气体制备实验专题课件

气体的制备气体的制备性质及检验性质及检验武冈市第二中学武冈市第二中学 夏德发夏德发TLF制作气体的制备性质及检验武冈市第二中学夏德发TLF制1掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和方法）。要求：要求：方法：归纳气体制备实验室的制备、性质及检验实验的基本装置TLF制作掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和方法21 1、装置的设计、装置的设计:发生发生-净化净化-干燥干燥-性质性质收集收集(量气量气 )()(主要实验应用主要实验应用)-)-尾气处理尾气处理2 2、气密性检查、气密性检查3 3、注意的几个问题、注意的几个问题:气体纯度检验气体纯度检验;加热顺序的先加热顺序的先后后;安全装置安全装置;装置改进问题装置改进问题4 4、历年高考题选历年高考题选气体制备实验专题气体制备实验专题TLF制作1、装置的设计:发生-净化-干燥-性质收集(31 1、标准检查法（微热法）、标准检查法（微热法）、标准检查法（微热法）、标准检查法（微热法）描述描述:连接好装置连接好装置,把导管一端浸入水中，把导管一端浸入水中，（1）用双手捂住烧瓶或试管的外壁；（）用双手捂住烧瓶或试管的外壁；（2）导管口有气泡冒）导管口有气泡冒出；（出；（3）松开手，导管形成一段水柱，说明不漏气。）松开手，导管形成一段水柱，说明不漏气。（若装置复杂，体温达不到产生气泡，改用酒精灯加热）（若装置复杂，体温达不到产生气泡，改用酒精灯加热）一、气密性检查一、气密性检查凡是制气装置都存在气密性检查问题凡是制气装置都存在气密性检查问题,一般应在仪器连接完之后，一般应在仪器连接完之后，添加药品之前进行气密性检查。添加药品之前进行气密性检查。TLF制作1、标准检查法（微热法）描述:连接好装置,把导管一端浸入水中4描述描述:塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不变，说明装置不漏气管中的液面差保持不变，说明装置不漏气。2 2、液封法、液封法、液封法、液封法TLF制作描述:塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗5 3 3 3 3、启普发生器的气密性检查、启普发生器的气密性检查、启普发生器的气密性检查、启普发生器的气密性检查描述描述:（1）关闭导管，向球形漏斗中加入水，使漏斗的液面高）关闭导管，向球形漏斗中加入水，使漏斗的液面高于容器的液面。于容器的液面。（2）静置片刻，液面不变（此时球形漏斗中的水面高度）静置片刻，液面不变（此时球形漏斗中的水面高度与容器下部半球内的水面高度保持比较大的液面差），说明与容器下部半球内的水面高度保持比较大的液面差），说明不漏气。不漏气。（液封法）（液封法）（液封法）（液封法）TLF制作3、启普发生器的气密性检查描述:（1）关闭导管，6思考：如何检查该装置的气密性？思考：如何检查该装置的气密性？TLF制作思考：如何检查该装置的气密性？TLF制作7气体发生装置的基本类型气体发生装置的基本类型:A A、固体反应物（加热）、固体反应物（加热）C C、固（液）液反应物（加热）、固（液）液反应物（加热）气体发生装置的设计原则：气体发生装置的设计原则：根据反应物质的状态和反应条件根据反应物质的状态和反应条件B B、固液反应物（不加热）、固液反应物（不加热）1 1、气体发生装置、气体发生装置D D、气固反应物（加热）、气固反应物（加热）二、装置的设计二、装置的设计TLF制作气体发生装置的基本类型:A、固体反应物（加热）C、固（液）液8注意事项：注意事项：（1 1）试管口应略向下倾斜）试管口应略向下倾斜（2 2）试管夹夹在试管的中上部）试管夹夹在试管的中上部（3 3）药品应平铺于试管底部）药品应平铺于试管底部（4 4）导管不宜伸入试管过长）导管不宜伸入试管过长（5 5）实验开始时先检验装置的）实验开始时先检验装置的 气密性气密性（6 6）加热时，先预热且应用外焰）加热时，先预热且应用外焰加热加热A A、固体反应物（加热）、固体反应物（加热）TLF制作注意事项：A、固体反应物（加热）TLF制作9该装置可用于制备该装置可用于制备O O2 2、NHNH3 3和和CHCH4 4_TLF制作该装置可用于制备O2、NH3和CH4_TLF制作10启普启普发生器发生器注意事项：注意事项：(1)(1)启普发生器只适用于启普发生器只适用于块状固体块状固体与与液体液体在在不不加热加热条件下制取难溶于水的气体如条件下制取难溶于水的气体如COCO2 2、H H2 2S S、H H2 2(不可用于制不可用于制C C2 2H H2 2、SOSO2 2 NO NO2 2)B B、固液反应物（不加热）、固液反应物（不加热）启普发生启普发生器变式器变式A AB BC CD DE ETLF制作启普注意事项：B、固液反应物（不加热）启普发生器变式ABCD11(1)(1)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应(2)(2)操作时应注意：操作时应注意：a.a.检验装置的气密性检验装置的气密性 b.b.长颈漏斗插入液面以下长颈漏斗插入液面以下 c.c.制制H H2 2S S时应在通风橱中时应在通风橱中,H,H2 2S S剧毒剧毒简易装置简易装置A AC CB BD DE ETLF制作(1)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应(2)12可用于制备可用于制备H H2 2、O O2 2、H H2 2S S、SOSO2 2、NONO2 2、NONO和和C C2 2H H2 2TLF制作可用于制备H2、O2、H2S、SO2、NO2、NO和C2H213注意事项注意事项（1 1）检验装置的气密性）检验装置的气密性（2 2）加热时要预热，受热均匀）加热时要预热，受热均匀（3 3）加热易暴沸的混合物时要）加热易暴沸的混合物时要 加碎石，防暴沸加碎石，防暴沸（4 4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度控制反应温度C C、固（液）液反应物（加热）、固（液）液反应物（加热）液体液体-分液漏斗分液漏斗 固体固体-圆底烧瓶圆底烧瓶 石棉网石棉网TLF制作注意事项C、固（液）液反应物（加热）液体-分液漏斗T14A AB BD DC CTLF制作ABDCTLF制作15可用于制备可用于制备ClCl2 2、HClHCl、和、和C C2 2H H4 4、COCO 170CHCOOH CO+HHCOOH CO+H2 2O O浓浓H H2 2SOSO4 4TLF制作可用于制备Cl2、HCl、和C2H4、CO170CHCO16常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：酸性干燥剂酸性干燥剂:如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如能够干燥显酸性或中性的气体，如COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、HCIHCI、H H2 2、ClCl2 2 、O O2 2、CHCH4 4等气体。等气体。碱性干燥剂碱性干燥剂:如生石灰、碱石灰、固体如生石灰、碱石灰、固体NaOHNaOH。碱性干燥剂。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NHNH3 3、H H2 2、O O2 2、CHCH4 4等气等气体。体。中性干燥剂中性干燥剂:如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如性气体，如O O2 2、H H2 2、CHCH4 4等。等。在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能如不能用用CaCICaCI2 2来干燥来干燥NHNH3 3（因生成（因生成 CaClCaCl2 28NH8NH3 3），），不能用浓不能用浓 H H2 2SOSO4 4干干燥燥 NHNH3 3、H H2 2S S、HBrHBr、HIHI等。等。常见干燥剂常见干燥剂2 2、干燥干燥及及净化净化装置装置 TLF制作常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：常见干燥剂2、干燥及净化17常见干燥装置常见干燥装置:根据净化药品的状态和净化条件根据净化药品的状态和净化条件洗气瓶洗气瓶 干燥管干燥管 双通加热管双通加热管 气体和固体的作用气体和液体的作用TLF制作常见干燥装置:洗气瓶干燥管双通加热管气体和固体的作用气18洗气瓶洗气瓶（如图（如图c c）:干燥与除杂。除杂试剂应通过化学反应将杂干燥与除杂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：浓浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的等气体中混有的水蒸气水蒸气。强碱溶液：如强碱溶液：如NaOH溶液可吸收溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体等呈酸性的气体饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：饱和饱和NaHCO3溶液能除去溶液能除去CO2中混有的中混有的HCl、SO2等强酸等强酸性气体。性气体。饱和饱和NaHSO3溶液能除去溶液能除去SO2中混有的中混有的HCl、SO3等气体。等气体。饱和饱和NaHS溶液能除去溶液能除去H2S中混有的中混有的HCl气体。气体。酸性酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在性的气体，如除去混在CO2气体中的气体中的SO2、H2S等。等。TLF制作洗气瓶（如图c）:干燥与除杂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸19干燥管、干燥管、U U形管形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：有：如如P P2 2O O5 5、硅胶、硅胶等。等。如如CaOCaO、碱石灰、固体、碱石灰、固体NaOHNaOH等。等。如如CaClCaCl2 2双通加热管双通加热管:一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：的某一组分反应。例如：CuCu和混合气体中和混合气体中O O2 2反应而将反应而将O O2 2除除去。去。TLF制作干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：20另外还常用固体的另外还常用固体的无水无水CuSOCuSO4 4装入干燥管中，通过颜色装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在（但不能用变化检验水蒸气的存在（但不能用CuSOCuSO4 4作干燥剂，因作干燥剂，因CuSOCuSO4 4吸水率低）。用吸水率低）。用NaNa2 2O O2 2固体也可将固体也可将COCO2 2、H H2 2O O（气）转（气）转化为化为O O2 2。一般情况下，一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。注意:TLF制作另外还常用固体的无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检21气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度3 3、收集装置、收集装置 排空气法排空气法COCO2 2,Cl,Cl2 2,HCl,HClH H2 2,NH,NH3 3有污不出，有害不进TLF制作气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度3、收集装置22排水法排水法(排饱和溶液法排饱和溶液法)ClCl2 2:排饱和食盐水排饱和食盐水 COCO2 2:排饱和碳酸氢钠溶液排饱和碳酸氢钠溶液SOSO2 2:排饱和亚硫酸酸氢钠溶液排饱和亚硫酸酸氢钠溶液储气瓶储气瓶 H H2 2,O,O2 2,NO,C,NO,C2 2H H2 2,N,N2 2,CO,COTLF制作排水法(排饱和溶液法)Cl2:排饱和食盐水储气瓶H2,O234 4、尾气处理装置、尾气处理装置 1 1、溶解性大气体用水溶解法、溶解性大气体用水溶解法 如如HClHCl、NHNH3 3等。等。2 2、碱液吸收法、碱液吸收法 如如ClCl2 2、H H2 2S S、COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、NONO等。等。防倒吸装置防倒吸装置描述描述:气体溶于水，内部气压变气体溶于水，内部气压变小，水在大气作用下被吸入漏小，水在大气作用下被吸入漏斗，使得液面与漏斗口脱离，斗，使得液面与漏斗口脱离，水又回到烧杯水又回到烧杯9TLF制作4、尾气处理装置1、溶243 3、可燃性气体用燃烧法可燃性气体用燃烧法 如如CHCH4 4、C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2、H H2 2、COCO等。等。4 4、袋装法袋装法 （储气袋）（储气袋）如如CHCH4 4、C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2、H H2 2、COCO等。等。TLF制作3、可燃性气体用燃烧法4、袋装法255 5、量气装置、量气装置A AD DC CB B影响气体体积的因素：温度、压强时量时要点：恢复原温、调节液面、平视读数TLF制作5、量气装置ADCB影响气体体积的因素：温度、压强时量时要点26三、注意的几个问题三、注意的几个问题1 1、检查气体的纯度。、检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体（点燃或加热通有可燃性气体（H H2 2、COCO、CHCH4 4、C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2等）的装置前，必须检查气体的纯度。等）的装置前，必须检查气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物 H H2 2纯度检查文字描述纯度检查文字描述:用排水法（或向下排气法）收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，没有尖锐的爆鸣声，表示氢气纯度合格，可以点燃和收集。2 2、加热操作先后顺序选择。、加热操作先后顺序选择。若气体产生需加热，应先用酒精若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热。固体物质加热。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3，实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点燃Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。TLF制作三、注意的几个问题1、检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气273 3、具有特殊作用的实验改进装置、具有特殊作用的实验改进装置 防堵塞安全装置：如图（3）所示，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置（见恒压式）；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处（见防阻式（I、II）。液封装置：如图所示，为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管（见液封式）液封式TLF制作3、具有特殊作用的实验改进装置防堵塞安全装置：如图（3）28防污染安全装置：如图（4）所示，灼烧式可用于除尾气CO；吸收式可用于除Cl2、H2S等；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。TLF制作防污染安全装置：如图（4）所示，灼烧式可用于除尾气CO；吸29 从高考题型看，在第从高考题型看，在第卷出现在选择题型中的主要是基本卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从实验的内容，从气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯离与提纯。在第在第卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行综合根据实验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。这对考核这对考核实验能力非常重要。实验能力非常重要。历年高考题选摘历年高考题选摘TLF制作从高考题型看，在第卷出现在选择题型中的主要是基本实30例例1、下列三个问题均与下图实下列三个问题均与下图实验装置有关，请选择正确的验装置有关，请选择正确的序号填入空格内。序号填入空格内。(1)制取某无色非金属氧化物制取某无色非金属氧化物气体时，烧瓶气体时，烧瓶X内的试剂是内的试剂是A.铜和稀硝酸铜和稀硝酸 B.铜和浓硝酸铜和浓硝酸 C.碳酸钙与稀硫酸碳酸钙与稀硫酸 D.亚硫酸钠与浓盐酸亚硫酸钠与浓盐酸(2)洗气瓶洗气瓶Y中所盛的液体应是中所盛的液体应是(不允许非水杂质混在气体不允许非水杂质混在气体中中 A.饱和饱和NaHCO3B.NaOH溶液溶液C.饱和饱和NaHSO3D.澄清石灰水澄清石灰水(3)检验集气瓶是否集满气体，设置于瓶口的滤纸润湿时检验集气瓶是否集满气体，设置于瓶口的滤纸润湿时应使用的溶液是应使用的溶液是A.氯化钠溶液氯化钠溶液B.碘化钾溶液碘化钾溶液C.酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液D.澄清石灰水澄清石灰水XyzDCBTLF制作例1、下列三个问题均与下图实XyzDCBTLF制作31 例例2 2、根据下面实验图填空和回答问题根据下面实验图填空和回答问题:(1):(1)烧瓶中烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是所发生的主要反应的化学方程式是 装置装置()()的烧杯中冷水的作用是的烧杯中冷水的作用是 ，装置装置()()的烧杯中液体的作用是的烧杯中液体的作用是 。(2)(2)进行此实验时，烧杯进行此实验时，烧杯内的橡皮塞最好用锡箔包内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是璃管口要相互紧靠，这是因为因为 。(3)(3)装置装置()()的烧杯的烧杯中使用倒置漏斗可防止中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其原因。液体倒吸，试简述其原因。尾气吸收尾气吸收冷凝溴蒸气冷凝溴蒸气溴蒸气会腐蚀橡胶溴蒸气会腐蚀橡胶2H2SO4(浓浓)+2NaBr+MnO2MnSO4+Br2+Na2SO4+2H2O气体溶于水，内部气压变小，水在气体溶于水，内部气压变小，水在大气作用下被吸入漏斗，使得液面与漏斗口脱离，水又回到烧杯大气作用下被吸入漏斗，使得液面与漏斗口脱离，水又回到烧杯TLF制作例2、根据下面实验图填空和回答问题:(1)烧瓶中所发生的主32