复习专题高中化学气体的实验室制备净化和收集.docx
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复习专题高中化学气体的实验室制备净化和收集
复习专题：
气体的实验室制备、净化和收集
1．气体制备实验的基本过程
（1气体制备实验装置一般包含以下几部分
尾气处
理装置
―→―→―→
（2气体制备的一般实验操作步骤
①组装（从下到上，从左到右；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。
2．气体发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：
（1固体＋固体气体
发生装置：
制备气体：
O2、NH3、CH4等
注意事项：
①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管破裂。
②铁夹应夹在距试管口1/3处。
③固体药品应平铺在试管底部。
④胶塞上的导管伸入试管里面不能过长，否则会影响气体导出。
⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。
（2固体＋液体或液体＋液体气体
发生装置：
制备气体：
Cl2、C2H4等
注意事项：
①烧瓶应固定在铁架台上。
②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。
③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。
④对烧瓶加热时要垫上石棉网。
（3固体＋液体（不加热―→气体
发生装置：
制备气体：
H2、CO2、NO2、SO2、NO等
注意事项：
①块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。
②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法使用。
③加入块状固体药品的大小要适宜。
④加入液体的量要适当。
⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。
⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度。
3．气体的除杂方法
除杂试剂选择的依据：
主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。
除杂原则：
（1不损失主体气体，（2不引入新的杂质气体，（3在密闭装置内进行，（4先除易除的气体。
一般可从以下几个方面考虑：
①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。
【例1】 为下列各组气体选择合适的除杂试剂（括号内为杂质气体
（1含有HCl杂质的气体
①CO2（HCl：
_______________________________________________________________；
②SO2（HCl：
_______________________________________________________________
③Cl2（HCl：
________________________________________________________________
（2中性气体中含有酸性杂质气体
①O2（Cl2：
__________________________________________________________________；
②CO（CO2：
________________________________________________________________
③NO（NO2：
________________________________________________________________；
（3酸性气体中含有其他酸性杂质气体
CO2（SO2：
__________________________________________________________________；
（4含有O2杂质的气体
①CO2（O2：
________________________________________________________________；
②N2（O2：
_________________________________________________________________。
（5HCl（Cl2：
_______________________________________________________________。
4．气体净化与干燥的先后顺序
（1若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。
其原因是：
气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气，干燥剂可除去水蒸气。
如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2，欲制得干燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。
（2若采用加热除杂，则一般是干燥在前。
如N2中混有O2、CO2、H2O（g，可先将混合气体通过碱石灰，除去CO2和H2O（g，再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯净的N2。
若将混合气体先通过灼热的铜网，因气体中混有水蒸气，易使硬质玻璃管破裂。
【例2】 为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入（
①饱和NaHCO3溶液；无水CaCl2固体
②饱和NaHCO3溶液；浓硫酸
③浓硫酸；饱和NaHCO3溶液
④饱和Na2CO3溶液；稀硫酸
A．①②B．③④C．①③D．②④
5．气体的干燥
（1选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。
一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。
思考：
下列气体中不能被浓H2SO4干燥的是哪些？
为什么？
NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2
提示 NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为强还原性而不能被浓H2SO4干燥。
②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。
碱性干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。
③中性干燥剂，如无水CaCl2。
无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。
（2气体干燥净化装置
液态干燥剂
固态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
常见干燥剂
浓H2SO4（酸性、强氧化性
无水氯化钙（中性
碱石灰（碱性
除杂试剂Cu、CuO、Mg
当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉或Mg粉。
6．气体的收集
收集方法
收集气体的类型
收集装置
可收集的气体（举例
排水法
难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体
O2、H2、Cl2（饱和NaCl溶液、NO、CO2（饱和NaHCO3溶液、CO
排空气法
向上排空气法
密度比空气大
Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法
密度小于空气
H2、NH3
7.尾气的吸收
（1用水吸收的是：
HCl、NH3（注意防倒吸。
（2用烧碱溶液吸收的是：
Cl2、SO2、NO2、H2S等。
（3用燃烧的酒精灯可点燃除去的是：
CO。
1．如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是（
A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色
B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C中溶液变浑浊
C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D．若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色
2．拟用下图装置制取表中的四种干燥纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置已略去，必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂。
气体
a
b
c
d
C2H4
乙醇
浓H2SO4
NaOH溶液
浓H2SO
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
浓H2SO4
NH3
饱和NH4Cl溶液
消石灰
H2O
固体NaOH
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
P2O5
（1上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是____________________________________。
（2指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满。
①气体________，理由是_____________________________________________________。
②气体________，理由是______________________________________________________。
③气体________，理由是______________________________________________________。
④气体________，理由是______________________________________________________。
3．某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。
其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题：
（1装置F中发生反应的离子方程式：
____________________________________________。
（2装置A中的烧瓶内固体可选用 （选填以下选项的代号。
A．碱石灰 B．生石灰 C．二氧化硅 D．五氧化二磷
E．烧碱
（3虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：
B ，D_________________________________________________________，
E 。
（均填编号
（4氯气和氨气在常温下相混就会反应生成氯化铵和氮气，装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计实验方案鉴定该固体就是氯化铵：
__________________________。
（5从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？
_________。
答案
【例1】 （1①饱和NaHCO3溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和食盐水
（2①NaOH溶液 ②NaOH溶液 ③H2O
（3饱和NaHCO3溶液或酸性高锰酸钾溶液
（4①灼热Cu ②灼热Cu
（5CCl4
【例2】 A
专题集训·能力提升
1．B
2．（1NO
（2①C2H4 装置中没有温度计，无法控制反应温度 ②Cl2 反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了 ③NH3 反应生成的NH3被c中的H2O吸收了
3．（1MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2A、B、E （3Ⅰ Ⅱ Ⅲ
（4取一定量该固体加水溶解，将该溶液分成两份于试管中，向其中一份中加入NaOH溶液，加热，生成的气体能使红色石蕊试纸变红，说明含NH＋4；向另一份溶液中加入HNO3酸化，然后加入AgNO3，出现白色沉淀，说明含Cl－；通过上述现象即可证明该固体是氯化铵
（5将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中
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