第四章常见的非金属及其化合物专题讲座三气体的实验室制备、净化和收集(23张)

专题讲座三气体的实验室制备、净化和收集1．气体制备实验的基本过程略(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分(2)气体制备的一般实验操作步骤①组装(从下到上，从左到右)；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。2．气体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：注意事项：O2、NH3、CH4等⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管破裂。②铁夹应夹在距试管口1/3处。③固体药品应平铺在试管底部。④胶塞上的导管伸入试管内不能过长，否则会影响气体导出。发生装置制备气体：注意事项：Cl2、C2H4等③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。①烧瓶应固定在铁架台上。②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。④对烧瓶加热时要垫上石棉网。(3)固体＋液体(不加热)―→气体发生装置制备气体：注意事项：H2、CO2、NO2、SO2、NO等⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度。①块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法使用。③加入块状固体药品的大小要适宜。④加入液体的量要适当。⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。3．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：【例1】为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)(1)含有HCl杂质的气体①CO2(HCl)：________________________；②SO2(HCl)：_________________________；③Cl2(HCl)：__________________________。(2)中性气体中含有酸性杂质气体①O2(Cl2)：___________________________；②CO(CO2)：______________；③NO(NO2)：_____________。(3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体CO2(SO2)：___________________________________。(4)含有O2杂质的气体①CO2(O2)：________________；②N2(O2)：__________________。(5)HCl(Cl2)：____________。CCl4饱和NaHCO3溶液饱和NaHSO3溶液饱和食盐水NaOH溶液NaOH溶液H2O饱和NaHCO3溶液或酸性高锰酸钾溶液灼热Cu灼热Cu4．气体净化与干燥的先后顺序解析用大理石和盐酸反应制得的CO2中，含有少量HCl，可用饱和NaHCO3溶液除去；干燥CO2可用浓硫酸或无水CaCl2固体作干燥剂。注意：应先净化，后干燥。A5．气体的干燥(1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。思考：下列气体中不能被浓H2SO4干燥的是哪些？为什么？NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2答案

NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为有强还原性而不能被浓H2SO4干燥。②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。③中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓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(2)气体干燥净化装置当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉或Mg粉。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、NH36．气体的收集7．尾气的吸收(2)用烧碱溶液吸收的是Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3)用燃烧的酒精灯点燃可除去的是CO。(1)用水吸收的是HCl、NH3(注意防倒吸)。123专题·集训451．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。1234512345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12345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