾氣處理(1)尾氣處理原則選擇合適的方法把有毒、有害的氣體，變成無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的物質(zhì)。(2)常見(jiàn)裝置①吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2、SO2等)用圖A裝置。②吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用圖B、C裝置。③CO等氣體可用點(diǎn)燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去，如圖D、E。特別提醒：(1)對(duì)氣體提純時(shí)若用溶液做除雜質(zhì)的試劑，要注意溶液中含水應(yīng)先除雜質(zhì)后干燥；用加熱除去雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)先干燥后加熱。(2)氣體凈化時(shí)，除考慮除去雜質(zhì)外，最好是把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成要提純的物質(zhì)，如用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HCl。(3)若制備的物質(zhì)易潮解時(shí)(如FeCl3、AlCl3等)，不要忽視空氣中水蒸氣的影響,應(yīng)在制備裝置后連接一個(gè)干燥裝置,如圖甲。(4)尾氣處理時(shí)要注意裝置應(yīng)與大氣相通，如圖乙裝置就不能作為尾氣處理裝置。學(xué)科規(guī)律方法提升3．實(shí)驗(yàn)裝置總思路4．信息類物質(zhì)制備思考方法：(1)瀏覽全題，確定目的；(2)注意表格信息及后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息，并在分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用；(3)分析并思考從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)行的反應(yīng)，利用的反應(yīng)原理，目標(biāo)產(chǎn)物與副產(chǎn)物的關(guān)系等。例2(2)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，100℃開(kāi)始分解；Mn(OH)2開(kāi)始沉淀的pH＝7.7。請(qǐng)補(bǔ)充由(1)制得的MnSO4溶液制備高純MnCO3的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]：①__________________________________________________；②__________________________________________________；③__________________________________________________；④__________________________________________________；⑤低于100℃干燥。真題集訓(xùn)把脈高考1．(2010·高考上海卷節(jié)選)CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：(1)用濃鹽酸配制1∶1(體積比)的稀鹽酸(約6mol·L－1)，應(yīng)選用的儀器是________。a．燒杯

b．玻璃棒c．量筒

d．容量瓶(2)上述裝置中，A是________溶液，NaHCO3溶液可以吸收____________。(3)上述裝置中，B物質(zhì)是________。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的氣體測(cè)定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測(cè)定結(jié)果______(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。答案：(1)a、b、c

(2)CuSO4或酸性KMnO4

HCl氣體或酸性氣體(3)無(wú)水CaCl2偏低3．(2011·高考大綱全國(guó)卷)請(qǐng)回答下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問(wèn)題。(1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡(jiǎn)易裝置。裝置B、C、D的作用分別是B__________________________________________________；C__________________________________________________；D__________________________________________________。(2)在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量NO氣體。①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置是________(填序號(hào))；②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)：③簡(jiǎn)單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象______________________________