1、专题讲座三 气体的实验室制备、净化和收集知识梳理 1 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：发生装置：制备气体：O2、NH3、CH4等(1)固体固体气体(2)固体液体或液体液体气体 发生装置：制备气体：Cl2、C2H4等(3)固体液体(不加热)气体 发生装置：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所有气体。例1 下列制备和收集气体的实验装置合理的是()解析答案 例2(1)如图是实验室制取某些气体的装置。该制气装置在加入反应物前，应事先进行的操作是_。若用该装置制取O2，反应物除了可选择二氧化锰和
2、_(填试剂名称)外，还能选择_(填试剂化学式)和水。利用该装置还可制取_(填字母)等气体。a.H2b.CO2c.NH3 d.SO2解析 制备气体的装置在加入反应物之前均应先检查装置的气密性。该装置所制气体应满足固体(液体)和液体不需加热制备气体。符合此条件的制备氧气的反应可为H2O2在MnO2作催化剂时分解，或Na2O2与H2O反应。该装置可制备的气体有H2、CO2、O2、NH3等。abcd检查装置气密性双氧水(或 过氧化氢)Na2O2解析答案(2)此装置中加入漂白粉和浓盐酸也可以制取Cl2。写出该反应的离子方程式：_。若使用在空气中放置的漂白粉和浓盐酸发生反应，则制取的Cl2中可能含有的杂质
3、为_。解析 ClO、Cl在酸性条件下可发生归中反应生成Cl2。漂白粉在空气中放置会部分变为CaCO3，浓盐酸有很强的挥发性，因而制取的Cl2中常含有HCl、CO2和H2O(g)。ClOCl2H=Cl2H2OHCl、CO2、H2O(g)解析答案 3.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；先除易除的杂质气体。(2)气体干燥净化装置 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述中的装置除O2，除杂试剂是Cu粉。类型 液态 干燥剂 固态 干燥剂 固态 干燥剂 固体，加热 装置 常
4、见 干燥 剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等 4.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，又不与水反应的气体 O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等 排空气法 向上排空气法 密度大于空气且不与空气中成分反应 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 5.尾气处理的原因和方法(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
5、法：一般根据气体的相关性质，使其转换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。例3 为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入()饱和NaHCO3溶液；无水CaCl2固体 饱和NaHCO3溶液；浓硫酸 浓硫酸；饱和NaHCO3溶液 饱和Na2CO3溶液；稀硫酸 A.B.C.D.解析答案 例4 用下列装置进行对应的实验(部分仪器已省略)，能达到实验目的的是()D解析 A项，气体应“长进短出”；B项，HCl易溶于水会倒吸；C项，测馏分的温度，温度计水银球应在支管口附近。解析答案 专题集训 2 解析
6、答案 1234567891.下列关于气体制备的说法不正确的是()A.用碳酸钠粉末可以制备CO2 B.用铁片和稀H2SO4反应制取H2时，为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4 C.加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3 D.用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同解析 浓H2SO4会使铁钝化。B解析答案 1234567892.下列选用的实验仪器或实验装置符合实验要求且安全的是()解析答案 1234567893.以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是()解析 A项可通过控制加入液体的量来控制产生气体的量；C、D两项中装置类似于启普发生器，可通过
7、活塞的开关调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。B1234567894.(2013安徽理综，8)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()123456789选项 a中的物质 b中的物质 c中收集 的气体 d中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 解析答案 解析答案 1234567895.用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是()1234567896.如图
8、所示的装置常用于制取气体并检验气体的性质。下列有关说法正确的是()A.关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有气泡从水中冒出，停止加热后，干燥管内有一段稳定的水柱形成，表明装置不漏气B.若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为稀盐酸，B中所用药品为KMnO4固体，C中为品红溶液 解析答案 123456789C.若装置用于制取SO2并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为浓硫酸，B中所用药品为Na2SO3固体，C中为酸性KMnO4溶液 D.若实验时B中盛放固体NaOH，A中为浓氨水，C中为稀AgNO3溶液，则实验过程中，C试管中看不到明显的实验现象1234567897.(
9、2013海南，6)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()解析答案 123456789A.abcdeefgh B.aedcbhig C.adecbhig D.acbdehif1234567898.N2在诸多领域中用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。查阅资料N2的制法有下列三种方案：方案1：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。方案2：加热条件下，以NH3还原CuO可制得N2，同时获得活性铜粉。方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。实验准备以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图
10、(部分夹持和加热仪器未画出)。123456789解析答案 123456789分析交流(1)若以方案1制得N2，应选择的发生装置是_。解析 方案1为加热两种液态物质，符合此条件的只有A装置。A解析答案 123456789(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是_(填字母)。获得N2的反应原理是_(写反应方程式)。解析 方案2为固体和气体的反应，反应器应选择B，但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，选择E，但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰来干燥，反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的
11、氨气与氮气一同导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以除去氨气。EDBC2NH33CuO=3CuN23H2O解析答案 123456789(3)若以排水法收集N2，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法，其原因是_。你提出的收集方法是_。解析 排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。因此利用可以直接排空内部空气的装置来收集氮气。N2与空气密度大小接近，收集的氮气中易混入氧气等成分 用真空气囊收集(其他合理答案也可)1234567899.“84”消毒液与硫酸溶液反应可以制取氯气(NaClONaClH2SO4Na2SO4Cl2H2O)，为探究氯气的性质，某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置。=
12、解析答案 123456789请回答下列问题：(1)从装置中选择合适的制气装置(A处)_(填序号)。解析答案 123456789(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也退色，其原因可能是_，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进方法：_。解析 氯气中混有水蒸气时，会生成具有漂白性的HClO；为了检验具有漂白性的是次氯酸，而不是氯气，通入装置B中的应是干燥的氯气，因此需加干燥装置。产生的氯气中在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶含有水蒸气，两者反应生成次氯酸(或干燥装置)解析答案 123456789(3)为了验证氯气的氧化性，将氯气通入Na2SO3溶液中，写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式：_。解析 氯气通入亚硫酸钠溶液中，亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，氯气被还原为氯离子。Cl2SO23 H2O=SO24 2Cl2H123456789解析答案(4)将氯气通入饱和NaHCO3溶液中能产生无色气体，已知酸性：盐酸碳酸次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有_。解析 酸性：盐酸碳酸次氯酸，所以盐酸能与碳酸氢钠溶液反应生成CO2，而次氯酸与碳酸氢钠溶液不反应。HCl(或盐酸)