2024高考化学一轮复习-考点十五常见气体的实验室制备、净化和收集

考点十五常见气体的实验室制备、净化和收集1.气体制备实验的基本思路(1)检查气密性方法微热法液差法气压法原理升高装置中气体的温度，使气体体积膨胀缩小装置中气体的体积，增大压强封闭气体压强增大，使液滴不能滴下图示具体操作塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶塞紧橡胶塞，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塞紧橡胶塞，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，向烧瓶中加水现象说明烧杯中有气泡产生，停止微热，冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降停止加水后，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且一段时间内液面差不变一段时间后，液滴不能滴下(2)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(△))气体发生装置：制备气体：O2、NH3、CH4等。(2)固体＋液体或液体＋液体eq\o(→,\s\up7(△))气体发生装置：制备气体：Cl2、C2H4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.气体制备装置的改进(1)改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。(2)“固体＋液体→气体”装置的创新(3)“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))气体”装置的创新图A的改进优点是能控制反应液的温度。图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。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。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，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、NH36.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。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，尾气处理可采用a、c装置。③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。【典例分析】1.（2019·新课标Ⅰ卷）实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是（）A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯【答案】D【解析】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体，会使烧瓶中气体压强增大，苯和溴混合液不能顺利流下。打开K，可以平衡气压，便于苯和溴混合液流下，故A正确；B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，故B正确；C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，故C正确；D项、反应后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤，除去其中溶解的溴，振荡、静置，分层后分液，向有机层中加入适当的干燥剂，然后蒸馏分离出沸点较低的苯，可以得到溴苯，不能用结晶法提纯溴苯，故D错误。故选D。2.（2021·福建省厦门市高三上学期第一次摸底）氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体，易潮解，100℃时易升华。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁，实验装置如图所示。下列说法正确的是()A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为B.装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和以除去中的少量HClC.装置Ⅲ和装置Ⅳ洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸D.装置V的作用是为了防止倒吸【答案】C【解析】A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2OB.装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和NaCl以除去Cl2中的少量HClC.装置Ⅲ和装置Ⅳ洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸D.装置V的作用是尾气处理3.（2021·浙江省南通市四模）用下列装置完成相关实验，合理的是（）A.图①：验证的酸性强于 B.图②：除去气体中的HCl杂质C.图③：制取并收集乙酸乙酯 D.图④：收集【答案】D【解析】图①：验证的酸性强于，HCl是易挥发性酸，错误图②：除去气体中的HCl杂质，用饱和的NaHCO3溶液，错误图③：制取并收集乙酸乙酯，用饱和的Na2CO3溶液，错误.图④：收集，正确4.（2021·河南名校联盟高三下学期开学考试）利用氧化制备的装置如下图所示(夹持装置略）：已知：锰酸钾（）在浓强碱溶液巾可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：

下列说法不正确的()A.向仪器a中加入水，盖好玻璃塞关闭止水夹打开仪器a玻璃旋塞向烧瓶滴加水，若水一段时间不能滴下，则气密性