专用高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物第8课时常见气体制备装置的研究课件

第8课时常见气体制备装置的研究[课型标签:实验课提能课]1.气体的发生“套装”和收集“套装”要点精讲考点一常见气体的制备、净化和收集BD或FBD或ECD或EAF[说明]

选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。如用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2可选择B装置。2.气体的净化“套装”与干燥“套装”3.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用图A装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B或C装置。(3)CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法处理,如图D或E。[典例]

(2019·山西大学附中诊断)用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去;必要时可以加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)其中正确的是(

)典例精练选项气体abcdACO2盐酸CaCO3饱和Na2CO3溶液浓硫酸BCl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓硫酸CaNH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHDNO稀硝酸铜屑H2O浓硫酸答案:D[对点精练1]

判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)(江苏卷)用图①制取氨气。(

)(2)(四川卷)按图②除去氯气中的HCl气体。(

)(3)(江苏卷)实验室用图③装置制取Cl2。(

)(4)(福建卷)用图④装置可除去尾气中的SO2气体。(

)(5)(江苏卷)用图⑤装置制取少量纯净的CO2气体。(

)答案:(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×DA.①⑤⑧ B.③⑤⑦C.②⑤⑥ D.③④⑧解析:由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置;除去CO2可选用④或⑤装置,要收集CO只能用⑧装置,故合理的装置组合为③④⑧或③⑤⑧。[对点精练3]

(2019·天津卷)下列实验操作或装置能达到目的的是(

)AB混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液CD收集NO2气体证明乙炔可使溴水褪色B解析:乙醇的密度小于浓硫酸,混合时应将浓硫酸沿烧杯壁倒入乙醇中,边倒边搅拌,故A错误;容量瓶上的刻度与凹液面的最低处相切,胶头滴管垂直位于容量瓶的正上方,故B正确;二氧化氮的密度大于空气,集气瓶中的导气管应长进短出,故C错误;乙炔中的H2S等杂质也能使溴水褪色,应先通过一个盛碱溶液的洗气瓶,将杂质除去,故D错误。要点精讲考点二气体制备装置的创新1.发生装置的创新(1)利用“启普发生器”原理的制气装置创新①装置的优点是:能做到随开随用,随关随停。②使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。这些装置能制取的气体有H2(Zn—稀H2SO4),CO2(CaCO3—稀盐酸)、H2S(FeS—稀H2SO4)。图1的改进优点是能控制反应液的温度。图2的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。大试管内的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂。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流动,如草酸晶体受热分解制取CO2气体。(4)试管形状的创新2.排液集气装置的创新从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。[典例]

利用如图所示装置模拟工业NaClO3与Na2SO3在浓H2SO4存在下制备ClO2,并以ClO2为原料制备NaClO2(已知:高于60℃时,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl)。典例精练下列说法不正确的是(

)A.逐滴加入浓硫酸可提高ClO2的利用率B.装置④中所得产物中可能含有Na2SO4杂质C.从装置④反应后的溶液中获得晶体,可采用常压蒸发结晶D.制备NaClO2结束时,应关闭分液漏斗活塞,打开K1,关闭K2解析:逐滴加入浓硫酸可以控制生成ClO2的速率,使ClO2与NaOH、H2O2充分反应,提高ClO2的利用率,故A正确;装置②中能生成少量的SO2,SO2与NaOH、H2O2反应生成Na2SO4,故B正确;温度高于60℃时,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,若采用常压蒸发结晶,NaClO2易发生分解反应,故C不正确;制备NaClO2结束时,应关闭分液漏斗活塞,打开K1,关闭K2,用①中NaOH溶液吸收尾气,故D正确。答案:C[对点精练1]

下列气体发生装置,当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是(

)解析:A、B、C三装置原理与启普发生器相似,均具有随开随关功能;而D装置关闭止水夹后,反应仍持续进行,无法通过关闭止水夹控制反应的停止。D[对点精练2]Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(

)A.玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应B.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与充分接触C.Y形管乙中产生的是氧化性气体,其将BaSO3氧化为BaSO4沉淀D.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体D解析:玻璃管起到平衡内外压强的作用,A项错误;要使SO2与BaCl2溶液反应生成BaSO3,应通过d管向溶液中通入碱性气体NH3,d管不能插入溶液中,否则氨气溶于水时,易造成倒吸,B项错误;Y形管乙中产生的是NH3,C项错误;Y形管乙用于制备碱性气体,D项正确。要点精讲考点三气体制备装置的连接1.装置(仪器)连接顺序考查角度(1)常用仪器的使用。(2)由多个仪器组成的装置的正确选择。(3)常见气体的制备、性质。(4)常见物质的检验、分离、提纯。(5)实验现象的预测能力与过程分析的推导能力。2.“仪器连接顺序”考查思维流程接口的连接:总体做到“自下而上,从左到右”。净化装置应“长”进“短”出:量气装置应“短”进“长”出:干燥管应“粗”进“细”出3.常见气体制备装置的连接(1)Cl2的实验室制备系统(2)SO2的实验室制备系统(3)NH3的实验室制备系统[典例](全国卷)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙。典例精练请回答下列问题:(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为

(填仪器接口的字母编号)。

解析:(1)首先用盐酸和锌粒反应制取氢气,再与钙反应制得氢化钙,其中氢气通入装有钙的硬质玻璃管前要除去杂质HCl,再用浓硫酸干燥除去水蒸气,制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接,从而防止空气中的水蒸气与其反应。答案:(1)i→e,f→d,c→j(或k),k(或j)→a(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞;

(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。

A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热,充分冷却解析:(2)首先收集氢气并验纯,然后加热反应,停止加热,充分冷却,最后关闭活塞。答案:(2)B、A、D、C(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。①写出CaH2与水反应的化学方程式:

;

②该同学的判断不准确,原因是

。

②金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气。(4)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是

。

解析:(4)氢化钙是固体,携带方便。答案:(4)氢化钙是固体,携带方便[对点精练1]

为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体,从图中选择合适的装置并连接。其中连接顺序合理的是(

)A.a—a′→d′—d→e B.c—c′→d—d′→gC.b—b′→d—d′→g D.d—d′→c—c′→fB解析:盐酸和大理石制得的CO2气体含有氯化氢和水蒸气,除氯化氢用饱和NaHCO3溶液,除水蒸气用浓硫酸,CO2比空气密度大,所以用向上排空气法收集CO2气体。[对点精练2]

(山东卷节选)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→

→f。装置D的作用是