高中化学：气体的制取、净化、收集和尾气处理

一、制备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）适用于：制备气体：O₂、NH₃等。操作注意事项：①试管要干燥②试管口应略向下倾③加热时先预热再固定加热（2）适用于：制备气体：Cl₂等。操作注意事项：①加热烧瓶时要隔石棉网②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片（3）适用于：固体+液体(不加热)→气体制备：H₂等。操作注意事项：使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下二、制备气体的净化(除杂)装置1.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。(2)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。(3)除杂的方法：a.水吸收法：易溶于水的气体杂质用水吸收。(如HCl)b.酸碱吸收法：用吸收剂直接将混合气体中的杂质吸收而除去。一般地，酸性气体杂质用碱溶液吸收，碱性气体杂质用酸溶液吸收。(如氢氧化钠溶液吸收CO₂、HCl。)c.沉淀法：将杂质气体转变为沉淀除去。(如用澄清石灰水除CO₂)d.固化法：将杂质气体与固体试剂反应生成固体而除去。(如除去O₂用灼热的氧化铜)e.转纯法：将固、液、气体中的杂质转化为被提纯物质。(如除去CO中的CO₂，可将气体通过炽热的炭粉)(4)气体除杂的注意事项：ⅰ：除杂试剂一般只能跟杂质起反应，而不能与被净化的气体反应。ⅱ：选择除杂试剂要注意反应进行的程度，选择除杂方法时要保证杂质完全除掉。(如除去CO₂时用氢氧化钠溶液比用澄清石灰水要好。因为氢氧化钠极易溶于水，氢氧化钙微溶于水，两者分别溶于等量的水中，氢氧化钠溶液中溶质的质量分数比氢氧化钙溶液中溶质的质量分数大，所以氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果更好。)ⅲ：需净化的气体中含有多种杂质要除去时，要注意除杂的顺序。一般来说，杂质中有许多酸性杂质时，先除酸性较强的杂质，而水蒸气要放在最后除去。除去杂质和干燥的装置一般用洗气瓶或干燥管，在洗气瓶中导气管一般是长进短出，在干燥管中一般是大进小出。除杂和干燥一般是先除杂后干燥。2.气体干燥净化装置三、气体的收集方法四、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，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。(4)常见有毒气体的处理方法五、

防倒吸和气密性检查1.防倒吸装置2.装置气密性的检查例题冬季1．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（

）A．AB．BC．CD．D【答案】C【详解】A、实验室可用浓氨水和碱石灰反应制氨气，但NH3的密度比空气小，不能用向上排空气的方法收集，应该用向下排空气的方法收集，A错误；B、实验室制硫化氢，因硫化氢是酸性气体且有毒，应该用氢氧化钠溶液吸收，B错误；C、稀盐酸和碳酸钠反应制二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集，尾气可用氢氧化钠溶液吸收，C正确；D、浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，此装置中无加热装置，D错误，选C。2．有关气体的除杂或收集方法。下列说法合理的是（

）A．要除去NO中混有的NO₂，可以将混合气体先通过足量水，然后用无水CaCl₂干燥B．CO₂中混有的CO气体可用点燃法除去C．除去H₂S中混有的水蒸气，用浓硫酸干燥即可D．如图装置只能用来收集CO₂，不能收集H₂、NH₃等【答案】A【详解】A．NO中混有NO₂时，先通过足量水，NO₂与水发生反应得到稀硝酸和NO，然后通过无水CaCl₂干燥即可得到纯净的NO，A正确；B．由于CO₂不支持燃烧，无法用点燃法除去CO₂中混有的CO，可将混合气体通过灼热的CuO，利用CO的还原性将CO除去，B错误；C．H₂S具有还原性，能被浓硫酸氧化，C错误；D．用题图装置收集气体时，从a端进气可收集CO₂等密度比空气大的气体，从b端进气可收集NH₃等密度比空气小的气体，D错误，选A。3．下列气体的除杂方法中，能达到除杂目的的是（

）A．AB．BC．CD．D【答案】D【详解】A．一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧，通入氧气引入杂质，A错误；B．