2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)-考點(diǎn)十五常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集

考點(diǎn)十五常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集1.氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路(1)檢查氣密性方法微熱法液差法氣壓法原理升高裝置中氣體的溫度，使氣體體積膨脹縮小裝置中氣體的體積，增大壓強(qiáng)封閉氣體壓強(qiáng)增大，使液滴不能滴下圖示具體操作塞緊橡膠塞，將導(dǎo)氣管末端伸入盛水的燒杯中，用手捂熱(或用酒精燈微熱)燒瓶塞緊橡膠塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡膠管部分，從長頸漏斗向試管中注水塞緊橡膠塞，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞，向燒瓶中加水現(xiàn)象說明燒杯中有氣泡產(chǎn)生，停止微熱，冷卻后導(dǎo)氣管末端形成一段水柱，且保持一段時(shí)間不下降停止加水后，長頸漏斗中的液面高于試管中的液面，且一段時(shí)間內(nèi)液面差不變一段時(shí)間后，液滴不能滴下(2)2.重要?dú)怏w的發(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eq\o(→,\s\up7(△))氣體發(fā)生裝置：制備氣體：O2、NH3、CH4等。(2)固體＋液體或液體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體發(fā)生裝置：制備氣體：Cl2、C2H4等。(3)固體＋液體(不加熱)→氣體發(fā)生裝置：制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學(xué)化學(xué)中常見的氣體。3.氣體制備裝置的改進(jìn)(1)改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時(shí)造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體。(2)“固體＋液體→氣體”裝置的創(chuàng)新(3)“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等，便于液體順利流下。4.氣體的除雜方法(1)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。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(jìn)行；④先除易除的雜質(zhì)氣體。(2)氣體干燥凈化裝置類型液態(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(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg等當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。5.氣體的收集方法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、NO、CO等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)H2、NH36.集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。裝置(Ⅱ)儲(chǔ)氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。7.尾氣處理的原因、方法及裝置(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。(2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施。(3)尾氣處理裝置(見下圖a、b、c)①實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置。②制取CO時(shí)，尾氣處理可采用a、c裝置。③制取H2時(shí)，尾氣處理可采用a、c裝置。【典例分析】1.（2019·新課標(biāo)Ⅰ卷）實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如圖所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是（）A．向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開KB．實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色C．裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫D．反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶，得到溴苯【答案】D【解析】A項(xiàng)、若關(guān)閉K時(shí)向燒瓶中加注液體，會(huì)使燒瓶中氣體壓強(qiáng)增大，苯和溴混合液不能順利流下。打開K，可以平衡氣壓，便于苯和溴混合液流下，故A正確；B項(xiàng)、裝置b中四氯化碳的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液體逐漸變?yōu)闇\紅色，故B正確；C項(xiàng)、裝置c中碳酸鈉溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的溴化氫氣體，故C正確；D項(xiàng)、反應(yīng)后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氫氧化鈉溶液洗滌，除去其中溶解的溴，振蕩、靜置，分層后分液，向有機(jī)層中加入適當(dāng)?shù)母稍飫?，然后蒸餾分離出沸點(diǎn)較低的苯，可以得到溴苯，不能用結(jié)晶法提純溴苯，故D錯(cuò)誤。故選D。2.（2021·福建省廈門市高三上學(xué)期第一次摸底）氯化鐵常用于污水處理等。該化合物是棕紅色固體，易潮解，100℃時(shí)易升華。實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無水氯化鐵，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.裝置Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為B.裝置Ⅱ洗氣瓶中加入飽和以除去中的少量HClC.裝置Ⅲ和裝置Ⅳ洗氣瓶中盛放的液體均為濃硫酸D.裝置V的作用是為了防止倒吸【答案】C【解析】A.裝置Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2OB.裝置Ⅱ洗氣瓶中加入飽和NaCl以除去Cl2中的少量HClC.裝置Ⅲ和裝置Ⅳ洗氣瓶中盛放的液體均為濃硫酸D.裝置V的作用是尾氣處理3.（2021·浙江省南通市四模）用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，合理的是（）A.圖①：驗(yàn)證的酸性強(qiáng)于 B.圖②：除去氣體中的HCl雜質(zhì)C.圖③：制取并收集乙酸乙酯 D.圖④：收集【答案】D【解析】圖①：驗(yàn)證的酸性強(qiáng)于，HCl是易揮發(fā)性酸，錯(cuò)誤圖②：除去氣體中的HCl雜質(zhì)，用飽和的NaHCO3溶液，錯(cuò)誤圖③：制取并收集乙酸乙酯，用飽和的Na2CO3溶液，錯(cuò)誤.圖④：收集，正確4.（2021·河南名校聯(lián)盟高三下學(xué)期開學(xué)考試）利用氧化制備的裝置如下圖所示(夾持裝置略）：已知：錳酸鉀（）在濃強(qiáng)堿溶液巾可穩(wěn)定存在，堿性減弱時(shí)易發(fā)生反應(yīng)：

下列說法不正確的()A.向儀器a中加入水，蓋好玻璃塞關(guān)閉止水夾打開儀器a玻璃旋塞向燒瓶滴加水，若水一段時(shí)間不能滴下，則氣密性