【步步高】2011高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 實驗探究 氣體的實驗室制法課件 人教大綱版

1、1.氣體制備實驗的基本過程 （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 組裝（從下到上，從左到右）；檢驗裝置的 氣密性；加入藥品；排盡裝置內(nèi)的空氣； 驗純；反應(yīng)；拆除裝置。,實驗探究,氣體的實驗室制法,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：,3.常見氣體的實驗室制備原理、收集方法和操作注意事項,特別提醒 制備氣體反應(yīng)的選擇原則： 一種氣體可以由多種反應(yīng)制得，但只有部分反應(yīng)適 用于實驗室制備，這些反應(yīng)一般應(yīng)符合以下幾個條 件：（1）反應(yīng)物容易獲得；（2）反應(yīng)條件容易達 到；（3）反應(yīng)容易控制；（4）生成的氣體容

2、易分 離。,4.氣體的除雜方法 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： 易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；酸性雜質(zhì)可用堿性 物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；水分 可用干燥劑吸收；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。,（1）含有HCl雜質(zhì)的氣體 CO2（HCl）:飽和NaHCO3溶液；SO2（HCl）:飽和 NaHSO3溶液；H2S（HCl）:飽和NaHS溶液； Cl2(HCl):水或飽和食

3、鹽水；H2（HCl）:水。 （2）中性氣體中的酸性雜質(zhì)氣體用NaOH溶液吸收 O2（Cl2） H2(H2S) O2(CO2) CO(CO2) C2H2(H2S) NO(NO2) （3）酸性氣體中含有其他酸性雜質(zhì)氣體 CO2（SO2）:飽和NaHCO3溶液;CO2（H2S）: CuSO4溶液。 （4）含有O2雜質(zhì)的氣體 CO2（O2）：灼熱Cu;N2(O2):灼熱Cu。 （5）HCl(Cl2):CCl4溶液。,5.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)。 酸性干燥劑，如濃H2SO4、P2O5、硅膠等。一般 用來

4、干燥酸性或中性氣體，而不能用來干燥堿性 氣體。如濃H2SO4能干燥H2、O2、Cl2、CO2等，而 不能干燥NH3；具有強氧化性的濃H2SO4不能用來 干燥還原性氣體，如H2S、HBr、HI；H2、CO等雖 具有較強的還原性，但常溫下仍可使用濃H2SO4干 燥。,堿性干燥劑，如生石灰、固體NaOH、堿石灰等。 堿性干燥劑也不能干燥酸性氣體，如堿石灰不能干 燥Cl2、CO2、HCl等。 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 CaCl28NH3。,（2）氣體干燥凈化裝置,注意事項：

5、洗氣瓶中吸收劑的量以洗氣瓶容積的 1/3為宜，最多不要超過1/2。洗氣瓶中的長導(dǎo)管為 進氣管，應(yīng)插入吸收劑的液面以下，短導(dǎo)管為出氣 管，連接時不要接錯。固態(tài)干燥劑以黃豆粒大小 為宜。干燥管的進、出氣口處均應(yīng)塞一小團疏松的 脫脂棉，以防止干燥劑漏出。干燥管應(yīng)固定在鐵 架臺上使用。,6.氣體的量取 對于難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體，往往借助其排 出的水的體積（用量筒或滴定管測定），從而確定 氣體的體積。量氣裝置如下圖所示： 讀數(shù)時注意：（1）冷卻至室溫；（2）視線與凹液 面的最低處相切。,7.尾氣的處理方法 （1）對于有毒且易燃的氣體。如CO等，可采取在 尾氣出口處放置一點燃的酒精燈，使CO燃燒轉(zhuǎn)變

6、 為無毒的CO2氣體。 （2）對于溶解度不大的尾氣。如Cl2、CO2等可直 接將出氣管插入吸收劑液面下吸收。 （3）對于極易溶于水的尾氣，如NH3、HCl、HBr 等?？刹捎梅赖刮b置（即在導(dǎo)氣管的出氣口處 連接一倒置的漏斗與吸收劑液面接觸）吸收。常 用的防倒吸裝置有以下四種：,【實驗探究】據(jù)下圖所示的實驗裝置回答問題：,（1）實驗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 。 （2）實驗室用雙氧水制取并收集較純的氧氣時應(yīng) 選用的發(fā)生裝置是 ，收集裝置為 。 （3）實驗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： 實驗室制取氨氣應(yīng)選用

7、的發(fā)生裝置為 ,收集 裝置為 。,（4）利用廢棄的可樂瓶和底部 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 ，B中應(yīng)放進 ， 若使正在發(fā)生的反應(yīng)停止，可以通過操作 來 實現(xiàn)。,解析 （1）固體加熱制取氣體應(yīng)選用裝置A，欲收 集干燥的氧氣，故應(yīng)用排空氣法收集，由于O2的密 度大于空氣的密度，故選用裝置D。 （2）液體與固體不加熱制取氣體，應(yīng)選用裝置B， 為了收集到較純凈的氧氣，故可用排水法收集O2， 所以選裝置C。 （3）固體與固體加熱制取氣體，反應(yīng)裝置應(yīng)選A， 根據(jù)氨氣易溶于水且其密度小于空氣的密度,故只 能用向下排空氣法收集，故

8、選用E裝置收集氨氣。,（4）此裝置類似于啟普發(fā)生器,故可用于固體與液 體的反應(yīng)，所以在A中應(yīng)盛放H2O2溶液，B中應(yīng)放 MnO2粉末。若使正在發(fā)生的反應(yīng)停止，可以將試管 提出液面即可實現(xiàn)。,答案 （1）A D （2）B C （3）A E （4）H2O2溶液MnO2粉末 將試管提出液面,遷移應(yīng)用 1.下列三個問題均與圖示實驗裝置有關(guān)： （1）制取某無色非金屬氧化物氣體時，錐形瓶X 內(nèi)的藥品應(yīng)是 。 A.銅和稀硝酸B.銅和濃硝酸 C.碳酸鈣與稀硫酸D.亞硫酸鈉和濃鹽酸,（2）洗氣瓶Y中所裝的液體應(yīng)是（不允許非水雜 質(zhì)混在氣體中） 。 A.濃硫酸B.NaOH溶液 C.NaHSO3溶液D.NaHCO3

9、溶液 （3）檢驗集氣瓶Z是否收集滿氣體，置于瓶口的 濾紙蘸的溶液是 。 A.BaCl2溶液B.酸性KMnO4溶液 C.淀粉-碘化鉀試紙D.澄清石灰水,解析 根據(jù)用排空氣法收集氣體，可排除A；根據(jù)所 制氣體是無色的，又可排除B；反應(yīng)生成的微溶物硫 酸鈣會覆蓋在碳酸鈣表面，而阻礙反應(yīng)進行，可排 除C；亞硫酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)不需要加熱，氣體SO2 為無色，且符合向上排空氣法收集方法，故應(yīng)選D。 （2）亞硫酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的SO2中混有HCl和 水蒸氣（本題未對水蒸氣作除雜要求），需要將HCl 除去。由于濃硫酸只能吸收水蒸氣而不能除去HCl； NaOH溶液會同時吸收HCl和SO2；NaHCO3溶液雖

10、能 除去HCl，但同時產(chǎn)生新雜質(zhì)CO2混在SO2中；NaHSO3,溶液能吸收HCl，同時放出SO2，故應(yīng)選C。（3） SO2不與BaCl2及KI反應(yīng)；SO2與澄清石灰水反應(yīng)生 成的CaSO3白色沉淀不便在濾紙上觀察;酸性KMnO4 溶液與SO2反應(yīng)后，溶液的紫紅色褪去，故應(yīng)選B。 答案 （1）D （2）C （3）B,2. 現(xiàn)用二氧化錳、濃鹽酸來制取氯氣，將氯氣經(jīng)過 凈化裝置、干燥裝置后，再跟灼熱的銅屑反應(yīng)， 以制取氯化銅固體，最后還應(yīng)連接尾氣吸收裝 置，以保護環(huán)境。在尾氣吸收裝置中，若只有以 下試劑，你認(rèn)為最不適宜的試劑是 （ ） A.溴化鈉溶液B.氫氧化鈉溶液 C.飽和氯化鈉溶液D.硫酸亞鐵

11、溶液,解析 只要能與氯氣反應(yīng)且不產(chǎn)生污染氣體的試劑 即符合要求。A項溴化鈉溶液與氯氣反應(yīng)： Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2;B項NaOH溶液與氯氣 反應(yīng)：2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O;D項硫 酸亞鐵溶液與氯氣反應(yīng):2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-; C中飽和氯化鈉溶液與氯氣不反應(yīng)。 答案 C,3.某化學(xué)課外活動小組設(shè)計了如圖所示的一套氣體 發(fā)生、收集和尾氣處理的裝置，以探究該裝置的 多功能性。 （1）甲同學(xué)認(rèn)為利用裝置可作為實驗室制氧氣的 快速發(fā)生器，則裝置的a儀器中可加入 ， b儀器中加入 （與a中分別對應(yīng)）。裝置 從 管進氣即可作為O2的收集裝置。,（2）丙

12、同學(xué)認(rèn)為利用裝置，可收集NO，試簡述 操作方法: 。 （3）戊同學(xué)認(rèn)為利用裝置和裝置可進行驗證 Cl2的氧化性比Br2的氧化性強的實驗，進行此項實 驗時在裝置的a儀器中加入 試劑，b儀器中 加入 試劑，裝置中加入 試劑，觀 察到 的實驗現(xiàn)象，即可得出Cl2的氧化性比 Br2的氧化性強的結(jié)論。,解析（1）裝置適合液體與固體在不加熱的條件 下制取氣體,故可用H2O2和MnO2(或用H2O和Na2O2) 來制取氧氣；由于O2的密度大于空氣的密度，故O2 應(yīng)從c管進入。 （2）NO極易與O2反應(yīng)生成NO2，故只能用排水法 收集。將裝置中盛滿水，NO氣體從d管通入。 （3）由題意可知裝置是Cl2的發(fā)生裝

13、置， 故可用 濃鹽酸和KMnO4反應(yīng)制取Cl2；裝置是Cl2與Br-反 應(yīng)的裝置，故裝置中可以加入適量的NaBr或KBr 溶液，發(fā)生的反應(yīng)為：Cl2+2Br- Br2+2Cl-;只 要觀察到裝置中的溶液由無色變?yōu)槌龋S）色， 即可得出Cl2的氧化性比Br2的氧化性強的結(jié)論。,答案 （1）H2O2溶液（或H2O） 少量的MnO2粉末 （或Na2O2） c （2）用排水法收集，裝置中盛滿水，NO從d管 通入 （3）濃鹽酸 KMnO4 NaBr(或KBr)溶液 溶液 由無色變橙色（黃色）,4. .化學(xué)實驗室制取氯化氫氣體的方法之一是將濃硫 酸滴入濃鹽酸中。請從圖中挑選所需儀器，在方框 內(nèi)畫出用該方法

14、制備、收集干燥氯化氫氣體的裝置 簡圖，并在圖中標(biāo)明所用試劑。（儀器可重復(fù)使用， 固定裝置不必畫出）,.實驗室制備少量硫酸亞鐵晶體的實驗步驟如下： 取過量潔凈的鐵屑加入20%30%的稀硫酸溶液，在 5080水浴中加熱至不再產(chǎn)生氣泡。將溶液趁熱 過濾，濾液移至試管中，用橡膠塞塞緊試管口，靜 置、冷卻一段時間后收集產(chǎn)品。,（1）寫出該實驗制備硫酸亞鐵的化學(xué)方程式: 。 （2）硫酸溶液過稀會導(dǎo)致。 （3）采用水浴加熱的原因是。 （4）反應(yīng)時鐵屑過量的目的是（用離子方程式表 示）。 （5）溶液趁熱過濾的原因是。 （6）靜置冷卻一段時間后,在試管中觀察到的現(xiàn)象 是。,解析 實驗室制取HCl氣體是將濃H2S

15、O4滴入濃鹽酸 中，因此裝置特點是液體+液體混合制取氣體。 反應(yīng)裝置應(yīng)選圓底燒瓶和分液漏斗、帶導(dǎo)管的膠塞、 收集干燥氣體應(yīng)加干燥劑，應(yīng)用干燥裝置，用集氣 瓶式的洗氣瓶來干燥，最后用向上排空氣法收集 HCl。用鐵屑和稀H2SO4反應(yīng)制FeSO4的反應(yīng)原理為Fe+H2SO4（?。?FeSO4+H2,如果H2SO4 濃度太小，反應(yīng)太慢，不利于晶體析出而影響實驗 效果。為控制反應(yīng)溫度應(yīng)采用水浴加熱。因為Fe2+ 易生成Fe3+，為防止Fe3+的出現(xiàn)應(yīng)加過量鐵粉，為防 止FeSO4晶體流失應(yīng)趁熱過濾，為防止Fe2+被氧化應(yīng) 防止氧氣進入試管內(nèi)。冷卻后的溶液隨著FeSO4溶解 度的減小而在溶液中析出淺綠色

16、晶體。,答案 . .（1）Fe+H2SO4（稀） FeSO4+H2 （2）反應(yīng)速率慢，不利于晶體析出 （3）容易控制溫度 （4）Fe+2Fe3+3Fe2+ （5）減少FeSO4的損失；防止空氣進入試管將Fe2+ 氧化為Fe3+ （6）有淺綠色晶體析出,5.下圖所示為常見氣體制備、分離、干燥和性質(zhì)驗證 的部分儀器裝置（加熱設(shè)備及夾持固定裝置均略 去），請根據(jù)要求完成下列各題（儀器裝置可任 意選用，必要時可重復(fù)選擇,a、b為活塞）。,（1）若氣體入口通入CO和CO2的混合氣體，E內(nèi)放 置CuO，選擇裝置獲得純凈干燥的CO，并驗證其還 原性及氧化產(chǎn)物，所選裝置的連接順序為 （填 代號）。能驗證CO氧

17、化產(chǎn)物的現(xiàn)象是 。,（2）停止CO和CO2混合氣體的通入，E內(nèi)放置Na2O2，按AEDBH裝置順序制取純凈干燥 的O2，并用O2氧化乙醇。此時，活塞a應(yīng) ， 活塞b應(yīng) ，需要加熱的儀器裝置有 （填代號），m中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 （3）若氣體入口改通空氣，分液漏斗內(nèi)改加濃氨 水，圓底燒瓶內(nèi)改加NaOH固體，E內(nèi)放置鉑銠合金 網(wǎng)，按AGED裝置順序制取干燥的氨氣，并 驗證氨的某些性質(zhì)。 裝置A中能產(chǎn)生氨氣的原因有: 。 實驗中觀察到E內(nèi)有紅棕色氣體出現(xiàn)，證明氨氣 具有 性。,解析 （1）要獲得干燥純凈的CO氣體，應(yīng)用A中的 NaOH溶液除去CO2，用C中澄清石灰水驗證CO2 已除盡，用B中濃硫酸干燥得純凈干燥的CO氣體。 E中反應(yīng)為CuO+CO Cu+CO2,再用C中澄清石 灰水驗證生成CO2氣體，尾氣CO氣體用點燃法除去, 防止污染環(huán)境。 （2）關(guān)閉活塞a,打開b,稀硫酸和A中生成的Na2CO3 反應(yīng)，生成的CO2氣體中含水蒸氣，共同和E中 Na2O2反應(yīng)生成O2，再通過D除去CO2，B干燥得 純凈O2，加熱k使乙醇揮發(fā)，O2和乙醇在加熱條 件下被Cu網(wǎng)催化氧化生成CH3CHO。,（3）NaOH固體溶于水，吸水放熱，抑制NH3 H2O電離，均有利于NH3逸出。NH3+H2O NH3H2O NH +OH-生成的NH3經(jīng)G中堿石 灰干燥后，在E中，NH3與空氣中的O2在預(yù)