第四章常見的非金屬及其化合物專題講座三氣體的實驗室制備、凈化和收集(23張)

專題講座三氣體的實驗室制備、凈化和收集1．氣體制備實驗的基本過程略(1)氣體制備實驗裝置一般包含以下幾部分(2)氣體制備的一般實驗操作步驟①組裝(從下到上，從左到右)；②檢驗裝置的氣密性；③加入藥品；④排盡裝置內(nèi)的空氣；⑤驗純；⑥反應(yīng)；⑦拆除裝置。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：發(fā)生裝置制備氣體：注意事項：O2、NH3、CH4等⑤如用排水集氣法收集氣體，當(dāng)停止制氣時，應(yīng)先從水槽中把導(dǎo)管撤出，然后再撤走酒精燈，防止水倒吸。①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。②鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處。③固體藥品應(yīng)平鋪在試管底部。④膠塞上的導(dǎo)管伸入試管內(nèi)不能過長，否則會影響氣體導(dǎo)出。發(fā)生裝置制備氣體：注意事項：Cl2、C2H4等③分液漏斗應(yīng)蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對準(zhǔn)分液漏斗頸部的小孔。①燒瓶應(yīng)固定在鐵架臺上。②先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。④對燒瓶加熱時要墊上石棉網(wǎng)。(3)固體＋液體(不加熱)―→氣體發(fā)生裝置制備氣體：注意事項：H2、CO2、NO2、SO2、NO等⑥在導(dǎo)管口點燃氫氣或其他可燃性氣體時，必須先檢驗純度。①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(dāng)制取氣體的量不多時，也可采用簡易裝置。②簡易裝置中長頸漏斗的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到液封作用而無法使用。③加入塊狀固體藥品的大小要適宜。④加入液體的量要適當(dāng)。⑤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。3．氣體的除雜方法①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑吸收；⑤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。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：【例1】為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體)(1)含有HCl雜質(zhì)的氣體①CO2(HCl)：________________________；②SO2(HCl)：_________________________；③Cl2(HCl)：__________________________。(2)中性氣體中含有酸性雜質(zhì)氣體①O2(Cl2)：___________________________；②CO(CO2)：______________；③NO(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①CO2(O2)：________________；②N2(O2)：__________________。(5)HCl(Cl2)：____________。CCl4飽和NaHCO3溶液飽和NaHSO3溶液飽和食鹽水NaOH溶液NaOH溶液H2O飽和NaHCO3溶液或酸性高錳酸鉀溶液灼熱Cu灼熱Cu4．氣體凈化與干燥的先后順序解析用大理石和鹽酸反應(yīng)制得的CO2中，含有少量HCl，可用飽和NaHCO3溶液除去；干燥CO2可用濃硫酸或無水CaCl2固體作干燥劑。注意：應(yīng)先凈化，后干燥。A5．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)。①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。思考：下列氣體中不能被濃H2SO4干燥的是哪些？為什么？NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2答案

NH3因為顯堿性而不能被濃H2SO4干燥，H2S因為有強還原性而不能被濃H2SO4干燥。②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。③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CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置ⅠⅡⅢⅣ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(2)氣體干燥凈化裝置當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時，應(yīng)選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉或Mg粉。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大于空氣Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣H2、NH36．氣體的收集7．尾氣的吸收(2)用燒堿溶液吸收的是Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3)用燃燒的酒精燈點燃可除去的是CO。(1)用水吸收的是HCl、NH3(注意防倒吸)。123專題·集訓(xùn)451．下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是 ()D12345解析濃鹽酸和MnO2在加熱時才能反應(yīng)，A錯；B12345Al(OH)3不能溶于弱堿(氨水)，C錯；SO2只能使紫色石蕊試液變紅，D錯。1234512345答案C4．表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是 ()編號氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BSO270%濃H2SO4Na2SO3固體98%濃H2SO4CNO稀HNO3銅屑H2ODNO2濃HNO3銅屑NaOH溶液12345解析選項A，因NH3的密度比空氣的小，不能用圖示裝置收集；12345選項B，Na2SO3與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，SO2中所含的H2O雜質(zhì)用98%濃H2SO4除去，收集裝置合理；選項C，不能用圖示裝置收集NO；選項D，NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2。答案B12345(1)如果所制氣體流向為從左向右時，上述組裝的實驗裝置從左向右的連接順序(填儀器序號)是______→______→______→______→______。(2)正確的操作第一步應(yīng)是______________________________；最后一步應(yīng)是熄滅________處的酒精燈