1.常见气体的制备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,常,见,气,体,的,制,备,合肥新东方学校 中学部,杨志武,高考考纲要求,一、掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、仪器、原理、收集）。,二、能够灵活的运用气体制备实验的规律和方法解决新问题。,常见的气体,H,2,、O,2,、Cl,2,、HCl、H,2,S、CH,4,、C,2,H,4,、C,2,H,2,、NH,3,、SO,2,、NO、NO,2,、CO、CO,2,共14种气体,一、气体制取的反应原理,2KMnO,4,K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,2Na,2,O,2,+2H,2,O4NaOHO,2,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,MnO,2,2KClO,3,2KCl+3O,2,MnO,2,2NH,4,Cl+Ca(OH),2,CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,NH,3,H,2,O+CaO NH,3,+Ca(OH),2,CH,3,COONa+NaOH Na,2,CO,3,+CH,4,CaO,Zn+H,2,SO,4,(稀)=ZnSO,4,+H,2,CaCO,3,+2HCl=CaCl,2,+CO,2,+H,2,O,1.O,2,2.NH,3,3.CH,4,4.H,2,5.CO,2,6.H,2,S,FeS+H,2,SO,4,(稀)=FeSO,4,+H,2,S,固体 +液体,常温,固体 +固体,加热,7.SO,2,8.NO,2,9.NO,10.C,2,H,2,11.Cl,2,12.HCl,13.C,2,H,4,14.CO,Na,2,SO,3,+H,2,SO,4,(浓)=Na,2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,Cu+4HNO,3,(浓)=Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,3Cu+8HNO,3,(稀)=3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,CaC,2,+2H,2,OCa(OH),2,+CHCH,MnO,2,+4HCl(浓)=MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O,2KMnO,4,+16HCl=2KCl+2MnCl,2,+5Cl,2,+8H,2,O,NaCl(固)+H,2,SO,4,(浓)=NaHSO,4,+HCl,2NaCl(固)+H,2,SO,4,Na,2,SO,4,+2HCl,强热,C,2,H,5,OH CH,2,=CH,2,+H,2,O,170,浓H,2,SO,4,HCOOHCO H,2,O,浓H,2,SO,4,固体 +液体,常温,固体 +液体,加热,液体,加热,发 生,装 置,净 化,装 置,干 燥,装 置,收 集,装 置,吸 收,装 置,反应物状态及反应条件,气体及杂质的性质,气体的性质选择干燥剂,气体水溶性及密度,气体的毒性选择吸收剂,二、气体制取装置的设计,(,1,),、装置连接顺序,(,2,),、实验操作的先与后,A、装配仪器时：先下后上；先左后右,B、加入试剂时：先固后液,C、实验开始时：先查仪器的气密性，,再加药品，后点酒精灯；,D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热.,E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。,F、仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，,后拆部件。,1、气体的发生装置,1.1设计依据,反应物的状态和反应的条件,1.2装置的分类,（1）固固,加热,（2）固液（液液）,加热,（3）块固液,常温,可制O,2,、NH,3,、CH,4,等,可制Cl,2,、HCl、C,2,H,4,、,CO、NO、SO,2,等,可制CO,2,、H,2,S、H,2,、O,2,、NH,3,、C,2,H,2,等,可制CO,2,、H,2,S、H,2,（4）固液,常温,1.2.1 固固，加热,该实验装置要注意：,（l）试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。,（2）铁夹应夹在距试管口l/3处。,（3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。,标准装置,可制O,2,、NH,3,、CH,4,1.2.2 固液（液液），加热,实验时要注意：,先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品，再加热。,要正确使用分液漏斗。,标准装置,可制Cl,2,、HCl、C,2,H,4,、,CO、NO、SO,2,等,1.2.2 固液（液液），加热,变化装置,1.2.3 固液,块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用,启普发生器,制备，当制取气体的量不多时，也可采用,简易装置,。,标准装置,1.2.3 固液,启普发生器变化：,1.2.3 固液,其它装置：,.,2、气体的收集装置,2.1判断原则,（1）易溶或与水反应的气体：,排空气法,（2）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：,排水（液）法,（3）可溶性气体考虑用,排液法,（4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。,2、气体的收集装置,（1）排空气法,收集比空气重的气体,收集比空气轻的气体,2、气体的收集装置,（2）排水（液）法,2、气体的收集装置,（3）贮气瓶,（4）贮气袋,3、气体的净化装置,3.1总原则,（1）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧除杂，则干燥在前。,（2）吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。,（3）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的反应。,（4）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应放出欲净化的气体。,（5）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。,3、气体的净化装置,3.2除杂装置,（1）洗气瓶,（2）干燥管,（3）加热管,c,d,3、气体的净化装置,3.2干燥装置,3.2.1干燥装置,（1）洗气瓶,（2）干燥管,酸、碱性,据气体的,氧化、还原性,气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性,保持一致,干燥剂的选择及使用原则,1,、选择原则,气体在被干燥的过程中不能被减少,不要引入新的杂质。,2,、选择方法,干燥剂,选择,干燥剂状态,干燥装置,酸性干燥剂,（如：浓硫酸、,P,2,O,5,等）,不能用来干燥碱性气体,；,碱性干燥剂,(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等),不能用来干燥酸性气体,如,Cl,2,。,有氧化性的干燥剂,（如浓硫酸）,不能干燥有还原性气体,（如,H,2,S、HI,等）,。,3、气体的净化装置,3.2干燥装置,3.2.2干燥剂的选择,NH,3,、H,2,S、,HBr、HI,NH,3,NH,3,Cl,2,、HX、H,2,S、SO,2,、NO,2,、CO,2,4、尾气处理装置,尾气的处理方法,直接排放,直接吸收,防倒吸吸收,燃烧处理,总原则,（1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。,（2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。,防倒吸,：HCl、NH,3,、SO,2,常用吸收剂：,水，NaOH溶液，硫酸铜溶液,（3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：,燃烧处理或袋装。,4、尾气处理装置,（1）水溶解法,如：,HCl、NH,3,等,。,（2）碱液吸收法,如：Cl,2,、H,2,S、CO,2,、SO,2,等。,（3）燃烧或袋装处理法,如：,CH,4,、C,2,H,4,、C,2,H,2,、H,2,、CO,等。,4、尾气处理装置,（4）防倒吸吸收,标准装置,安全瓶装置,标准装置,变化装置,5、排水量气装置,历年高考题选摘,从高考题型看，在第卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从,气体的制备,，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。,在第卷中,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，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。这对考核实验能力非常重要。,例1：,（1）在没有现成的CO,2,气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO,2,气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）,。,（2）若用上述装置制取CO,2,气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是,。,答案,：(a)、(c)、(d)、(e)；浓硝酸、水、块状大理石。,利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得移动)：,H,2,Cl,2,CH,4,HCl NH,3,NO H,2,S SO,2,(1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有(用数字表示，下同)_.(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有_，这时气体由_口进入。(3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则,可用此装置的气体有_，这时气体,由_口进入。(4)若烧瓶是干燥的，不能用此装置来收集的,气体是_,。,【答】（,1）,（2），A,（3），B,（4）,例,2,：,练习,1、,利用右图和下列试剂制取下列,气体,：,A,浓硫酸,B,浓盐酸,C,食盐,D,二氧化锰,E,氯酸钾,F,过氧化氢,G,高锰酸钾,H,浓氨水,J,氢氧化钠,试用各试剂序号回答：,若要快速制备少量氧气，应选择,若要快速制备少量氯化氢，应选择,若要快速制备少量氨气，应选择,若要快速制备少量氯气，应选择,D、F,A、B,H、J,B、G,2,、实验室常常利用过氧化氢溶液制取氧气。,其原理为：2H,2,O,2,=2H,2,O+O,2,MnO,2,为了得到平稳的氧气气流，请选择最佳装置。,多孔隔板,A,E,D,C,B,3、下列装置是一套测定水的组成的装置。,AgNO,3,溶液,NaOH溶液,浓H,2,SO,4,Zn,稀HC1,无水CuSO,4,CuO,无水CaC1,2,碱石灰,C,A,E,D,G,F,H,B,试分别叙述A,-,H各装置的作用。,测定水的组成必须称量哪些装置中固体质量的变化？,若未用H装置，则测出的氢、氧元素质量比将如何变化？为什么？,何时可以将F中的酒精灯点燃？,4、下列装置可测定m g纯碱样品中（含NaCl）Na,2,CO,3,的质量分数。实验中使用的药品可能有：纯碱样品、稀盐酸、稀硫酸、浓硫酸、空气、碱石灰、NaOH溶液。,（1）请按图填写下列序号对应仪器内所装药品的名称：,。,（2）实验中使用了空气，其作用是,；若通入空气的速度过快，或通入空气的量不足，则所测定的Na,2,CO,3,的含量,（填“偏高”、“偏低”或“准确”）。,（3）干燥管II的作用是,；若无干燥管II，其后果是,。,（4）若中滴液速率过快，将导致实验结果,（填“偏高”、“偏低”或“准确”）。,（5）若干燥管I内药品的质量在实验前为m,1,g，实验后为m,2,g，则样品中的Na,2,CO,3,质量分数为,。,思考？,水蒸气通过灼热的煤之后所产生气体是混合气体,其中含有CO、H,2,、CO,2,、H,2,O(g）。请你设计一个实验，以确认混合气体中含有CO和H,2,，并画出简易装置图。,5、水蒸气通过灼热的煤所产生的混和气,其主要成份是CO、H,2,还含有CO,2,和水蒸气.请用下列装置设计一个实验,以确认上述混和气中含有CO和H,2,。,（1）连接上述装置的正确顺序是:,（填各接口的代码字母）,（2）确认混和气中含有H,2,的实验现象是,;其理由是,。,6,、将氯气用导管通入较浓的NaOH和H,2,O,2,的混和液中,在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现.这是因为通气后混和液中产生的ClO,-,被H,2,O,2,还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出。进行此实验,所用的仪器及导管如图：,根据要求填写下列空白:,(1)组装氯气发生器时,应选用的仪器及导管(填写图中编号)是,。,(2)实验进行中,按气流方向从左到右的顺序,气体流经的各仪器及导管的编号依次是,。,(3)仪器的橡皮塞上应有,个孔,原因是,。,(4)实验时,仪器中除观察到红光