常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法

【73】掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法（包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法）。1．常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法所用試劑、反應(yīng)原理：氣體所用試劑反應(yīng)原理H2鋅粒與鹽酸或稀H2SO4ZnH2SO4==ZnSO4H2O2H2O2、KCO3或KMnO42KCO32KC3O22H2O22H2OO2C2MnO2和濃鹽酸MnO24HC濃MnC2C22H2OHCNaC和濃H2SO42NaCH2SO4Na2SO42HCH2SFeS鹽酸或稀H2SO4FeS2HC==H2SFeC2NH3NH4C和CaOH22NH4CCaOH2CaC22NH32H2OCH4CH3COONa和堿石灰CH3COONaNaOHNa2CO3CH4C2H4乙醇和濃H2SO4CH3CH2OHC2H4H2OC2H2電石和飽和食鹽水CaC22H2O→C2H2CaOH2CO2CaCO3和鹽酸CaCO32HC==CaC2CO2H2OSO2Na2SO3和H2SO4Na2SO3H2SO4==Na2SO4SO2H2ONOCu和稀HNO33Cu8HNO3稀==3CuNO322NO4H2ONO2Cu和濃HNO3Cu4HNO3濃==CuNO322NO22H2O2．常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制取、收集、尾氣吸收裝置：收集尾氣吸收分子式裝置制氣裝置O2CH4O2NH3CH4NH3H2C2H2H2SCO2NO2H2H2SNO2NOC2H4C2HCSO2C2SO2HC注：①因?yàn)镃2H2、C2H4的氣體密度很接近空氣，所以不宜用向下排氣法收集。②因?yàn)镹O極易與空氣中氧氣反應(yīng)生成NO2所以只能用排水法收集。③對于NH3和HC這2種污染性氣體的尾氣吸收裝置要選用倒置的漏斗。④對于固體液體反應(yīng)且不加熱來制取氣體的裝置有多種，主要是啟普發(fā)生器及其簡易裝置，見下圖：例1下圖所涉及的物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)，其中C為O2、D為C12、E為Fe單質(zhì)，其余為化合物。它們存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)中生成的水及次要產(chǎn)物均已略去。（1）寫出有關(guān)物質(zhì)的名稱或化學(xué)式：B，F(xiàn)，H。（2）指出MnO2在相關(guān)反應(yīng)中的作用：反應(yīng)①中是劑，反應(yīng)②中是劑。（3）若反應(yīng)①是在加熱條件下進(jìn)行，則A是；若反應(yīng)①是在常溫條件下進(jìn)行，則A是。（4）寫出B與MnO2共熱獲得D的化學(xué)方程式?！窘馕觥繌腁、B與MnO2作用入手分析框圖，與MnO2作用產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)可以是KCO3，也可以是H2O2，發(fā)生的反應(yīng)分別為：2KCO32KC3O2↑，2H2O22H2OO2↑，兩者共同之處都是用MnO2作催化劑制O2，不同之處是前者在加熱條件下進(jìn)行，后者在常溫條件下進(jìn)行。濃鹽酸與MnO2在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生氯氣：MnO2＋4HC（濃）MnC2＋C12↑＋2H2O，反應(yīng)中MnO2的化合價(jià)降低，作氧化劑。O2與鐵在點(diǎn)燃時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生是Fe3O4，而不是Fe2O3；C2與鐵在點(diǎn)燃時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生是FeC3，而不是FeC2；這些不能混淆。【答案】（1）HC（1分）Fe3O4（1分）FeC3（1分）（2）催化（1分）氧化（1分）（3）KCO3（1分）H2O2（1分）（4）MnO2＋4HC（濃）MnC2＋C12↑＋2H2O（2分）【點(diǎn)評】題目不是很難，但要求對基礎(chǔ)知識的掌握要扎實(shí)而系統(tǒng)。在復(fù)習(xí)O2的制備時(shí)就應(yīng)該將幾種制O2的方法進(jìn)行對比分析，除了題中考查的兩種方法，還有不需要用MnO2作催化劑的制O2方法，是直接加熱KMnO4。有的考生答第（3）小題時(shí)就是由于沒有弄清楚幾種制O2方法的區(qū)別而錯(cuò)答。2。若用下圖實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈干燥的氯氣、并試驗(yàn)它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是（）A只有①和②處B只有②處C只有②和③處D只有②、③、④處【解析】本題考查實(shí)驗(yàn)儀器的配置及化學(xué)藥品的使用正確與否，①處KMnO4與濃HC在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生C2，不需要加熱，正確。②處用來除去氯氣中混有的HC雜質(zhì)，因?yàn)槁葰饽芘cNaOH溶液反應(yīng)，故此處錯(cuò)誤，應(yīng)用飽和NaC溶液代替NaOH溶液。③處洗氣裝置長短導(dǎo)管使用錯(cuò)誤，洗氣應(yīng)是長進(jìn)短出。④處沒有設(shè)置氣體出口，實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行?！敬鸢浮緿【點(diǎn)評】很多考生會誤選C，對④處裝置分析不清，說明思維不夠嚴(yán)密。高考試題中經(jīng)常出現(xiàn)氣體相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，給我們的啟示是：注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如氣體相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。例3如下圖所示，A、B、C是實(shí)驗(yàn)室常用的三種制取氣體的裝置，提供的藥品有：大理石、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、二氧化錳、氯化銨、熟石灰?，F(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、C2、H2、CO2四種氣體，試回答以下問題：1選用A裝置可制取的氣體有，選用B裝置可制取的氣體有，選用C裝置可制取的氣體有。2標(biāo)號①、②的儀器名稱依次為、。3寫出利用上述有關(guān)藥品制取氨氣的化學(xué)方程式：若要制得干燥的氨氣，可選用下列干燥劑中的填序號 a生石灰b濃硫酸c五氧化二磷【解析】A裝置是固體或固體混合物加熱制取氣體的裝置，B裝置是液體與固體不加熱反應(yīng)制取氣體的裝置，C裝置是液體與固體或液體與液體混合物加熱反應(yīng)制取氣體的裝置。氨氣是堿性氣體，可用堿性干燥劑干燥，但不能用酸性干燥劑和氯化鈣來干燥?！敬鸢浮?NH3；H2；CO2；C22分液漏斗；圓底燒瓶32NH4C＋CaOH2CaC2＋2H2O＋2NH3↑；a【點(diǎn)評】氣體的制取采用氣體發(fā)生裝置，也叫制氣裝置，一般有如本題的三套發(fā)生裝置。裝置的選擇與所采用的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，所用的化學(xué)反應(yīng)不同，其裝置也可能不同。具體來說，就是與反應(yīng)物包括催化劑的聚集狀態(tài)液體、塊狀固體或粉末和反應(yīng)條件是否加熱有關(guān)。例4制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)圖中夾持裝置均已略去。1寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：。2收集氨氣應(yīng)使用法，要得到干燥的氨氣可選用做干燥劑。3用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是，該實(shí)驗(yàn)的原理是。4如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。答：?！窘馕觥?、2小題包括氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法的反應(yīng)原理化學(xué)方程式，收集和干燥方法，這些都是考生熟悉的。氨氣極易溶于水、比空氣輕，是堿性氣體，用向下排空氣法收集，并用堿性干燥劑干燥。干燥劑不能選用濃H2SO4，無水CaC2、nO2NaOH溶液濃H2SO4NH3飽和NH4C溶液消石灰H2O固體NaOHNO稀HNO3銅屑H2OP2O5（1）上述方法中可以得到干燥、純凈的氣體是。（2）指出不能用上述方法制取的氣體，并說明理由（可以不填滿）①氣體，理由是。②氣體，理由是。③氣體，理由是。④氣體，理由是。答案：（1）NO（2）①C2H4；裝置中沒有溫度計(jì)，無法控制反應(yīng)溫度②C2；反應(yīng)生成的C2被c中的NaOH溶液吸收了③NH3；反應(yīng)生成的NH3被c中的H2O吸收了提示：由于所給制備裝置中，沒有溫度計(jì)無法控制反應(yīng)溫度，不能確定是否有C2H4產(chǎn)生，也就不能得到干燥純凈的C2H4；所給裝置雖然加熱時(shí)可以產(chǎn)生C2，但在C裝置中用NaOH溶液除HC同時(shí)，C2也被吸收。飽和NH4C溶液與消石灰作用產(chǎn)生NH3，但在通過C裝置時(shí)被水吸收，最后也得不到NH3。銅與稀硝酸作用產(chǎn)生NO氣體，部分被裝置中的氧氣氧化為NO2，但在通過C裝置中的水時(shí)，3NO2H2O=2HNO3NO又得到NO，經(jīng)P2O5干燥得到純凈的NO。5．利用如圖所示裝置（上下裝置不得變化）收集或干燥以下8種氣體：①H2②C2③CH4④HC⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2根據(jù)下列各項(xiàng)要求，填空（寫序號）。（1）若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣可收集的氣體有____________。（2）若燒瓶充滿水，可收集的氣體有__________，這時(shí)氣體由__________口進(jìn)入。（3）若燒瓶是干燥的，則由A口進(jìn)氣，可收集的氣體有__________________。（4）若在燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行氣體干燥，則可用此裝置干燥的氣體有______________，這時(shí)氣體由______________口進(jìn)入。答案：（1）②④⑦⑧（2）①③⑥A（3）①③⑤（4）①②③④⑥⑧B提示：（1）由B口進(jìn)氣，可知該氣體的密度大于空氣，因而能用排空氣法收集且密度大于空氣的氣體符合；（2）為排水集氣法，應(yīng)短管進(jìn)氣，長管出水，能用排水集氣法收集的氣體符合；（3）由A口進(jìn)氣，可知該氣體密度小于空氣，H2、CH4、NH3符合；（4）作為洗氣干燥裝置，應(yīng)長管進(jìn)氣，短管出氣，能用濃硫酸干燥的氣體有H2、C2、CH4、HC、NO、SO2。6．用下圖所示的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出；若關(guān)閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時(shí)再打開彈簧夾，又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置?；卮鹣旅鎲栴}：（1）為什么關(guān)閉彈簧夾時(shí)試管中液面會下降（2）這種制氣裝置在加入反應(yīng)物前，怎樣檢查裝置的氣密性（3）從下面三個(gè)反應(yīng)中選擇一個(gè)可以用這種隨制隨停的制氣裝置制取的氣體，填寫下表中的空白。①大理石與鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳②黃鐵礦與鹽酸反應(yīng)制取硫化氫③用二氧化錳催化分解過氧化氫制取氧氣實(shí)驗(yàn)記錄氣體名稱收集方法檢驗(yàn)方法

（4）食鹽跟濃硫酸反應(yīng)制氯化氫不能用這種裝置隨制隨停。試說明理由。答案：（1）關(guān)閉彈簧夾時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體無法逸出，使試管內(nèi)液面以上的壓強(qiáng)增大，大于外界大氣壓后將液體壓回漏斗中，因而試管中液面下降。（2）塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗中注入一定量的水并使漏斗內(nèi)的液面高于試管內(nèi)的液面，停止加水后，若漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說明裝置氣密性良好。（3）氣體名稱收集方法檢驗(yàn)方法二氧化碳向上排空氣法通入澄清石灰水中使石灰水變渾濁硫化氫向上排空氣法有臭雞蛋氣味、使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變