2024高考化学一轮复习讲义（学生版）：第5章 第29讲常见气体的实验室制备、净化和收集.docx

第29讲　常见气体的实验室制备、净化和收集 [复习目标]　1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体eq \o(――→,\s\up7(△))气体 制备气体：____、____、CH4等。 (2)固体＋液体(或液体＋液体)eq \o(――→,\s\up7(△))气体 制备气体：Cl2、C2H4等。 (3)固体＋液体(不加热)―→气体 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3．常见气体典型制备装置举例 (1)Cl2的实验室制备 (2)SO2的实验室制备 (3)NH3的实验室制备 4．气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 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 装置图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常见试剂 浓H2SO4 (酸性、强 氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 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，且不与水反应的气体 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 (1)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。 (2)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A瓶中收集到气体。 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，尾气的处理可采用a、c装置。 ③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。 8．防倒吸装置 肚容式 分液式 1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 一、气体的制备、净化和收集 1．根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是(　　) 选项 a中的 物质 b中的 物质 实验目的、试剂和操作 实验目的 c中的物质 进气方向 A 稀硝酸 Cu 收集贮存NO 水 N→M B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2的氧化性 品红溶液 M→N C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N 2.根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是(　　) A．制备收集C2H4：连接a→c→g B．制备收集NO：连接b→c→e→d C．制备收集NH3：连接b→d→e→c D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d 二、气体制备装置的改进与创新 3．制备适量SO2，利用如图装置设计实验比较H2SO3、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱，并探究SO2的化学性质，下列说法错误的是(　　) A．试剂Y是品红溶液，用来检验产物是SO2 B．试剂Z是NaOH溶液，用来处理尾气 C．溴水褪色，证明SO2具有还原性 D．试剂X可以是酸性高锰酸钾溶液 4．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是(　　) 5．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是(　　) A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸 B．C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH3eq \o(=====,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2 C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯 D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置 6．[2021·天津，15(1)(2)(3)(4)]某化