鲁科版2024年高中化学大一轮复习第4章 第25讲常见气体的实验室制备、净化和收集

第25讲常见气体的实验室制备、净化和收集[复习目标]1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。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：(1)固体＋固体eq\o(→,\s\up7(△))气体制备气体：______、______、CH4等。(2)固体＋液体(或液体＋液体)eq\o(→,\s\up7(△))气体制备气体：Cl2、C2H4等。(3)固体＋液体(不加热)→气体制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。3．常见气体典型制备装置举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备4．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：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先除易除的杂质气体。(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见试剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)Cu、CuO、Mg等当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。5．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，且不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应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、NH36.集气装置的创新——排液集气装置(1)装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。①饱和食盐水——收集Cl2。②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。③饱和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。(2)装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到气体。7．尾气处理的原因、方法及装置(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)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化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。(3)尾气处理装置(见下图a、b、c)①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。②制取CO时，尾气的处理可采用a、c装置。③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。8．防倒吸装置肚容式分液式1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。一、气体的制备、净化和收集1．根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是()选项a中的物质b中的物质实验目的、试剂和操作实验目的c中的物质进气方向A稀硝酸Cu收集贮存NO水N→MB浓硝酸Na2SO3检验SO2的氧化性品红溶液M→NC浓氨水碱石灰收集贮存氨气饱和NH4Cl溶液N→MD浓盐酸MnO2检验Cl2的氧化性Na2S溶液M→N2.根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是()A．制备收集C2H4：连接a→c→gB．制备收集NO：连接b→c→e→dC．制备收集NH3：连接b→d→e→cD．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d二、和气体制备有关的组合装置分析与应用3．制备适量SO2，利用如图装置设计实验比较H2SO3、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱，并探究SO2的化学性质，下列说法错误的是()A．试剂Y是品红溶液，用来检验产物是SO2B．试剂Z是NaOH溶液，用来处理尾气C．溴水褪色，证明SO2具有还原性D．试剂X可以是酸性高锰酸钾溶液4．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为2LaCl3＋6NH4HCO3=La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是()A．导管的连接顺序为f→a→b→d，e←cB．X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液C．球形干燥管的作用为防倒吸D．Z中通入气体的方式是先通入足量CO2，后通入过量的NH35．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是()A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸B．C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置1．(2022·北京，10)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是()a中反应b中检测试剂及现象A浓HNO3分解生成NO2淀粉-KI溶液变蓝BCu与浓H2SO4生成SO2品红溶液褪色C浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3酚酞溶液变红DCH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯溴水褪色2.(2022·山东，11)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是()气体液体固体粉末ACO2饱和Na2CO3溶液CaCO3BCl2FeCl2溶液FeCHClCu(NO3)2溶液CuDNH3H2OAgCl3.(2021·北京，5)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是()气体试剂制备装置收集方法AO2KMnO4adBH2Zn＋稀H2SO4beCNOCu＋稀HNO3bcDCO2CaCO3＋稀H2SO4bc4.(2021·海南，3)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是()选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBO2H2O2溶液MnO2CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaO5.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是()选项化学试剂制备气体ACa(OH)2＋NH4ClNH3BMnO2＋HCl(浓)Cl2CMnO2＋KClO3O2DNaCl＋H2SO4(浓)HCl6.(2017·全国卷Ⅰ,10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子