一轮复习：气体的实验室制备、净化和收集

专题讲座三气体的实验室制备、净化和收集搭装置检验装置气密性装药品点燃酒精灯…类型固体+固体

气体固体/液体+固体气体固体+液体气体制备气体O2、NH3、CH4等Cl2、HCl、C2H4等H2、CO2、NO2、SO2、NO等注意事项粉末状固体应在试管口放一团棉花先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。发生装置搭装置检验装置气密性装药品点燃酒精灯…微热法加水法充气或抽气法图示原理通过升高温度增大内部压强。缩小装置中气体体积，增大压强。增大封闭气体的压强，使液滴不能滴下。通过增加或减少装置内气体的量增大或减小压强。操作塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热，若导管口有气泡产生；移开手掌后，导管末端有水上升形成稳定水柱，塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡胶管部分，从长颈漏斗向试管中注水，继续加水使漏斗中液面高于试管中液面，若静止后液面稳定不变化，证明气密性良好。一段时间后，液滴不能滴下长颈漏斗往试管内加入一定量的水，使下端浸入水中，导管上连接一个针筒，当活塞往里推一段距离，漏斗内水面上升产生，松开手后，液面恢复至原位置。密封操作——变压操作——现象——结论例：根据右图描述回答下列问题：①关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，静置后如图所示试判断：A装置是否漏气？（填“漏气”、“不漏气”或“不能确定”）

②关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？（填“漏气”、“不漏气”或“不能确定”）

，判断理由

。不管装置是否漏气，烧瓶内气压与漏斗上方的气压相等，水在重力作用下可完全流入。不漏气不能确定习题1：实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是

；检查C装置气密性的操作方法是

。(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是________(填序号，下同)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤是否与氧气反应浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)

连接一根导管，将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，说明C装置气密性良好②④(3)下图是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是____________________。(4)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的________；①CO2

②NO

③Cl2

④H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是

。b、c

③吸收尾气，防止污染空气气体的除杂方法①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。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、可燃性。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)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑：气体所含杂质净化剂净化装置示意图O2Cl2H2H2SCO2HClCO2SO2Cl2HClSO2HClH2SHClCH4C2H4HClCl2COCO2、H2ON2O2CO2CO或H2NaOH溶液CuSO4溶液饱和NaHCO3溶液饱和食盐水饱和NaHSO3溶液饱和NaHS溶液溴水四氯化碳碱石灰加热的铜网加热CuO气体净化与干燥的先后顺序(1)若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。(2)若采用加热除杂，则一般是干燥在前。①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。③中性干燥剂，如无水CaCl2。类型液态干燥剂固态干燥剂装置ⅠⅡⅢ常见干燥剂可干燥气体不可干燥气体气体干燥净化装置浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、HCl等NH3、H2S、C2H4、HBr、HI等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4、HCl等NH3等H2、O2、N2、CH4、NH3等Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等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排空气法向上排空气法密度大于空气Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气H2、NH3气体的收集排水量气装置：测量气体的体积注意事项：为减小误差，读数时①②装置量筒内外液面在同一水平线，③装置左右管水面在同一水平线③①②尾气的吸收a用于NaOH溶液吸收氯气、SO2、NO2、H2S、CO2(气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。b用于收集少量气体然后处理。c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于处理难以吸收(有毒)且可燃的气体。如H2、CO等。

通常设计化学实验时，为了保证操作人员的安全，保障实验如期顺利进行，往往要设置安全装置；一般在涉及气体的实验中最为常见。涉及到的安全问题有：防倒吸（防倒吸装置）、防堵塞（检验堵塞、防压强过大）、防爆炸（验纯，操作顺序）、防污染（尾气吸收）等安全问题。安全装置（1）防倒吸装置（易溶于水或某溶液）（2）防堵塞安全装置①液封式原理是流动的气体若在前方受阻，锥形瓶内液面下降，玻璃管中水柱上升②恒压式原理是使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液体顺利流出。1．下列制备和收集气体的实验装置合理的是 (

)D12345解析浓盐酸和MnO2在加热时才能反应，A错；B12345Al(OH)3不能溶于弱碱(氨水)，C错；SO2只能使紫色石蕊试液变红，D错。12345C12345答案

C4．表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是 (

)编号气体abcANH3浓氨水生石灰碱石灰BSO270%浓H2SO4Na2SO3固体98%浓H2SO4CNO稀HNO3铜屑H2ODNO2浓HNO3铜屑NaOH溶液12345B解析选项A，因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集；12345选项B，Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2中所含的H2O杂质用98%浓H2SO4除去，收集装置合理；选项C，不能用图示装置收集NO；选项D，NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2。答案

B12345(1)如果所制气体流向为从左向右时，上述组装的实验装置从左向右的连接顺序(填仪器序号)是______→______→______→______→______。(2)正确的操作第一步应是______________________________；最后一步应是熄灭________处的酒精灯。(3)装置B的作用是___________________；装置E的作用是_________________。

除去CO中的CO2A

E

C

D

B连接好装置并检查装置的气密性A检验D中生成的CO2

12345序号仪器及药品序号仪器及药品ABCDE

123456、有下列实验装置如图8-1：

图中A是简易的氢气发生器，B是大小适宜的圆底烧瓶，C是装有干燥剂的U形管，a是旋转活塞，D是装有还原铁粉的反应管，E是装有酚酞的试管。实验前先检查实验装置的气密性。实验开始时，先关闭活塞a，并取下烧瓶B；向A中加入一定量适当浓度的盐酸，产生氢气。经必要的“操作”〔见问题（2）〕后，在导管的出口处点燃氢气，然后如图所示套上烧瓶B，塞紧瓶塞，氢气在烧瓶中继续燃烧，用酒精灯加热反应管D中的还原铁粉，待B中氢气的火焰熄灭后，打开活塞a，气体通过反应管D进入试管E中，使酚酞试液呈红色。请回答下列问题。（1）实验前如何检查装置的气密性：____。（2）点燃氢气前必须进行

_操作，进行该操作的方法是____。（3）写出B、D中分别发生反应的化学方程式：B中_______D中_____。

（4）C中所盛干燥剂的名称是

；该干燥剂的作用是____。在A中放入少量水，使水面刚浸没长颈漏斗下端，打开旋塞a，在烧瓶B底部稍加热，若在A漏斗颈内水面上升，且E中导管口有气泡逸出，表示装置不漏气。检验氢气纯度用排水法(或向下排空气法)收集一小试管H2，用拇指堵住移近火焰，移开拇指，若没有尖锐的爆鸣声，表示H2纯度合格，可以点燃或收集。碱石灰吸收气体中少量水蒸气和盐酸酸雾。1．(2011年上海单科)草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)()解析：A项，产生的水蒸气会冷凝回流炸裂试管；B项，锥形瓶不能用于加热固体；C项，加热时草酸熔化流入试管口而使反应不能进行；D项，草酸晶体既不流出，又不会使水倒流而炸裂试管。DDCA项中，集气瓶处于密封状态不能收集到纯净的NH3，且会造成危险，应去掉橡皮塞，在瓶口塞上一团棉花；B项中，左池的Zn与右池溶液中的离子不能发生氧化还原反应，左、右池不能构成原电池；C项中，检查装置气密性，可以形成封闭体系，观察液面差能否稳定存在，推断装置气密性是否良好，正确；

因CO2的密度大于空气的密度，气体应从导气管的长口进短口出，D项错误。BD项为实验室制取乙酸乙酯的装置图，乙酸乙酯是利用饱和Na2CO3溶液来进行除杂和收集的，但由于乙酸乙酯蒸气中混有乙醇蒸气和乙酸蒸气，这二者极易溶于水从而引起倒吸，故导管口应位于Na2CO3溶液的液面。A项为实验室制取乙烯的装置图，反应原理为乙醇在170℃时发生消去反应，温度计测的是混合液的温度，故温度计水银球应插入液面以下；B项为实验室制取NH3的装置图，属于固体加热型，正确；C项为实验室制取氯气的装置图，根据所提供的药品，反应必须加热才能发生；5．(2010年北京高考理综)用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(

)

A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量B．②中选用品红溶液验证SO2的生成C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色D解析：本题通过实验铜与浓硫酸的反应，考查了浓硫酸的强氧化性、反应产物的验证及尾气的吸收。实验中可以通过上下移动铜丝改变铜丝与浓硫酸的接触面积，来控制SO2的量，故A正确；通常选用品红溶液来验证SO2，故B正确；SO2尾气通常用碱液吸收，故C正确；确认CuSO4生成可以将①中的少量溶液倒入盛有水的烧杯中，观察溶液的颜色，故D错6．(2011年全国)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B、C、D的作用分别是：B______________________________________________。C______________________________________________。D______________________________________________。吸收尾气，防止氯气进入空气中污染环境向上排空气收集氯气安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中(2)在实验室欲制取适量NO气体。①下图中最适合完成该实验的简易装置是

(填序号)②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABCD③简单描述应观察到的实验现象________________________