新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制備課件

第32講常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制備考點(diǎn)1氣體的制備和收集1．常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(1)O2的實(shí)驗(yàn)室制法(2)CO2的實(shí)驗(yàn)室制法(3)H2的實(shí)驗(yàn)室制法(4)NH3的實(shí)驗(yàn)室制法(5)Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法2．實(shí)驗(yàn)室制備氣體的發(fā)生裝置3.常見(jiàn)氣體的收集方法1．在加熱條件下，使用可燃燒氣體(如H2、CO、CH4等)，為防止爆炸應(yīng)如何操作？________________________________________________________________________________________________________________________2．制備一些易與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(如H2還原CuO)，反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)如何操作？________________________________________________________________________________________________________________________提示：1.先用反應(yīng)氣趕走系統(tǒng)內(nèi)空氣，再點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱。2．先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入H2至試管冷卻。(1)用大理石和稀硫酸反應(yīng)制備CO2。(

)(2)用鎂粉和稀硝酸反應(yīng)制備H2。(

)(3)加熱NH4Cl可制得純凈Cl2。(

)(4)用排水法可收集NH3、NO2。(

)(5)用排空氣法可收集CH2CH2和NO等氣體。(

)(6)用排飽和NaCl溶液法收集Cl2。(

)×××××√圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等，便于液體順利流下。2．百變的“啟普發(fā)生器”啟普發(fā)生器(如圖a所示)①用啟普發(fā)生器制取氣體的三個(gè)條件：塊狀固體與液體反應(yīng)；不需加熱；生成的氣體難溶于水。②使用方法：使用時(shí)，打開(kāi)導(dǎo)氣管上的旋塞，球形漏斗中的液體進(jìn)入容器與固體反應(yīng)，氣體的流速可用旋塞調(diào)節(jié)。停止使用時(shí)，關(guān)閉旋塞，容器中的氣體壓強(qiáng)增大，將液體壓回球形漏斗中，使液體和固體脫離，反應(yīng)停止。3．集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。裝置(Ⅱ)儲(chǔ)氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。4．化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的先后原則(1)“從下往上”原則以Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法為例，組裝發(fā)生裝置的順序是放好鐵架臺(tái)→擺好酒精燈→根據(jù)酒精燈位置固定好鐵圈→墊上石棉網(wǎng)→固定好圓底燒瓶。(2)“從左到右”原則組裝復(fù)雜裝置應(yīng)遵循從左到右的原則，如氣體制取實(shí)驗(yàn)中裝置連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→除雜裝置→集氣裝置→尾氣吸收裝置。(3)先“塞”后“定”原則帶導(dǎo)管的塞子在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過(guò)猛而損壞燒瓶。(4)“固體先放，液體后加”原則固體試劑應(yīng)在固定儀器前加入，而液體藥品在儀器固定后加入。如實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2，MnO2應(yīng)在燒瓶固定前裝入，而濃鹽酸應(yīng)在燒瓶固定后從分液漏斗中緩慢加入。(5)“先驗(yàn)氣密性”原則進(jìn)行與氣體有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在裝入藥品前進(jìn)行氣密性檢查。(6)“先驗(yàn)純”原則可燃性氣體在點(diǎn)燃前，必須先檢驗(yàn)氣體的純度，否則可能會(huì)發(fā)生爆炸。題組一氣體的制備原理及發(fā)生裝置的選擇1．實(shí)驗(yàn)室對(duì)制備氣體反應(yīng)的基本要求是：反應(yīng)條件易滿足、能平穩(wěn)地產(chǎn)生氣流、所得氣體中盡可能不含雜質(zhì)成分(除少量水蒸氣及少量原料汽化形成的物質(zhì))。下列反應(yīng)一般能用于實(shí)驗(yàn)室制備氣體的是(

)A．Na2O2與CO2反應(yīng)制備O2B．H2O2溶液與MnO2混合制備O2C．加熱濃硝酸制備NO2D．加熱NH4Cl固體制備NH3B2．用KMnO4和濃鹽酸可制備Cl2：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。下列裝置可用于上述反應(yīng)制備Cl2的是(

)解析：由題給反應(yīng)及化學(xué)方程式，可排除A、D兩項(xiàng)；KMnO4為粉末狀固體，故不能選用B裝置。C題組二氣體收集裝置的選擇和利用3．某學(xué)生想利用如圖裝置(燒瓶不能移動(dòng))收集下列氣體：①H2；②Cl2；③SO2；④HCl；⑤NH3；⑥NO；⑦NO2。下列說(shuō)法正確的是(

)A．若燒瓶是干燥的，由b進(jìn)氣，可收集②③④⑥⑦B．若燒瓶是干燥的，由a進(jìn)氣，可收集①⑤C．在燒瓶中充滿水，由a進(jìn)氣，可收集①⑤⑦D．在燒瓶中充滿水，由b進(jìn)氣，可收集⑥B解析：NO不能用排空氣法收集，A錯(cuò)誤；由a進(jìn)氣可以收集比空氣密度小且與空氣中的成分不反應(yīng)的氣體，B正確；NH3、NO2不能用排水法收集，C錯(cuò)誤；用排水法集氣不能由b進(jìn)氣，D錯(cuò)誤。答案：(1)(2)裝置B可用于收集多種氣體，若要用于收集氨氣，則進(jìn)氣管為_(kāi)_______；若要收集NO，簡(jiǎn)述用裝置B收集NO的方法：_______________________________________________________________________。答案：(2)b

將集氣瓶中裝滿水，塞上塞子，從b端通入NO氣體，從a端排出水A．①⑤⑧

B．③⑤⑦C．②⑤⑥ D．③④⑧D解析：由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件可知只能選用③作為發(fā)生裝置，除去CO2可選用④或⑤裝置，收集CO選用⑧裝置，故合理的裝置組合為③④⑧或③⑤⑧。6．如圖所示裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無(wú)水FeCl3，儀器連接順序正確的是(

)A．a(chǎn)—b—c—d—e—h—j—fB．a(chǎn)—e—d—c—b—h—j—gC．a(chǎn)—d—e—c—b—h—j—gD．a(chǎn)—c—b—d—e—h—j—fB解析：先制備氯氣，再除去氯氣中的HCl和水蒸氣，將得到的純凈、干燥的氯氣通入裝有鐵粉的玻璃管中，最后要有尾氣吸收裝置，正確的連接順序是a—e—d—c—b—h(j)—j(h)—g。故選B?？键c(diǎn)2氣體的凈化和尾氣處理1．氣體的凈化(1)原理：酸性雜質(zhì)用堿性物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)用酸性物質(zhì)吸收；易溶于水或能與水反應(yīng)的用水吸收；還原性雜質(zhì)可用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)來(lái)吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)可用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)來(lái)吸收或轉(zhuǎn)化。(2)裝置(3)常見(jiàn)干燥劑2.尾氣的處理通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常見(jiàn)儀器裝置有：(1)吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2等)用A裝置。(2)吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用B或C裝置。(3)CO等氣體可用點(diǎn)燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去，如D裝置或E裝置。欲對(duì)Cl2進(jìn)行干燥、吸收，需選用下列裝置中的________(填序號(hào))。答案：②④(1)用五氧化二磷可干燥H2、NH3。(

)(2)用飽和Na2CO3溶液可除去Cl2中混有的HCl。(

)(3)用灼熱的銅粉可除去CO中混有的O2。(

)(4)用堿石灰干燥氨氣，用濃硫酸干燥SO2。(

)(5)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2時(shí)，可用石灰水進(jìn)行尾氣處理。(

)(6)實(shí)驗(yàn)制備NH3時(shí)，可用CCl4吸收多余的NH3。(

)×××√××1．氣體除雜原則(1)不引入新的雜質(zhì)。如除去甲烷中的乙烯不能用酸性高錳酸鉀溶液，因?yàn)樗嵝愿咤i酸鉀溶液氧化乙烯會(huì)生成二氧化碳，又引入了新的雜質(zhì)。(2)不減少被凈化氣體的量。如除去CO2中混有的SO2，不能用NaOH溶液，而應(yīng)該用飽和NaHCO3溶液。2．氣體的凈化和尾氣處理操作的注意事項(xiàng)(1)有氧化性的干燥劑(如濃硫酸)不能干燥有還原性的氣體(如H2S、HI等)。(2)不能用無(wú)水CaCl2干燥NH3，因?yàn)闊o(wú)水CaCl2與NH3能反應(yīng)。(3)當(dāng)氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，若采用洗氣裝置除雜，通常是除雜在前，干燥在后。若用加熱裝置除雜，通常是干燥在前，除雜在后。(4)尾氣處理裝置應(yīng)與大氣相通，如圖所示裝置不能作為尾氣處理裝置。3．常見(jiàn)改進(jìn)的尾氣吸收裝置題組一常見(jiàn)氣體的凈化1．有關(guān)氣體的除雜或收集方法。下列說(shuō)法合理的是(

)A．要除去NO中混有的NO2，可以將混合氣體先通過(guò)足量水，然后用無(wú)水CaCl2干燥B．CO2中混有的CO氣體可用點(diǎn)燃法除去C．除去H2S中混有的水蒸氣，用濃硫酸干燥即可D．如圖裝置只能用來(lái)收集CO2，不能收集H2、NH3等A解析：A項(xiàng)，NO中混有NO2時(shí)，先通過(guò)足量水，NO2與水發(fā)生反應(yīng)得到稀硝酸和NO，然后通過(guò)無(wú)水CaCl2干燥即可得到純凈的NO，正確；B項(xiàng)，由于CO2不支持燃燒，無(wú)法用點(diǎn)燃法除去CO2中混有的CO，可將混合氣體通過(guò)灼熱的CuO，利用CO的還原性將CO除去，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2S具有還原性，能被濃硫酸氧化，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，用題圖裝置收集氣體時(shí)，從a端進(jìn)氣可收集CO2等密度比空氣大的氣體，從b端進(jìn)氣可收集H2、NH3等密度比空氣小的氣體，錯(cuò)誤。2．(2021·山西孝義聯(lián)考)已知飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱可制備氮?dú)狻＠萌缦卵b置制取氮?dú)?，并用氮?dú)庵苽銫a3N2，Ca3N2遇水發(fā)生水解反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)中有氧氣，為防止氧氣與鈣反應(yīng)，應(yīng)利用裝置③除去氧氣，而NaOH與O2不反應(yīng)，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，裝置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成NH3和Ca(OH)2，NH3可以使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，正確。答案：C題組二尾氣處理方法3．雙球洗氣管是一種多用途儀器，常用于除雜、氣體干燥、氣體吸收等實(shí)驗(yàn)操作。如圖是一個(gè)以雙球洗氣管為尾氣處理裝置，用吸收劑X吸收氣體Y的情形，其中符合事實(shí)的組合是(

)B解析：A項(xiàng)，Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，不能被吸收，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，因HCl極易溶于水，則極易被吸收，正確；C項(xiàng)，SO2能用濃硫酸干燥，但不能被吸收，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，NO有毒，不能直接排放到大氣中，且NO不能與NaOH反應(yīng)，不能被吸收，錯(cuò)誤。4．(2021·廣州期末聯(lián)考)MnSO4·H2O是一種易溶于水的微紅色斜方晶體，某同學(xué)設(shè)計(jì)下列裝置制備硫酸錳：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．裝置Ⅰ燒瓶中放入的藥品X為銅屑B．裝置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率C．裝置Ⅲ用于吸收未反應(yīng)的SO2D．用裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O需經(jīng)歷蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥的過(guò)程A解析：Cu與濃硫酸常溫下不反應(yīng)，X不可能為Cu，A項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置Ⅱ中用“多孔球泡”，增大接觸面積，可增大SO2的吸收速率，B項(xiàng)正確；裝置Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾氣，C項(xiàng)正確；用裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥的過(guò)程，D項(xiàng)正確。巧記四個(gè)“3”3類氣體發(fā)生裝置，3種氣體凈化裝置、3種氣體收集裝置，3類尾氣處理裝置。1．(2019·高考全國(guó)卷Ⅲ)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是(

)A解析：A錯(cuò)：將Cl2通入碳酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2Na2CO3＋H2O===NaCl＋NaClO＋2NaHCO3，不能制取較高濃度的次氯酸溶液。B對(duì)：在過(guò)氧化氫溶液中加入少量二氧化錳作催化劑，可加快氧氣的生成速率。C對(duì)：加入飽和碳酸鈉溶液可以中和乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于析出。D對(duì)：向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸，應(yīng)用強(qiáng)酸制弱酸的原理，可以制備二氧化硫氣體。2．(2017·全國(guó)高考卷Ⅰ)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒(méi)食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說(shuō)法正確的是(

)A．①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒(méi)食子酸溶液B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過(guò)聲音判斷氣體純度C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱D．裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣B解析：裝置Q是啟普發(fā)生器，是氫氣的發(fā)生裝置，裝置排列順序是氫氣發(fā)生裝置→安全瓶→除去HCl、O2裝置→除去H2S裝置→干燥氫氣裝置→氫氣還原氧化鎢裝置→尾氣處理裝置。Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑、ZnS＋2HCl===ZnCl2＋H2S↑，用裝置Q制