专题三 常见气体的制备

1、第二部分第二部分 重点专题突破重点专题突破专题三专题三 常见气体的制备常见气体的制备重难点突破重难点突破青果学院视频青果学院视频几种几种常见气体的制备（常见气体的制备（1 1）青果学院视频青果学院视频几种几种常见气体的制备（常见气体的制备（2）重难点一重难点一 气体发生装置和收集装置气体发生装置和收集装置1. 气体发生装置气体发生装置 发生装置的选择由发生装置的选择由反应物的状态和反应条件反应物的状态和反应条件决决定。两种类型如图所示：定。两种类型如图所示：（1）固体和固体、固体反应加热型固体和固体、固体反应加热型适用于适用于KClO3、KMnO4反应制取反应制取O2，（，（NH4）2SO4与

2、与Ca(OH)2反应制取反应制取NH3等（如图等（如图1）。）。（2）液体和固体反应不加热型液体和固体反应不加热型（适用于（适用于H2O2制制取取O2、CaCO3与与HCl反应制取反应制取CO2、Zn与稀与稀H2SO4反应制取反应制取H2、FeS与稀与稀HCl反应制取反应制取H2S等）等）（如图（如图2）。）。图图2中装置中装置与装置与装置相比的优点：可连续制取相比的优点：可连续制取并控制反应速率。并控制反应速率。使用这类装置应注意：使用这类装置应注意：若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端应伸入液面若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端应伸入液面以下；以下；块状固体大小应适当，不能太小，防止反应块状固体大小应适

3、当，不能太小，防止反应太剧烈，不易控制反应速率和收集气体。太剧烈，不易控制反应速率和收集气体。2. 气体收集装置气体收集装置 收集装置的选择主要由收集装置的选择主要由气体的密度和气体的气体的密度和气体的溶解性溶解性决定。常见几种收集方法如下：决定。常见几种收集方法如下：图图3图图4（1）排空气集气法（如图）排空气集气法（如图3） 所收集的气体不与空气中的任何成分反应，且所收集的气体不与空气中的任何成分反应，且其密度与空气密度相差较大。密度比空气大（相其密度与空气密度相差较大。密度比空气大（相对分子质量大于对分子质量大于29）的气体用向上排空气法（如）的气体用向上排空气法（如O2、CO2、H2S

4、、SO2等），密度比空气小（相对等），密度比空气小（相对分子质量小于分子质量小于29）的气体用向下排空气法（如）的气体用向下排空气法（如H2、CH4、NH3等）。等）。（2）排水集气法（如图）排水集气法（如图4） 不易溶于水或难溶于水且不与水发生反应的不易溶于水或难溶于水且不与水发生反应的气体可用排水法收集（如气体可用排水法收集（如H2、O2、CO、CH4等）。等）。重难点二重难点二 气体的检验和验满气体的检验和验满氧气氧气二氧化碳二氧化碳检验检验方法方法将带火星的木条伸将带火星的木条伸入集气瓶中，木条入集气瓶中，木条复燃复燃通入澄清石灰水中，通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊

5、验满验满方法方法将带火星的木条伸将带火星的木条伸到集气瓶瓶口，木到集气瓶瓶口，木条复燃且燃烧更旺条复燃且燃烧更旺将燃着的木条伸到将燃着的木条伸到集气瓶瓶口，木条集气瓶瓶口，木条熄灭熄灭重难点三重难点三 气体的净化、干燥和尾气处理气体的净化、干燥和尾气处理1. 常见气体的净化常见气体的净化（1）所用装置）所用装置（2）气体的净化试剂）气体的净化试剂需除的气体需除的气体净化试剂及方法净化试剂及方法CO2NaOH溶液溶液HClNaOH溶液、溶液、Na2CO3溶液、饱和溶液、饱和NaHCO3溶液溶液H2先通过灼热的先通过灼热的CuO将其氧化为水，将其氧化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收再用浓硫酸或碱石灰吸

6、收（2）气体的净化试剂）气体的净化试剂需除的气体需除的气体净化试剂及方法净化试剂及方法CO先通过灼热的先通过灼热的CuO将其氧化为将其氧化为CO2，再用再用NaOH溶液吸收溶液吸收O2通过灼热的铜网通过灼热的铜网【特别提醒特别提醒】净化气体所用的试剂应根据气体的】净化气体所用的试剂应根据气体的性质来选定。净化的试剂只能吸收杂质气体，不性质来选定。净化的试剂只能吸收杂质气体，不能吸收待净化的气体。如能吸收待净化的气体。如CO2中混有中混有HCl时，不时，不能用能用NaOH溶液和溶液和Na2CO3溶液，因为它们既会吸溶液，因为它们既会吸收收HCl，也会吸收，也会吸收CO2，所以要选用只吸收，所以要

7、选用只吸收HCl而而不吸收不吸收CO2的饱和的饱和NaHCO3溶液。溶液。2. 常见气体的干燥常见气体的干燥（1）所用装置）所用装置（2）常见气体的干燥剂及可干燥的气体）常见气体的干燥剂及可干燥的气体分类分类干燥剂干燥剂可干燥的气体可干燥的气体不能干燥不能干燥的气体的气体酸性酸性浓硫酸浓硫酸H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl等等NH3等碱等碱性气体性气体碱性碱性生石灰、碱生石灰、碱石灰、固体石灰、固体氢氧化钠氢氧化钠H2、O2、CO、CH4、N2、NH3等等CO2、SO2、HCl等酸性等酸性气体气体分类分类干燥剂干燥剂可干燥的气体可干燥的气体不能干燥不能干燥的气体的气体中性

8、中性 无水氯化钙无水氯化钙H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2等等NH33. 尾气处理尾气处理（1）常用装置）常用装置（2）常用方法）常用方法燃烧法燃烧法(图图1)：对于可燃性气体可采用此种方法，：对于可燃性气体可采用此种方法，使其通过燃烧转化为无害的物质，如使其通过燃烧转化为无害的物质，如CO。水封法（即将气体通入水中）：这种方法适用水封法（即将气体通入水中）：这种方法适用于水溶性较大的气体，如氯化氢和氨气的尾气处于水溶性较大的气体，如氯化氢和氨气的尾气处理就是采用了这种方法。这种方法的操作必须注理就是采用了这种方法。这种方法的操作必须注意防止因气体溶解太快而出现倒吸现象。意防止因

9、气体溶解太快而出现倒吸现象。吸收法（图吸收法（图2）：即将酸性气体通入到碱溶液）：即将酸性气体通入到碱溶液中，碱性气体通入到酸溶液中，使这些气体与中，碱性气体通入到酸溶液中，使这些气体与溶液反应生成不具挥发性的盐类。如溶液反应生成不具挥发性的盐类。如CO2、SO2等酸性气体，其尾气就可以通入到氢氧化钠溶等酸性气体，其尾气就可以通入到氢氧化钠溶液中。液中。收集法（图收集法（图3）：此种方法在导管出口套一只）：此种方法在导管出口套一只气球，收集未反应完全或反应生成的气体。常气球，收集未反应完全或反应生成的气体。常用于有毒气体的收集。用于有毒气体的收集。【特别提醒特别提醒】多功能瓶的使用多功能瓶的使

10、用图示图示操作目的操作目的 气体进气体进出方向出方向举例与原理举例与原理收集密度收集密度大于空气大于空气的气体的气体a进进b出出（长进短（长进短出）出）收集收集CO2、O2,进进入的气体聚集在入的气体聚集在集气瓶下方集气瓶下方收集密度收集密度小于空气小于空气的气体的气体b进进a出出（短进长（短进长出）出）收集收集H2，进入的，进入的气体聚集在集气气体聚集在集气瓶上方瓶上方图示图示操作操作目的目的气体进气体进出方向出方向举例与原理举例与原理排水排水法收法收集气集气体体b进进a出（短出（短进长出）进长出）收集收集H2、O2(进入进入的气体聚集在集的气体聚集在集气瓶上方，水从气瓶上方，水从下方导管被

11、压出下方导管被压出)洗气洗气或干或干燥燥a进进b出（长出（长进短出）进短出）浓硫酸干燥浓硫酸干燥O2或或NaOH溶液吸收溶液吸收CO2经典示例经典示例例例（14安徽安徽）某化学兴趣小组设计了一组）某化学兴趣小组设计了一组“吹吹气球气球”实验，三套装置如图：实验，三套装置如图：青果学院视频青果学院视频引发气压差的引发气压差的因素和常见现象因素和常见现象（1）甲装置：）甲装置：仪器仪器a的名称为的名称为_；向向a中加水会看到气球胀大，一段时间内气球中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明该装置气密性大小没有变化，说明该装置气密性_。（2）乙装置：）乙装置：若生成若生成O2使气球胀大，

12、则锥形瓶中所装的固体使气球胀大，则锥形瓶中所装的固体物质可以是物质可以是_。若生成若生成H2使气球胀大，则反应的化学方程式为使气球胀大，则反应的化学方程式为_.长颈漏斗长颈漏斗良好良好MnO2（其他合理答案均可其他合理答案均可）Zn+H2SO4 ZnSO4+H2（其他合理答案均可）（其他合理答案均可）若锥形瓶中装有若锥形瓶中装有NaOH固体，分液漏斗中加入固体，分液漏斗中加入少量水，则气球胀大的主要原因是少量水，则气球胀大的主要原因是_。（3）丙装置：）丙装置：若锥形瓶中盛满若锥形瓶中盛满CO2，欲使气球胀大，则分液漏斗，欲使气球胀大，则分液漏斗中的液体可以是中的液体可以是_。 NaOH溶于水

13、溶于水放热，空气受热膨胀，压强增大，导致气球膨胀放热，空气受热膨胀，压强增大，导致气球膨胀 NaOH溶液（答案补充：溶液（答案补充：Ba(OH)2溶液或溶液或KOH溶液等可溶性碱溶液）溶液等可溶性碱溶液）【方法指导方法指导】近年来，在各地初中化学考试题中，】近年来，在各地初中化学考试题中，有关有关“气球气球”的装置试题不断出现。一般涉及的装置试题不断出现。一般涉及“气球气球”的试题都与压强的变化有关系。在整个的试题都与压强的变化有关系。在整个装置体系中，不论是化学变化还是物理变化，只装置体系中，不论是化学变化还是物理变化，只要有气体的放出或气体的吸收，大多都会引起压要有气体的放出或气体的吸收，

14、大多都会引起压强的变化；另外，某些物质溶于水，也常常伴随强的变化；另外，某些物质溶于水，也常常伴随温度的变化，从而引起压强的变化，最终导致气温度的变化，从而引起压强的变化，最终导致气球形状改变。具体分为以下两种情况：球形状改变。具体分为以下两种情况：（1）气球在装置外胀大）气球在装置外胀大放出气体：在涉及放出气体：在涉及“气球气球”的装置中，一般放的装置中，一般放出气体的反应大多为固体与液体的反应，比如双出气体的反应大多为固体与液体的反应，比如双氧水（氧水（H2O2）与二氧化锰（）与二氧化锰（MnO2）、稀酸与锌）、稀酸与锌粒（粒（Zn）、纯碱）、纯碱(Na2CO3)、大理石（主要成分、大理石

15、（主要成分CaCO3）或小苏打）或小苏打(NaHCO3)的反应。的反应。放热变化：氧化钙（放热变化：氧化钙（CaO）、固体氢氧化钠）、固体氢氧化钠（NaOH）或浓硫酸溶于水都放出热量；另外，）或浓硫酸溶于水都放出热量；另外，酸碱中和反应是放热反应，较活泼金属如镁酸碱中和反应是放热反应，较活泼金属如镁（Mg）或锌（）或锌（Zn）与稀盐酸、稀硫酸反应也放）与稀盐酸、稀硫酸反应也放出热量。出热量。（2）气球在装置内胀大）气球在装置内胀大吸收气体：初中化学中涉及的吸收气体的反吸收气体：初中化学中涉及的吸收气体的反应一般是二氧化碳（应一般是二氧化碳（CO2）与氢氧化钠）与氢氧化钠（NaOH）或氢氧化钙）

16、或氢氧化钙Ca(OH)2等碱溶液等碱溶液的反应。的反应。吸热变化：硝酸铵（吸热变化：硝酸铵（NH4NO3）溶于水吸收）溶于水吸收热量。热量。【解析【解析】（】（1）仪器仪器a是长颈漏斗；是长颈漏斗；加水气球加水气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明装置胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明装置气密性良好。（气密性良好。（2）分析乙装置可知，该装置分析乙装置可知，该装置适用于固体和液体常温下制取气体，实验室利用适用于固体和液体常温下制取气体，实验室利用此装置制氧气所用的固体药品是二氧化锰，液体此装置制氧气所用的固体药品是二氧化锰，液体药品是过氧化氢溶液；药品是过氧化氢溶液；实验室一般用锌粒和

17、稀实验室一般用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，反应的化学方程式为硫酸反应制取氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2；氢氧化钠固体溶于水放出热量使锥形瓶内气体氢氧化钠固体溶于水放出热量使锥形瓶内气体压强增大，大于外界大气压，在压强差的作用下压强增大，大于外界大气压，在压强差的作用下气球胀大。气球胀大。(3)分析丙装置可知，气球胀大的原因分析丙装置可知，气球胀大的原因是锥形瓶内二氧化碳与分液漏斗中的液体反应，是锥形瓶内二氧化碳与分液漏斗中的液体反应，使瓶内气体压强减小，小于外界大气压，在压强使瓶内气体压强减小，小于外界大气压，在压强差作用下，外界空气进入气球，使气球胀大。分差作用下，外界空气进入气球，使气球胀大。分析二氧化碳的化学性质可知，二氧化碳能与碱溶析二氧化碳的化学性质可知，二氧化碳能与碱溶液反应生成盐和水，推知分液漏斗中的液体是碱液反应生成盐和水，推知分液漏斗中的液体是碱溶液。溶液。【难点突破难点突破】本题难点是问题（】本题难点是问题（1）中）中和