1、专题讲座二常见气体的实验室制备、净化和收集1气体制备实验的基本思路2常见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)固体固体气体制备气体：O2、NH3等。(2)固体(或液体)液体气体制备气体：Cl2、C2H4等。(3)固体液体气体制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体，如CO2、H2、H2S、O2等。3气体发生装置的创新(1)“固体固体气体”装置的创新创新的目的：用于加热易熔化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体流向试管口，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。(2)“固体(或液体)液体气体”装置的创新图A的改进优点是能控
2、制反应液的温度。图B的改进优点是圆底烧瓶和分液漏斗中的压强相等，便于液体顺利流下。(3)“固体液体气体”装置的创新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：不损失主体气体；不引入新的杂质气体；在密闭装置内进行；先除易除去的杂质气体；先除杂后干燥。(2)气体干燥、净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥或除杂试剂浓H2SO4(具有酸性和强氧化性)无水氯化钙(呈中性)、碱石灰(呈碱性)Cu、CuO、Mg等例如，当CO2中混有O2杂质时，应选用上述装置中的装置除O2，除杂试剂是Cu粉。5气体的收集方法收集方法收
3、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、NH36.集气装置的创新排液集气装置装置：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。饱和食盐水收集Cl2。饱和NaHCO3溶液收集CO2。饱和NaHS溶液收集H2S。四氯化碳收集HCl或NH3。装置：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)
4、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)尾气处理装置实验室制取Cl2时，尾气处理可采用b装置。实验室制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。实验室制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。1如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是()选项气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀硝酸CaCO3浓硫酸解析
5、：选D。 A项，氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，不正确；B项，铜与浓硫酸反应需要加热，且酸性高锰酸钾溶液能氧化SO2，不正确；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，且NH3不能用向上排空气法收集，不正确。2关于下列各装置图的叙述中，正确的是()A装置是洗气装置，可用于除去氯气中的氯化氢B实验室用装置制取氨C装置可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色D装置中X若为四氯化碳，可用于吸收氨，并防止倒吸解析：选D。装置做洗气装置时，应长进短出；用装置制取氨时试管口应略向下倾斜；制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入新制硫酸亚铁溶液中；由于氨在四氯化碳中的溶解度很小，可以防止倒吸。3用如图所示装置
6、进行实验，下列实验现象描述错误的是()选项试剂甲试剂乙试剂丙丙中的现象A稀盐酸CaCO3Na2SiO3溶液有白色沉淀生成B浓硫酸Na2SO3BaCl2溶液有白色沉淀生成C过氧化氢MnO2酸性淀粉KI溶液溶液变为蓝色D浓盐酸KMnO4Na2S溶液有淡黄色沉淀生成解析：选B。A项，稀盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡不反应，错误；C项，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，淀粉遇碘显蓝色，正确；D项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质S，产生淡黄色沉淀，正
7、确。4(双选)(2021济南模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是()A装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2B装置B具有除杂和贮存气体的作用C实验结束后，振荡D会观察到液体分层且下层呈紫红色D利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱解析：选AC。根据装置图，装置A没有加热，故烧瓶内的试剂应为KMnO4，高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为2KMnO416HCl(浓)=2KCl5Cl22MnCl28H2O，A错误；制备的氯气中含有少量挥发出来的氯化氢气体，可用饱和食盐水除去，根据装置图可知，装置B具有除杂和贮存气体的作用，B正确；根据萃取原理，苯的密
8、度比水小，故振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色，C错误；根据装置C、D中的颜色变化可知，装置A制备的氯气与装置C中的溴化钠反应生成溴单质，将生成的液溴滴入D装置中，可生成碘单质，证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱，D正确。5(2020滕州模拟)用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，能达到实验目的的是()选项a中试剂b中试剂c中试剂实验目的装置A氨水CaO无制取并收集氨B浓盐酸MnO2饱和NaCl溶液制备纯净的Cl2C浓盐酸Na2CO3Na2SiO3溶液比较酸性强弱：H2CO3H2SiO3D浓硫酸Na2SO3酸性KMnO4溶液验证SO2具有还原性解析：选D。A.氨水中的水可以和氧化
9、钙反应，且反应过程放热，使氨在水中的溶解度降低，可以用来制取氨，但是由于氨的密度小于空气，故在收集氨时需要短导管进长导管出，故不能达到实验目的，A错误；B.浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气的过程需要加热，图中没有加热装置，且没有干燥装置，故不能达到实验目的，B错误；C.浓盐酸具有挥发性，与碳酸钠反应时除了有二氧化碳生成外，还有氯化氢溢出，两种气体通入硅酸钠溶液中均能产生沉淀，故不能判断碳酸与硅酸酸性的强弱，故不能达到实验目的，C错误；D.浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，将二氧化硫气体通入酸性高锰酸钾溶液中，二氧化硫被酸性高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以验证二氧化硫的还原性，故能达到
10、实验目的，D正确。6如图是用于气体制备、干燥、性质验证的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：(1)当仪器连接顺序为ACBBD时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是_，D装置的作用是_。(2)为了使B装置中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有_(写一种)。(3)加热前必须进行的操作是_。解析：(1)A装置中锌片与稀硫酸反应生成H2，C装置是对H2进行干燥，然后依次通过分别盛有CuO、无水CuSO4粉末的B装置；通过CuO时，氢气与CuO反应生成Cu和H2O；
11、通过无水CuSO4粉末时，可以检验生成的水，故此实验的目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物；D装置的作用是防止空气中的水蒸气进入B装置，干扰产物H2O的检验。(2)为了使B装置中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可以减缓A装置中产生氢气的速率，如控制稀硫酸的滴入速率、控制烧瓶的温度等。(3)加热前必须检验装置中空气是否排尽(或检验氢气是否纯净)。答案：(1)验证H2的还原性并检验其氧化产物防止空气中的水蒸气进入B装置，干扰H2氧化产物的检验(2)控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下(或向烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案均可)(3)检验装置中空气是否排尽(
12、或检验氢气是否纯净)7(2021江苏宜兴中学模拟)氨是一种重要化合物，在工农业生产、生活中有着重要作用。“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸(固定装置略去)：(1)A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是_。(2)C装置中发生反应的化学方程式为_。(3)反应后，装置E中除存在较多的H外，还可能存在的一种阳离子是_，试设计实验证明这种离子的存在：_。(4)下列装置可以同时起到D、E装置的作用的是_(填字母)。解析：(1)该实验中需要氧气和氨，且该装置中的反应物是固液混合，所以液体是浓氨水，固体是过氧化钠，即烧瓶
13、中盛放的药品是Na2O2。(2)C装置中发生氨的催化氧化：4NH35O24NO6H2O。(3)反应过程中氧气和氨还有剩余，由2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO，NH3HNO3=NH4NO3可知，在E中有NH4NO3，所以另一种阳离子是铵根离子。取E中少许溶液于一支洁净的试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH。(4)D、E装置的作用是防止倒吸、制取硝酸，故选b。答案：(1)Na2O2(2)4NH35O24NO6H2O(3)NH取E中少许溶液于一支洁净的试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH(4)b