第5章 第29讲　常见气体的实验室制备、净化和收集.docxVIP

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