《常见气体的制备 》PPT课件

【 考 纲 点 击 】1 掌 握 常 见 气 体 的 实 验 室 制 法 (包 括 所 用 试 剂 、 仪 器 、反 应 原 理 和 收 集 方 法 )2 与 其 他 各 部 分 知 识 、 技 能 的 综 合 应 用 【 考 情 播 报 】1 以 常 见 气 体 的 制 备 为 知 识 载 体 考 查 学 生 的 综 合 实 验 能 力 2 气 体 制 备 实 验 的 创 新 设 计 ， 考 查 装 置 和 仪 器 药 品 的 替 代 应 用 3 气 体 制 备 中 的 实 验 安 全 问 题 . 1 氧 气 的 制 备(1 )反 应 原 理 用 KClO3 和 MnO2 制 取 化 学 方 程 式 ： . 用 H2 O2 和 MnO2 制 取 化 学 方 程 式 ： .(2 )收 集 方 法 用 或 法 向 上 排 空 气 排 水 2 二 氧 化 碳 的 制 备(1)反 应 原 理 化 学 方 程 式 ： .(2)收 集 方 法 用 法 CaCO3 2 HCl = CaCl2 CO2 H2 O向 上 排 空 气 3 氢 气 的 制 备(1)反 应 原 理 化 学 方 程 式 ： .(2)收 集 方 法 用 或 法 向 下 排 空 气 法 排 水 4 氯 气 的 制 备(1)反 应 原 理 化 学 方 程 式 ： .(2)收 集 方 法 用 或 法 向 上 排 空 气 排 饱 和 食 盐 水 5 氨 气 的 制 备(1)反 应 原 理 化 学 方 程 式 ： .(2)收 集 方 法 用 法 向 下 排 空 气 常 见 气 体 的 制 备 和 收 1 常 见 气 体 制 备 的 发 生 装 置 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 装 置 2 常 见 气 体 的 收 集 方 法 气 体 的 收 集 要 根 据 气 体 的 化 学 性 质 和 物 理 性 质 (溶 解 性 、密 度 )进 行 分 析 选 择 对 于 易 溶 于 水 的 气 体 除 用 排 空 气 法 收 集外 ， 还 可 用 其 他 排 液 法 ， 如 Cl2可 用 排 饱 和 食 盐 水 法 收 集 1 如 图 是 实 验 室 制 取 某 些 气 体 的 装 置 (1)该 制 气 装 置 在 加 入 反 应 物 前 ， 应 事 先 进 行 的 操 作 是_(2)若 用 该 装 置 制 取 O2， 反 应 物 除 了 可 选 择 二 氧 化 锰 和_(填 试 剂 名 称 )， 还 能 选 择 _(填 物 质 的 化学 式 )和 水 (3)利 用 该 装 置 还 可 制 取 _(选 填 下 列 字 母 序 号 )等 气体 A H 2 B CO2C Cl2 D NH3 解 析 ： (3)该 装 置 适 于 液 体 与 固 体 (或 液 体 与 液 体 )在 不 加 热 的条 件 下 制 取 气 体 其 中 A可 选 用 稀 盐 酸 与 锌 反 应 制 取 氢 气 ； B可 选 用 稀 盐 酸 与 碳 酸 钙 反 应 制 取 二 氧 化 碳 ； C可 把 浓 盐 酸 滴加 到 固 体 高 锰 酸 钾 上 ， 不 需 加 热 ， 可 制 得 氯 气 ； D可 用 于 浓氨 水 与 生 石 灰 (CaO)反 应 制 取 氨 气 ， 故 A、 B、 C、 D均 合理 答 案 ： (1)检 验 装 置 气 密 性(2)双 氧 水 (或 过 氧 化 氢 ) Na2O2 (3)A、 B、 C、 D 1 气 体 的 干 燥 Cl2、 SO2、 CO2等 酸 性 气 体 常 用 干 燥 ； NH3常 用 干 燥 ； 浓 H2SO4不 能 干 燥 碱 性 及 具 有 还 原 性 的 气 体 如 ： 、 、 等 浓 H2SO4 碱 石 灰 NH3 H2S HBr 2 气 体 的 除 杂 除 去 Cl2中 的 HCl， 用 ； 除 去 CO2中 的 HCl，用 ； 除 去 SO2中 的 HCl，用 ； 除 去 C2H4中 的 CO2， 用 饱 和 食 盐 水 饱 和 NaHCO3溶 液 饱 和 NaHSO3溶 液NaOH溶 液3 尾 气 吸 收 l2、 SO2、 NO2等 有 毒 气 体 常 用 吸 收 ； HCl、NH3等 易 溶 于 水 的 气 体 用 吸 收 ， CO常 用 法 除 去 NaOH溶 液水 点 燃 气 体 的 净 化 装 置 和 吸 收 装 置1 气 体 的 净 化 装 置 (1)易 溶 于 水 或 能 与 水 反 应 不 生 成 其 他 气 体 的 杂 质 用 水 吸 收 如 H2(HCl)、 N2(NH3)、 NO(NO2)(括 号 内 为 杂 质 气 体 ，下 同 )， 可 将 混 合 气 体 通 过 盛 水 的 a来 除 去 杂 质 气 体 (2)酸 性 杂 质 用 碱 性 吸 收 剂 、 碱 性 杂 质 用 酸 性 吸 收 剂 来 吸 收 如 CO(CO2)， 可 将 混 合 气 体 通 过 盛 NaOH溶 液 的 a或 盛碱 石 灰 的 b或 c或 d来 除 去 杂 质 (3)还 原 性 杂 质 ， 可 用 氧 化 性 较 强 的 物 质 来 吸 收 或 转 化 ； 氧 化 性 杂 质 ， 可 用 还 原 性 较 强 的 物 质 来 吸 收 例 如 CO 2(CO)，可 将 混 合 气 体 通 过 盛 灼 热 CuO的 e来 除 去 杂 质 (4)选 用 能 与 气 体 中 的 杂 质 反 应 生 成 难 溶 性 物 质 或 可 溶 性 物 质 的 试 剂 做 吸 收 剂 来 除 去 杂 质 如 O2(H2S)， 可 将 混 合 气 体通 过 盛 有 CuSO4溶 液 的 a除 去 杂 质 2 尾 气 吸 收 装 置适 用 于 有 毒 、 有 害 气 体 的 尾 气 吸 收 和 处 理 对 于 极 易 溶 于 水 的 气 体 如 HCl、 NH3等 尾 气 吸 收 时 ，要 注 意 采 取 防 倒 吸 装 置 ， 常 见 的 防 倒 吸 装 置 如 下 图 ： 2 下 列 四 种 气 体 (括 号 内 是 混 有 的 少 量 杂 质 )， 其 中 可 用 如 图 所 示 装 置 进 行 净 化 和 干 燥 的 是 ( ) A CO2(HCl) B C2H6(C2H4) C CO2(SO2) D NH3(N2)解 析 ： CO2能 被 碱 石 灰 吸 收 ， A、 C项 不 正 确 溴 水 不 能 除 去N 2， D选 项 不 正 确 答 案 ： B 例 1 实 验 室 制 备 H2 和 Cl2 通 常 采 用 下 列 反 应 ：Zn H2 SO4 = ZnSO4 H2 MnO2 4 HCl(浓 ) = MnCl2 Cl2 2 H2 O据 此 ， 从 下 列 所 给 仪 器 装 置 中 选 择 制 备 并 收 集 H2 的 装 置 _(填 代 号 )和 制 备 并 收 集 干 燥 、 纯 净 Cl2 的 装 置 _(填 代 号 )可 选 用 制 备 气 体 的 装 置 ： 思 路 点 拨 课 堂 笔 记 根 据 所 给 反 应 物 质 的 状 态 与 气 体 的 性 质 选 用 气 体发 生 和 收 集 装 置 制 备 氢 气 不 需 加 热 且 锌 粒 为 固 体 颗 粒 ， 氢气 难 溶 于 水 ， 密 度 比 空 气 小 ， 因 此 a、 e、 f中 只 有 e正 确 ； 氯气 可 溶 于 水 ， 且 氯 气 中 混 有 氯 化 氢 和 水 蒸 气 ， 为 除 杂 ， 需 选用 d装 置 答 案 e d 制 备 气 体 的 实 验 装 置 的 选 择 要 将 化 学 反 应 原 理 、 气 体净 化 、 收 集 和 尾 气 处 理 与 常 见 仪 器 的 性 能 结 合 起 来 按 从 左到 右 的 顺 序 逐 一 分 析 而 定 . 例 2 (2010济 南 模 拟 )某 学 生 利 用 以 下 装 置 探 究 纯 净 干燥 的 两 种 气 体 氯 气 和 氨 气 之 间 的 反 应 回 答 下 列 问 题 ：(1 )根 据 下 列 所 给 试 剂 ， 选 择 制 取 氨 气 的 装 置 (填 对 应 字 母 ) ；写 出 制 备 氯 气 的 离子 反 应 方 程 式 _. 可 供 选 用 的 试 剂 ： 二 氧 化 锰 、 碱 石 灰 、 浓 盐 酸 、 浓 氨 水 、 烧 碱 、生 石 灰(2 )根 据 实 验 目 的 ， 所 选 装 置 的 连 接 顺 序 应 为 (填 装 置 的 接 口 字 母 )：( )接 ( )， ( )接 (f)， (g)接 ( )， ( )接 ( )， ( )接 ( )其 中 ， G装 置 的 作 用 是 _. (3 )氯 气 和 氨 气 在 常 温 下 相 混 合 就 会 发 生 反 应 生 成 氯 化 铵 和 氮气 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： _；其 中 ， 氧 化 剂 与 还 原 剂 的 物 质 的 量 之 比 是 _(4 )此 套 装 置 有 缺 点 ， 请 你 评 价 ： _. 思 路 点 拨 解 答 该 类 题 目 ， 首 先 要 明 确 实 验 目 的 和 实 验 原理 ， 然 后 再 分 析 各 实 验 装 置 的 作 用 ， 最 后 进 行 整 体 分 析 ， 综合 解 答 课 堂 笔 记 (1)根 据 给 出 的 试 剂 ， 只 能 选 择 浓 氨 水 来 制 备 氨气 ， 因 此 还 需 要 选 择 烧 碱 ， 故 选 取 的 装 置 为 液 体 与 固 体 不 加 热制 备 气 体 的 装 置 ， 即 装 置 A； 制 备 氯 气 选 用 的 试 剂 是 二 氧 化 锰和 浓 盐 酸 (2)制 备 的 氨 气 需 要 用 碱 石 灰 干 燥 (即 a接 d)， 然 后 将 干 燥 的 氨气 通 入 反 应 器 E中 ， 由 于 氨 气 密 度 较 小 ， 所 以 e连 接 f， 制 备 氯气 的 装 置 为 B， 而 且 氯 气 中 含 有 氯 化 氢 、 水 蒸 气 ， 故 b接 k， j接 i， h接 g(注 意 顺 序 ) 答 案 (1 )A MnO2 4 H 2 Cl = Mn2 Cl2 2 H2 O(2 )a接 d， e接 f， g接 h， i接 j， k接 b 除 去 Cl2 中 的 HCl气 体(3 )3 Cl2 8 NH3 = 6 NH4 Cl N2 3 2(4 )缺 少 尾 气 处 理 装 置 ， 造 成 空 气 污 染 解 答 有 关 气 体 制 备 及 性 质 实 验 题 目 的 一 般 思 路 为 ： 发 生装 置 除 杂 、 干 燥 装 置 主 体 实 验 性 质 或 产 物 检 验 尾 气 处 理 1 在 实 验 室 可 用 氧 化 还 原 反 应 制 取 的 气 体 是 ( ) O2 CO2 Cl2 NO H2A B C D 解 析 ： 制 取 单 质 必 发 生 氧 化 还 原 反 应 ， 制 取 CO2 是 利 用 的 复 分解 反 应 ， 制 取 NO的 原 理 是 3 Cu 8 HNO3 (稀 ) = 3 Cu(NO3 )2 2 NO 4 H2 O， 是 氧 化 还 原 反 应 答 案 ： C 2 以 下 集 气 装 置 中 不 正 确 的 是 ( ) . 解 析 ： 收 集 NH3时 堵 塞 试 管 口 ， 无 法 将 空 气 排 出 去 ， 故 无法 达 到 收 集 的 目 的 答 案 ： c 3 可 用 如 图 所 示 装 置 干 燥 、 收 集 及 尾 气 处 理 的 气 体 是 ( ) H2S HCl NH3 Cl2 SO2 C2H4A 和 B 和 C 和 D 和 解 析 ： H2S和 NH3不 能 用 浓 H2SO4干 燥 ， C2H4不 能 用 排 空气 法 收 集 ， Cl2应 用 NaOH溶 液 进 行 尾 气 处 理 答 案 ： B 4 下 列 关 于 气 体 的 制 备 的 说 法 不 正 确 的 是 ( ) A 用 碳 酸 钠 粉 末 可 以 制 备 CO2 B 用 铁 片 和 稀 H2SO4反 应 制 取 H2时 ， 为 加 快 产 生 H2的 速率 可 改 用 浓 H2SO4 C 加 热 分 解 NH4HCO3固 体 ， 将 所 得 的 气 体 进 行 适 当 处 理可 获 得 NH 3 D 用 KMnO4固 体 和 用 KClO3固 体 制 备 O2的 装 置 完 全 相 同 . 解 析 ： 本 题 考 查 几 种 重 要 气 体 制 备 的 实 验 原 理 选 项 A，Na2CO3粉 末 可 以 与 稀 硫 酸 等 反 应 获 取 CO2， 但 不 能 使 用 启 普发 生 器 选 项 B， Fe在 浓 H2SO4中 发 生 钝 化 ， 不 能 得 到 大 量的 H2.选 项 C， 加 热 NH4HCO3得 到 CO2、 NH3、 H2O的 混 合 气体 ， 将 混 合 气 体 通 过 碱 石 灰 除 去 CO2和 H2O即 可 得 到 NH3.选项 D， 用 KMnO 4固 体 和 KClO3固 体 制 备 O2都 属 于 “固 固 ”加热 型 ， 其 装 置 完 全 相 同 答 案 ： B 5 如 图 是 中 学 化 学 中 常 用 玻 璃 仪 器 组 成 的 实 验 装 置 图 (根 据 需 要 可 在 其 中 加 入 液 体 或 固 体 ) 请 回 答 下 列 问 题 ：(1)能 用 作 干 燥 氨 气 的 装 置 有 _(填 字 母 )；(2)既 能 用 于 收 集 氯 气 又 能 用 于 收 集 一 氧 化 氮 气 体 的 装 置 有_(填 字 母 )；(3)若 用 C装 置 作 二 氧 化 硫 与 烧 杯 中 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 的 实 验 ，则 其 中 广 口 瓶 的 作 用 是_ 解 析 ： (1)干 燥 NH3的 装 置 需 装 固 体 干 燥 剂 碱 石 灰 ， 而 A、C中 只 能 放 液 体 干 燥 剂 ， 故 选 D、 E.(2)收 集 Cl2可 用 A、 B， 而 收 集 NO只 能 用 B， 故 选 B.(3)SO2与 NaOH溶 液 反 应 会 产 生 负 压 ， 为 防 止 倒 吸 可 用 C作 为 安 全 瓶 答 案 ： (1)D、 E (2)B(3)防 止 倒 吸 或 起 安 全 瓶 作 用 6 如 图 ， A、 B、 C是 实 验 室 常 用 的 三 种 制 取 气 体 的 装 置 ， 提 供 的 药 品 有 ： 大 理 石 、 浓 盐 酸 、 稀 盐 酸 、 锌 粒 、 二 氧 化 锰 、 氯 化 铵 、 熟 石 灰 现 欲 利 用 这 些 药 品 分 别 制 取 NH3、 Cl2、 H2、 CO2四 种 气 体 ， 试 回 答 以 下 问 题 ： (1)选 用 A装 置 可 制 取 的 气 体 有 _， 选 用 B装置 可 制 取 的 气 体 有 _， 选 用 C装 置 可 制 取 的气 体 有 _(2)标 号 、 的 仪 器 名 称 依 次 为 _、_.(3)写 出 利 用 上 述 有 关 药 品 制 取 氨 气 的 化 学 方 程 式 ：_.若 要 制 得 干 燥 的 氨 气 ， 可 选 用 下 列 干 燥 剂 中 的 _(填 序号 )a 生 石 灰 b 浓 硫 酸 c 五 氧 化 二 磷 解 析 ： 根 据 所 给 药 品 的 特 点 ， NH3用 熟 石 灰 和 氯 化 铵 固 体 加热 制 备 ， 选 A； Cl2用 浓 盐 酸 和 二 氧 化 锰 加 热 制 备 ， 选 C； H2用 Zn粒 和 稀 盐 酸 制 备 ， 选 B； CO2用 大 理 石 和 稀 盐 酸 制 备 ，选 B.答 案 ： (1)NH3 H2、 CO2 Cl2(2)分 液 漏 斗 圆 底 烧 瓶(3)Ca(OH)2 2NH4Cl CaCl2 2NH3 2H2O a