一輪復(fù)習(xí)：氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集

專題講座三氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集搭裝置檢驗(yàn)裝置氣密性裝藥品點(diǎn)燃酒精燈…類型固體+固體

氣體固體/液體+固體氣體固體+液體氣體制備氣體O2、NH3、CH4等Cl2、HCl、C2H4等H2、CO2、NO2、SO2、NO等注意事項(xiàng)粉末狀固體應(yīng)在試管口放一團(tuán)棉花先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。發(fā)生裝置搭裝置檢驗(yàn)裝置氣密性裝藥品點(diǎn)燃酒精燈…微熱法加水法充氣或抽氣法圖示原理通過升高溫度增大內(nèi)部壓強(qiáng)?？s小裝置中氣體體積，增大壓強(qiáng)。增大封閉氣體的壓強(qiáng)，使液滴不能滴下。通過增加或減少裝置內(nèi)氣體的量增大或減小壓強(qiáng)。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，若導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；移開手掌后，導(dǎo)管末端有水上升形成穩(wěn)定水柱，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，繼續(xù)加水使漏斗中液面高于試管中液面，若靜止后液面穩(wěn)定不變化，證明氣密性良好。一段時(shí)間后，液滴不能滴下長頸漏斗往試管內(nèi)加入一定量的水，使下端浸入水中，導(dǎo)管上連接一個(gè)針筒，當(dāng)活塞往里推一段距離，漏斗內(nèi)水面上升產(chǎn)生，松開手后，液面恢復(fù)至原位置。密封操作——變壓操作——現(xiàn)象——結(jié)論例：根據(jù)右圖描述回答下列問題：①關(guān)閉圖A裝置中的止水夾a后，從長頸漏斗向試管中注入一定量的水，靜置后如圖所示試判斷：A裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“不能確定”）

②關(guān)閉圖B裝置中的止水夾a后，開啟活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。試判斷：B裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“不能確定”）

，判斷理由

。不管裝置是否漏氣，燒瓶內(nèi)氣壓與漏斗上方的氣壓相等，水在重力作用下可完全流入。不漏氣不能確定習(xí)題1：實(shí)驗(yàn)室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實(shí)驗(yàn)室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是

；檢查C裝置氣密性的操作方法是

。(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號，下同)。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤是否與氧氣反應(yīng)濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)

連接一根導(dǎo)管，將導(dǎo)管通入水槽中，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，說明C裝置氣密性良好②④(3)下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是____________________。(4)若用A裝置與D裝置相連制取收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________；①CO2

②NO

③Cl2

④H2其中在D裝置中連接小燒杯的目的是

。b、c

③吸收尾氣，防止污染空氣氣體的除雜方法①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑吸收；⑤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。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(jìn)行，(4)先除易除的氣體。一般可從以下幾個(gè)方面考慮：氣體所含雜質(zhì)凈化劑凈化裝置示意圖O2Cl2H2H2SCO2HClCO2SO2Cl2HClSO2HClH2SHClCH4C2H4HClCl2COCO2、H2ON2O2CO2CO或H2NaOH溶液CuSO4溶液飽和NaHCO3溶液飽和食鹽水飽和NaHSO3溶液飽和NaHS溶液溴水四氯化碳堿石灰加熱的銅網(wǎng)加熱CuO氣體凈化與干燥的先后順序(1)若采用溶液除雜，應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。(2)若采用加熱除雜，則一般是干燥在前。①酸性干燥劑，如濃H2SO4、P2O5、硅膠等。②堿性干燥劑，如生石灰、固體NaOH、堿石灰等。③中性干燥劑，如無水CaCl2。類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置ⅠⅡⅢ常見干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體氣體干燥凈化裝置濃H2SO4(酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、HCl等NH3、H2S、C2H4、HBr、HI等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4、HCl等NH3等H2、O2、N2、CH4、NH3等Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等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、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO排空氣法向上排空氣法密度大于空氣Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣H2、NH3氣體的收集排水量氣裝置：測量氣體的體積注意事項(xiàng)：為減小誤差，讀數(shù)時(shí)①②裝置量筒內(nèi)外液面在同一水平線，③裝置左右管水面在同一水平線③①②尾氣的吸收a用于NaOH溶液吸收氯氣、SO2、NO2、H2S、CO2(氣體溶解或反應(yīng)速率不很快，不易引起倒吸)。b用于收集少量氣體然后處理。c、d用于收集極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于處理難以吸收(有毒)且可燃的氣體。如H2、CO等。

通常設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證操作人員的安全，保障實(shí)驗(yàn)如期順利進(jìn)行，往往要設(shè)置安全裝置；一般在涉及氣體的實(shí)驗(yàn)中最為常見。涉及到的安全問題有：防倒吸（防倒吸裝置）、防堵塞（檢驗(yàn)堵塞、防壓強(qiáng)過大）、防爆炸（驗(yàn)純，操作順序）、防污染（尾氣吸收）等安全問題。安全裝置（1）防倒吸裝置（易溶于水或某溶液）（2）防堵塞安全裝置①液封式原理是流動的氣體若在前方受阻，錐形瓶內(nèi)液面下降，玻璃管中水柱上升②恒壓式原理是使分液漏斗與燒瓶內(nèi)氣壓相同，保證漏斗中液體順利流出。1．下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是 (

)D12345解析濃鹽酸和MnO2在加熱時(shí)才能反應(yīng)，A錯(cuò)；B12345Al(OH)3不能溶于弱堿(氨水)，C錯(cuò)；SO2只能使紫色石蕊試液變紅，D錯(cuò)。12345C12345答案

C4．表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是 (

)編號氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BSO270%濃H2SO4Na2SO3固體98%濃H2SO4CNO稀HNO3銅屑H2ODNO2濃HNO3銅屑NaOH溶液12345B解析選項(xiàng)A，因NH3的密度比空氣的小，不能用圖示裝置收集；12345選項(xiàng)B，Na2SO3與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，SO2中所含的H2O雜質(zhì)用98%濃H2SO4除去，收集裝置合理；選項(xiàng)C，不能用圖示裝置收集NO；選項(xiàng)D，NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2。答案

B12345(1)如果所制氣體流向?yàn)閺淖笙蛴視r(shí)，上述組裝的實(shí)驗(yàn)裝置從左向右的連接順序(填儀器序號)是______→______→______→______→______。(2)正確的操作第一步應(yīng)是______________________________；最后一步應(yīng)是熄滅________處的酒精燈。(3)裝置B的作用是___________________；裝置E的作用是_________________。

除去CO中的CO2A

E

C

D

B連接好裝置并檢查裝置的氣密性A檢驗(yàn)D中生成的CO2

12345序號儀器及藥品序號儀器及藥品ABCDE

123456、有下列實(shí)驗(yàn)裝置如圖8-1：

圖中A是簡易的氫氣發(fā)生器，B是大小適宜的圓底燒瓶，C是裝有干燥劑的U形管，a是旋轉(zhuǎn)活塞，D是裝有還原鐵粉的反應(yīng)管，E是裝有酚酞的試管。實(shí)驗(yàn)前先檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先關(guān)閉活塞a，并取下燒瓶B；向A中加入一定量適當(dāng)濃度的鹽酸，產(chǎn)生氫氣。經(jīng)必要的“操作”〔見問題（2）〕后，在導(dǎo)管的出口處點(diǎn)燃?xì)錃?，然后如圖所示套上燒瓶B，塞緊瓶塞，氫氣在燒瓶中繼續(xù)燃燒，用酒精燈加熱反應(yīng)管D中的還原鐵粉，待B中氫氣的火焰熄滅后，打開活塞a，氣體通過反應(yīng)管D進(jìn)入試管E中，使酚酞試液呈紅色。請回答下列問題。（1）實(shí)驗(yàn)前如何檢查裝置的氣密性：____。（2）點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨氝M(jìn)行

_操作，進(jìn)行該操作的方法是____。（3）寫出B、D中分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：B中_______D中_____。

（4）C中所盛干燥劑的名稱是

；該干燥劑的作用是____。在A中放入少量水，使水面剛浸沒長頸漏斗下端，打開旋塞a，在燒瓶B底部稍加熱，若在A漏斗頸內(nèi)水面上升，且E中導(dǎo)管口有氣泡逸出，表示裝置不漏氣。檢驗(yàn)氫氣純度用排水法(或向下排空氣法)收集一小試管H2，用拇指堵住移近火焰，移開拇指，若沒有尖銳的爆鳴聲，表示H2純度合格，可以點(diǎn)燃或收集。堿石灰吸收氣體中少量水蒸氣和鹽酸酸霧。1．(2011年上海單科)草酸晶體(H2C2O4·2H2O)100℃開始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解產(chǎn)生H2O、CO和CO2。用加熱草酸晶體的方法獲取某些氣體，應(yīng)該選擇的氣體發(fā)生裝置是(圖中加熱裝置已略去)()解析：A項(xiàng)，產(chǎn)生的水蒸氣會冷凝回流炸裂試管；B項(xiàng)，錐形瓶不能用于加熱固體；C項(xiàng)，加熱時(shí)草酸熔化流入試管口而使反應(yīng)不能進(jìn)行；D項(xiàng)，草酸晶體既不流出，又不會使水倒流而炸裂試管。DDCA項(xiàng)中，集氣瓶處于密封狀態(tài)不能收集到純凈的NH3，且會造成危險(xiǎn)，應(yīng)去掉橡皮塞，在瓶口塞上一團(tuán)棉花；B項(xiàng)中，左池的Zn與右池溶液中的離子不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，左、右池不能構(gòu)成原電池；C項(xiàng)中，檢查裝置氣密性，可以形成封閉體系，觀察液面差能否穩(wěn)定存在，推斷裝置氣密性是否良好，正確；

因CO2的密度大于空氣的密度，氣體應(yīng)從導(dǎo)氣管的長口進(jìn)短口出，D項(xiàng)錯(cuò)誤。BD項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置圖，乙酸乙酯是利用飽和Na2CO3溶液來進(jìn)行除雜和收集的，但由于乙酸乙酯蒸氣中混有乙醇蒸氣和乙酸蒸氣，這二者極易溶于水從而引起倒吸，故導(dǎo)管口應(yīng)位于Na2CO3溶液的液面。A項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的裝置圖，反應(yīng)原理為乙醇在170℃時(shí)發(fā)生消去反應(yīng)，溫度計(jì)測的是混合液的溫度，故溫度計(jì)水銀球應(yīng)插入液面以下；B項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)室制取NH3的裝置圖，屬于固體加熱型，正確；C項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置圖，根據(jù)所提供的藥品，反應(yīng)必須加熱才能發(fā)生；5．(2010年北京高考理綜)用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列實(shí)驗(yàn)不合理的是(

)

A．上下移動①中銅絲可控制SO2的量B．②中選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成C．③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2D．為確認(rèn)CuSO4生成，向①中加水，觀察顏色D解析：本題通過實(shí)驗(yàn)銅與濃硫酸的反應(yīng)，考查了濃硫酸的強(qiáng)氧化性、反應(yīng)產(chǎn)物的驗(yàn)證及尾氣的吸收。實(shí)驗(yàn)中可以通過上下移動銅絲改變銅絲與濃硫酸的接觸面積，來控制SO2的量，故A正確；通常選用品紅溶液來驗(yàn)證SO2，故B正確；SO2尾氣通常用堿液吸收，故C正確；確認(rèn)CuSO4生成可以將①中的少量溶液倒入盛有水的燒杯中，觀察溶液的顏色，故D錯(cuò)6．(2011年全國)請回答下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問題。(1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。

裝置B、C、D的作用分別是：B______________________________________________。C______________________________________________。D______________________________________________。吸收尾氣，防止氯氣進(jìn)入空氣中污染環(huán)境向上排空氣收集氯氣安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中(2)在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量NO氣體。①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡易裝置是

(填序號)②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)：應(yīng)加入的物質(zhì)所起的作用ABCD③簡單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象________________________