专题 常见气体的实验室制取 高一化学

第第页专题04常见气体的实验室制取【知识串讲】一、几种常见气体的实验室制取一）氯气的制备1．反应原理实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O2．仪器装置(1)气体发生装置类型：固＋液eq\o(→,\s\up7(△))气(2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。(3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。(4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。3．收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。4．验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。5．尾气处理(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。(3)导气管要伸入液面以下。思考：1.在上述反应中，盐酸体现了什么性质？2.盐酸在反应中体现还原性与酸性的物质的量之比3.生成1摩尔的氯气转移多少摩尔的电子，有多少摩尔的氯盐酸被氧化？4.上述二个化学方程式改成离子方程式。二）二氧化硫的制备反应原理：（1）Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑利用强酸制弱酸的原理制备SO2（2）铜与浓硫酸反应制取二氧化硫。2.实验装置：(1)气体发生装置类型：固＋液→气[固液常温制取气体](2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。3.在还原性探究实验中，发生反应：5SO2+2MnO4－+2H2O5SO42－+2Mn2++4H+4.在氧化性探究实验中，发生反应：SO2+2S2－+4H+3S↓+2H2O5.在漂白性探究实验中，品红溶液褪色，加热后又恢复红色；6．尾气处理：SO2+2NaOHNa2SO3+H2O7.SO2密度比空气大，在水中溶解度较大，选择向上排空气法收集8.思考探究：除去酸性气体中HCl的方法？通入其酸式盐的饱和溶液。如：CO2(HCl)→NaHCO3(aq)→CO2CO2(SO2)→NaHCO3(aq)→CO2H2S(HCl)→NaHS(aq)→H2S三）氨气的制备1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。2．气体制备流程：原理——发生装置——除杂干燥——收集——验满——尾气处理。3．注意事项(1)制备装置中试管口要略低于试管底、收集装置中导管应插入试管底部。(2)浓氨水(或浓铵盐溶液)滴到生石灰或烧碱中制氨气，或浓氨水直接加热也可制氨气。(3)试剂的选择①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。②消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水、易结块，不利于产生NH3，且碱性太强高温下腐蚀试管。(4)净化干燥用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨。(5)尾气处理多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：(4)快速制备氨的方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2O＋NH3↑浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出浓氨水＋固体CaONH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；②增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度二、常见气体的实验室制取分析归纳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＋固体气体发生装置：制备气体：O2、NH3等。(2)固体＋液体或液体＋液体气体发生装置：制备气体：Cl2等。(3)固体＋液体(不加热)→气体发生装置：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.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。4.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，又不与水反应的气体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、NH35.集气装置的创新——排液集气装置装置(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。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，在瓶A中收集到气体。6.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