气体的实验室制备净化和收集Word文档下载推荐.docx

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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先除易除的杂质气体。

（2）气体干燥净化装置

类型

液态干燥剂

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等

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。

5．气体的收集方法

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、NO、CO等

排空气法

向上排空气法

密度大于空气且不与空气中的成分反应

Cl2、SO2、NO2、CO2

向下排空气法

密度小于空气且不与空气中的成分反应

H2、NH3

6.集气装置的创新——排液集气装置

装置（Ⅰ）从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。

若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。

①饱和食盐水——收集Cl2。

②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。

③饱和NaHS溶液——收集H2S。

④四氯化碳——收集HCl或NH3。

装置（Ⅱ）储气式集气。

气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体。

7．尾气处理的原因、方法及装置

（1）原因：

有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。

（2）处理方法：

一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。

（3）尾气处理装置（见下图a、b、c）

①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。

②制取CO时，尾气处理可采用ac装置。

③制取H2时，尾气处理可采用ac装置。

题组一　气体的制备与性质探究

1．（2017·

临沂市高三上学期期中考试）用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是（　　）

实验

试剂甲

试剂乙

试剂丙

丙中的现象

A

稀盐酸

CaCO3

Na2SiO3溶液

有白色沉淀生成

B

浓硫酸

Na2SO3

BaCl2溶液

C

过氧化氢

MnO2

酸性KI淀粉溶液

溶液变为蓝色

D

浓盐酸

KMnO4

Na2S溶液

有淡黄色沉淀生成

答案　B

解析　A项，盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；

B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡不反应，错误；

C项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，正确；

D项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质S，产生淡黄色沉淀，正确。

2．（2018·

曲阜市高三检测）用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是（　　）

选项

实验目的

试剂a

试剂b

试剂c

验证非金属性：

S>

C>

Si

稀硫酸

Na2CO3

制备纯净的氯气

饱和食盐水

检验溶液X中含有CO

盐酸

溶液X

澄清石灰水

除去Na2SO3中的Na2SO4

氯水

混合物

NaOH溶液

答案　A

解析　A项，装置b中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置c中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即S>

Si，正确；

B项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的HCl，从装置c中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；

C项，装置b中加入盐酸，出现能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明X中含有CO

，可能含有HCO

或SO

或HSO

，错误；

D项，氯水具有强氧化性，能把SO

氧化成SO

，不能达到实验目的，错误。

3．（2017·

湖北省部分重点高中协作体高三上学期联考）利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是（　　）

①

②

③

实验结论

KMnO4溶液褪色

SO2有漂白性

FeBr2溶液变为黄色

氧化性：

Cl2>

Br2

碳酸钠

CaCl2溶液无明显变化

CO2不与CaCl2反应

蔗糖

溴水褪色

浓硫酸具有脱水性、吸水性

答案　C

解析　A项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，错误；

B项，氯气通入溴化亚铁溶液先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，错误；

C项，碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，正确；

D项，溴水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，错误。

4．（2017·

江西省临川区第一中学高三上学期期中考试）用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是（　　）

①中试剂

①中现象

解释

品红溶液

溶液褪色

SO2具有漂白性

产生胶体沉淀

酸性：

H2SO3>

H2SiO3

Ba（NO3）2溶液

生成白色沉淀

SO

与Ba2＋生成白色BaSO3沉淀

酸性KMnO4溶液

紫色褪去

SO2具有还原性

解析　Cu和浓硫酸发生反应Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

A项，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，正确；

B项，通入SO2后产生胶体沉淀，说明产生H2SiO3，即H2SO3酸性强于H2SiO3，正确；

C项，SO2溶于水，溶液显酸性，NO

在酸性条件下具有强氧化性，能把H2SO3或SO

，因此沉淀是BaSO4，错误；

D项，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，说明SO2具有还原性，正确。

题组二　高考新题型——和气体制备有关的仪器连接分析

5．（2017·

全国卷Ⅰ，10）实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示（Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气）。

下列说法正确的是（　　）

A．①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液

B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度

C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热

D．装置Q（启普发生器）也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气

解析　A项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；

B项，先通H2以排除空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；

C项，若先停止通H2，空气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；

D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。

6．（2018·

海南省海南中学高三月考）用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m（H）∶m（O）>

1∶8。

下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是（　　）

A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置

B．Ⅲ装置之后缺少干燥装置

C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝

D．CuO没有全部被还原

答案　D

解析　用H2还原CuO时，装置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水，而装置Ⅱ中玻璃管通H2前后的质量差为反应时消耗CuO中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而m（水）－m（氧）＝m（氢）。

当Zn和稀硫酸反应产生的H2不干燥[m（水）偏大]，装置Ⅲ后不加干燥装置，使Ⅲ中CaCl2吸收空气中的水分[m（水）偏大]，Ⅱ中玻璃管内有水冷凝[m（氧）偏小]，都会造成测得m（H）∶m（O）>

H2O的组成与CuO是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。

7．（2017·

河北省武邑中学高三上学期期中考试）Cl2O是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。

一种制取Cl2O的装置如图所示，加热装置和夹持仪器已略。

已知：

Cl2O的熔点为－116℃，沸点为3.8℃；

Cl2的沸点为－34.6℃；

HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。

A．装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水

B．通干燥空气的目的是作氧化剂

C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O

D．装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸

解析　A项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误；

B项，通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置，错误；

C项，从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2，错误；

D项，装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。

题组三　仪器连接专练

8．将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×

105Pa）的体积。

某同学拟选用如图实验装置完成实验：

最简易的装置其连接顺序：

A接（______）（________）接（________）（________）接（________）（填接口字母，可不填满）。

答案　E　D　G

9．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。

制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：

上述仪器的连接顺序：

e接________，________接________，________接________，________接________（按气流方向，用小写字母表示）。

答案　d　c　a　b　i　h　g

10．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。

现用下图所示装置（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

①NO＋NO2＋2OH－===2NO

＋H2O

②气体液化的温度：

NO2（21℃）、NO（－152℃）

（1）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是_______________________________

________________________________________________________________________。

（2）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序（从左向右连接）：

A→________；

组装好仪器后，接下来进行的操作是_______________________________________________。

答案　

（1）排出装置中的空气，防止干扰NO的检验

（2）CEDB　检查装置的气密性

解析　

（1）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排出装置中的空气，防止干扰NO的检验，否则会影响NO和NO2的检验。

A是发生装置，C是干燥除去水。

因为NO2更易液化，先分离NO2，所以接E冷却二氧化氮，NO2分离后再检验NO，再接D通氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明是NO，B是尾气处理；

吸收反应后剩余的NO和NO2的混合气体，防止污染空气。

装置的连接为A→C→E→D→B；

有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。

11．利用如图装置，进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。

a中试剂是浓氨水。

（1）仪器a的名称为________，仪器b中装入的试剂可以是____________。

（2）按气流方向正确的装置连接顺序为________（填字母，装置可重复使用）。

答案　

（1）分液漏斗　NaOH或生石灰或碱石灰

（2）BDADC

解析　

（1）仪器a的名称为分液漏斗，仪器b中装入的试剂可以是NaOH或生石灰或碱石灰。

（2）该实验在B处产生氨，通过D干燥氨，在A处NH3与MxOy反应，生成的水在D处被吸收，残留氨被C吸收，所以按气流方向正确的装置连接顺序为BDADC。