2020学年度高三化学第一轮复习学案 常见气体的制备与收集 新课标 人教版

2020年高三化学首轮复习中常见气体的制备与收集第2节常见气体的制备和收集基础知识根据考试大纲的要求，中学生应掌握13种气体的实验室制备方法，包括O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、H2S、NH3、CH4、C2H4、C2H2等。包括药物选择、反应原理、仪器设备、操作要点、净化、干燥、收集、检验、尾气处理等一系列基础知识和技能。1.气体发生器通常，气体发生装置是根据反应物的状态和反应条件设计的。一般来说，气体发生装置有以下几种类型(见下图)固体反应物被加热以产生气体液体反应物不会加热产生气体液体反应物被加热以产生气体例1。实验室使用以下设备和试剂制备少量氯化氢气体(见图7-5)试剂：浓硫酸浓盐酸盐固体硫酸氢钠固体二氧化锰固体请用实验装置的号码(a，b )回答：(1)如果选择了试剂和，则选择的装置为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)如果选择了试剂 ，则选择的装置为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)为快速制备氯化氢，选择的装置为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。2.气体收集方法根据气体的密度、溶解度和稳定性，气体收集方法可分为三种类型：(1)排水和集气方法它适用于不溶于水或微溶于水且不与水反应的气体。本发明的优点是收集的气体纯度高，容易判断收集的气体是否充满。如果某些气体在水中有一定的溶解度或与水的反应很弱，可以通过向水中加入电解质来抑制与水的反应。例如，较高浓度的Cl2可以通过排出饱和盐水来收集。(设备见图7-6a)(2)向上排气收集方法它适用于不与空气反应且密度比空气高的气体。(设备见图7-6B)(3)向下排气集气法它适用于不与空气反应且密度低于空气的气体。(该装置如图7-6c所示)3.常见气体制备原理及设备选择气体反作用原理生成设备收集设备有关注意事项O2Aa或b共同点：(1)气密性检查(2)试管口稍微向下倾斜(3)如果使用引流方法，在实验后取出导管和酒精灯差异：收集氨气仪器应该干燥甲烷无水碳酸氢钠和碱石灰一起加热。Aa或cNH3Ac气体反作用原理生成设备收集设备有关注意事项氘活性更高的金属(锌)与稀强酸(如H2SO4、HCl，但不是硝酸或浓H2SO4)的置换反应Ca或c(1)当使用长颈漏斗进行液体密封时(2)SO2(Na2SO 3粉末)、NO2(更强的热释放)和C2 H2(CAC 2与H2O的粉末化)的生产不能使用cape发生器。(3)硫酸不用于生产二氧化碳(因为硫酸钙微溶)(4)硝酸或浓H2SO4(抗氧化)不能用于H2S生产二氧化碳CbH2S硫酸亚铁和盐酸或稀硫酸进行复分解反应CbSO2将无水Na2SO3粉末与中浓度H2SO4进行复分解反应BbNO2铜和浓硝酸BbC2H2电石与水反应BaCl2e或db或a(1)引流方法结束后应先将导管收回火中(2)反应物均为液体，应加入碎瓷片以防止爆炸和沸腾。(3)生产乙烯，温度控制在170(4)设置Cl2可用排饱和盐水氯化氢盐和浓H2SO4(非挥发性酸和挥发性酸的盐)进行复分解反应。e或db不e或daC2H4Fa4.尾气处理装置有毒或污染尾气必须进行处理，常用尾气处理装置，如图7-7所示。一般来说，吸收液通常用来吸收这些有害气体。甲、乙、丙是溶解度低的尾气处理装置，丁是溶解程度高、吸收速度快的尾气处理装置，难吸收的尾气，如一氧化碳，应在最后燃烧去除，如塑料袋，也可用于盛装废气。5.气体净化和干燥气体净化干燥装置(2)饱和酸盐溶液能吸收和转化杂质气体，如：饱和碳酸氢钠溶液可以去除混合在二氧化碳中的氯化氢、二氧化硫和其他强酸性气体。饱和亚硫酸氢钠溶液可以去除氯化氢、SO3和其他混合在SO2中的气体。饱和亚硫酸氢钠溶液可以去除H2S混合的氯化氢气体。(3)浓H2SO4:混合在H2的水蒸气、二氧化硫、氯化氢、一氧化碳、二氧化氮、甲烷和其他气体可以通过其吸水作用除去。然而，由于浓H2SO4具有强氧化作用，因此不能用于干燥强还原气体，如H2S、HBr、HI等。(4)酸性高锰酸钾溶液：由于其强氧化性，可去除还原性气体，如CO2气体中混合的SO2和H2S。(2)干燥管和U形管通常填充有固体干燥剂。常见的固体干燥剂有：(1)酸性干燥剂，用于干燥酸性气体。如P2O5、硅胶等。(2)碱性干燥剂，用于干燥碱性气体。如氧化钙、碱石灰、固体氢氧化钠等。中性干燥剂能干燥碱性气体和酸性气体。例如氯化钙(但是氯化钙不能干燥NH3)。(3)双向加热管通常填充有固体杂质去除剂，其与混合气体中的组分反应。例如，铜与混合气体中的O2反应以去除O2。此外，固体无水硫酸铜通常放入干燥管中，通过颜色变化来检查水蒸气的存在(硫酸铜不能用作干燥剂，因为其吸水率低)。CO2和H2O(气体)也可以通过Na2O2固体转化为O2。6.防堵安全装置(如图7-9所示)7.防反吸安全装置(见图7-10)例2。以下气体可以用图7-11所示的装置收集：H2、氯气、甲烷、氯化氢、氨气、一氧化氮、二氧化硫(1)如果集气瓶干燥，气体从甲进入，有_ _ _ _ _ _，气体从乙进入，气体为_ _ _ _ _ _。(2)如果集气瓶装满水，收集气体并测量气体体积，可收集和测量的气体体积为_ _ _ _ _ _；此时，气体应从_ _ _ _ _管道进入，并从_ _ _ _ _通向量筒。实施例3和图7-12是一套用于产生、干燥和收集气体的实验室气体生产设备。下列物质可以用这个装置进行实验的是()A.废铜和浓硝酸b .二氧化锰和浓HClC.碳酸钙和稀盐酸例4。实验室可以用图7-13所示的装置分离和干燥一氧化碳和二氧化碳混合气体。众所周知，a和b都是活塞。试着回答：(1)甲瓶装_ _ _ _ _ _溶液，乙瓶装_ _ _ _ _ _溶液，分液漏斗装_ _ _ _ _ _溶液。(2)当一氧化碳和二氧化碳的混合物通过装置时，首先分离出_ _ _ _ _ _气体。活塞操作是关闭_ _ _ _ _ _打开_ _ _ _ _ _，然后获得_ _ _ _ _ _气体。活塞操作是关闭_ _ _ _ _ _打开_ _ _ _ _ _。例5:将一些新制成的白色无水硫酸铜粉末和约10毫升酒精放入烧瓶a中，将浓盐酸放入锥形瓶b中，将浓硫酸分别放入分液漏斗c和广口瓶d中，将新制成的碱石灰装入干燥管f中，用烧杯h作为水浴(如图7-14所示)。打开分液漏斗C，慢慢向B中加入浓硫酸，然后D瓶的出口孔将不断产生气体。几分钟后，烧瓶A中的硫酸铜会变成蓝色。如果此时在水浴中加热，从F端排出的气体经过净化后会被点燃，产生特殊颜色的火焰。请回答：(1)从B中逸出的气体为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)瓶d的功能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)甲瓶中硫酸铜的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)e的角色是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(5)F端口的可燃气体为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _演讲和训练组合1.以下实验操作方法是错误的： ()(CO2中所含的一氧化碳可以通过点燃来去除；(2)N2所含的二氧化氮可以通过引入水来去除(3)从溴苯中去除杂质溴，加入碘化钾溶液生成KBr去除杂质溴(4)甲苯含有少量的苯酚，可通过加入溴水沉淀除去。A.B.C.D.c(一)ABab(二)2.由装置A、装置B和乳胶管组成的装置用于收集干燥的NH3气体(装置A已检查气密性；(2)可用的试剂包括碱石灰、水和酚酞。回答以下问题：(1)气体流经装置的顺序为：NH3 _ _ _ _ _ _(2)干燥剂碱石灰应放置在_ _ _ _ _ _(填写广口瓶的编码)；(NH3气体被完全收集的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。3.使用图中所示的设备生产氢气。将粗锌颗粒放在塑料隔板上。漏斗和带有支管的试管充满稀硫酸。如果弹簧夹打开，酸将从漏斗中向下流动，试管中的液位将上升，与锌颗粒接触并发生反应。生成的H2将从支管中导出。如果弹簧夹关闭，试管中的液位将下降，漏斗中的液位将上升，酸性溶液将脱离与锌颗粒的接触，反应将自动停止。需要时，弹簧夹可以打开产生氢气。这是一种只在室温下使用，按需停止的气体发生装置。回答以下问题：(1)为什么闭合弹簧夹试管中的液位会下降？(2)在加入反应物之前，如何检查该装置的气密性？(3)从以下三个反应中选择气体生产装置能够产生的气体，该气体生产装置在生产时停止，并填写下表中的空白：(1)大理石与盐酸反应制备二氧化碳；(2)黄铁矿与盐酸反应生成硫化氢(3)用二氧化锰催化分解过氧化氢制备氧气气体名称收集方法校准方法(4)盐与浓硫