高考化学一轮复习 第12章 第3讲 常见气体的制备课件 新人教版

第第三三讲讲常常见见气气体体的的制制备备 实验室需要制备的气体有：实验室需要制备的气体有：O2、H2、NH3、CO2、Cl2、SO2(1)用化学方程式表示制取下列气体的反应原理：用化学方程式表示制取下列气体的反应原理： O2： ， H2： ， NH3： ，ZnH2SO4(稀稀)=ZnSO4H2CO2： ，Cl2： ，SO2： 。CaCO32HCl(稀稀)=CaCl2H2OCO2Na2SO3H2SO4(浓浓)=Na2SO4SO2H2O思考思考感悟感悟1实验室里除用实验室里除用NH4Cl和熟石灰混合共热制取氨气的和熟石灰混合共热制取氨气的方法外，还有哪些方法能制取氨气？方法外，还有哪些方法能制取氨气？提示提示还可以用加热浓氨水或用浓氨水与生石灰还可以用加热浓氨水或用浓氨水与生石灰混合制取氨气。混合制取氨气。(2)有下列三套制取气体的发生装置：有下列三套制取气体的发生装置：依据气体的制备原理，上述六种气体中能用依据气体的制备原理，上述六种气体中能用A装置制装置制取的气体有取的气体有 (填序号，下同填序号，下同)。能用能用B装置制取的气体有装置制取的气体有 。能用能用C装置制取的气体有装置制取的气体有 。、(3)上述气体中，能用排水法收集的是上述气体中，能用排水法收集的是 。 能用向下排空气法收集的是能用向下排空气法收集的是 。(4)上述气体中，能用浓上述气体中，能用浓H2SO4干燥的是干燥的是 。 能用碱石灰干燥的是能用碱石灰干燥的是 。 能用无水氯化钙干燥的是能用无水氯化钙干燥的是 。、思考思考感悟感悟2为什么不能用中性干燥剂无水氯化钙干燥为什么不能用中性干燥剂无水氯化钙干燥NH3?提示提示因因NH3与与CaCl2反应生成反应生成CaCl28NH3。1在实验室可用氧化还原反应制取的气体是在实验室可用氧化还原反应制取的气体是 ()O2CO2Cl2NOH2A BC D答案：答案： C解析：解析：制取单质必发生氧化还原反应，制取制取单质必发生氧化还原反应，制取CO2是利用是利用的复分解反应，制取的复分解反应，制取NO的原理是的原理是3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，是氧化还原，是氧化还原反应。反应。2.以下集气装置中不正确的是以下集气装置中不正确的是 ().解析：解析：收集收集NH3时堵塞试管口，无法将空气排出去，故无时堵塞试管口，无法将空气排出去，故无法达到收集的目的。法达到收集的目的。答案：答案： C3可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是是() H2SHClNH3Cl2SO2C2H4A和和 B和和C和和 D和和解析：解析： H2S和和NH3不能用浓不能用浓H2SO4干燥，干燥，C2H4不能用排空不能用排空气法收集，气法收集，Cl2不能用水吸收。不能用水吸收。答案：答案： B4实验室制取下列气体，所用药品和干燥剂都正确的是实验室制取下列气体，所用药品和干燥剂都正确的是()选项选项制取气体制取气体药品药品干燥剂干燥剂AH2锌和稀硫酸锌和稀硫酸浓硫酸浓硫酸BCl2KClO3和浓盐酸和浓盐酸碱石灰碱石灰CHCl固体固体NaCl和浓硫酸和浓硫酸碱石灰碱石灰DNH3NH4Cl和熟石灰和熟石灰浓硫酸浓硫酸解析：解析： Cl2、HCl均能与碱石灰反应，均能与碱石灰反应，NH3能与浓能与浓H2SO4反应，故反应，故B、C、D选项错误。选项错误。答案：答案： A5(2011山东高考山东高考)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集集CO2气体，下列装置中合理的是气体，下列装置中合理的是_。解析：解析：仔细分析各组实验装置，由于仔细分析各组实验装置，由于CO2的密度比空气大，的密度比空气大，所以用向上排空气法收集所以用向上排空气法收集CO2，a错误；发生装置中，错误；发生装置中，c中中气体会从漏斗中逸出，错误；选择气体会从漏斗中逸出，错误；选择b、d。答案：答案： b、d6实验室可采用多种方法制取氨气。实验室可采用多种方法制取氨气。(1)请从下图中选择最恰当的气体发生装置，将相应请从下图中选择最恰当的气体发生装置，将相应字母标号填入下表：字母标号填入下表：方法方法试剂试剂仅用浓氨水仅用浓氨水浓氨水、氢氧浓氨水、氢氧化钠固体化钠固体装置装置(2)如何检验生成的气体是氨气？如何检验生成的气体是氨气？_。解析：解析： (1)实验室制取氨气，可以采取加热浓氨水的方实验室制取氨气，可以采取加热浓氨水的方法，装置选择法，装置选择C；也可以选用氢氧化钠固体和浓氨水，；也可以选用氢氧化钠固体和浓氨水，向向NaOH固体中滴加浓氨水，固体中滴加浓氨水，NaOH固体溶解放热，氨固体溶解放热，氨气受热挥发，故装置选择气受热挥发，故装置选择B。(2)检验氨气，可以利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变检验氨气，可以利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的性质检验。蓝的性质检验。答案：答案： (1)CB(2)把湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸变蓝把湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸变蓝考纲展示考纲展示考点关注考点关注(1)(1)掌握常见气体的实验室制掌握常见气体的实验室制法法( (包括所用试剂、仪器、反包括所用试剂、仪器、反应原理、除杂以及收集方法应原理、除杂以及收集方法) )(2)(2)能识别或绘制简单的实验能识别或绘制简单的实验仪器装置图仪器装置图(1)(1)常见气体的制备、收集常见气体的制备、收集与性质验证与性质验证(2)(2)气体制备中的实验安全气体制备中的实验安全与环境保护与环境保护1气体的发生装置气体的发生装置类型类型 反应条件反应条件发生装置图发生装置图 适用气体适用气体注意事项注意事项固体固体与固与固体体加热加热NH3、O2试管要干燥试管要干燥试管口略低于试试管口略低于试管底管底加热时先均匀加加热时先均匀加热再局部加强热热再局部加强热类型类型反应条件反应条件发生装置图发生装置图适用气体适用气体注意事项注意事项固固(液液)体与体与液体液体加热加热Cl2烧瓶加热时烧瓶加热时要隔石棉网要隔石棉网反应物均为反应物均为液体时，烧瓶液体时，烧瓶内要加碎瓷片内要加碎瓷片类型类型反应反应条件条件发生发生装置图装置图适用适用气体气体注意事项注意事项固固(液液)体与体与液体液体不不加加热热H2、CO2、SO2、NO、NO2、O2、NH3使用分液漏斗既可以增使用分液漏斗既可以增强气密性，又可以控制生强气密性，又可以控制生成气体的速率和量成气体的速率和量使用长颈漏斗时，要使使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下漏斗下端插入液面以下A装置只适用于块状固装置只适用于块状固体与液体的反应体与液体的反应2气体的收集方法气体的收集方法根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。发生反应来确定气体的收集方法。(1)排水集气法：排水集气法：适用范围：难溶于水，且不与水发生反应的气体。适用范围：难溶于水，且不与水发生反应的气体。如如O2、H2、CO、NO、C2H4、C2H2等。排水集气法等。排水集气法的优点是收集的气体纯度高、易判断是否收集满。的优点是收集的气体纯度高、易判断是否收集满。(2)向上排空气法：向上排空气法：适用范围：不与空气反应且密度比空气大的气体。适用范围：不与空气反应且密度比空气大的气体。如如O2、CO2、Cl2、SO2、NO2等。等。(3)向下排空气法：向下排空气法：适用范围：不与空气反应且密度比空气小的气体。适用范围：不与空气反应且密度比空气小的气体。如如H2、NH3、CH4等。等。例例1(2011全国卷全国卷)请回答下列实验室中制取气体的请回答下列实验室中制取气体的有关问题。有关问题。(1)如图是用如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置。装置装置B、C、D的作用分别是：的作用分别是：B_；C_；D_。(2)在实验室欲制取适量在实验室欲制取适量NO气体。气体。下图中最适合完成该实验的简易装置是下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号填序号)；根据所选的装置完成下表根据所选的装置完成下表(不需要的可不填不需要的可不填)：简单描述应观察到的实验现象简单描述应观察到的实验现象_。应加入的物质应加入的物质所起的作用所起的作用ABCD解析解析本题主要考查常见气体的制备，意在考查考生本题主要考查常见气体的制备，意在考查考生根据反应原理和气体的性质进行化学实验的能力。高锰根据反应原理和气体的性质进行化学实验的能力。高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，装置装置B用来收集比空气重的氯气，装置用来收集比空气重的氯气，装置D吸收尾气，装置吸收尾气，装置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度与空气接近，起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度与空气接近，不能用排空气法收集，一氧化氮不与水反应，可以用排不能用排空气法收集，一氧化氮不与水反应，可以用排水法收集，选用装置水法收集，选用装置 ，A装置中盛放铜片和稀硝酸，装置中盛放铜片和稀硝酸，B装置中盛放水，装置中盛放水，C装置接收排出的水。装置接收排出的水。答案答案(1)向上排气收集氯气向上排气收集氯气安全作用，防止安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管中的液体倒吸进入集气管B中中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境(2)应加入的物质应加入的物质所起的作用所起的作用A铜屑和稀硝酸铜屑和稀硝酸产生产生NO气体气体B水水排水收集排水收集NO气体气体C主要是接收主要是接收B中排出的水中排出的水D反应开始时，反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯管中的水逐渐流入烧杯C中中探探规规寻寻律律常用收集气体的方法，如右图装置：常用收集气体的方法，如右图装置：A装置从装置从a管进气是向上排空法，管进气是向上排空法，从从b管进气是向下排空法。管进气是向下排空法。B装置从装置从b管进气是排液法集气。管进气是排液法集气。如果液体为水，可以收集如果液体为水，可以收集H2、NO、O2等气体；等气体；如果液体为饱和食盐水可以收集如果液体为饱和食盐水可以收集Cl2；如果液体为如果液体为饱和饱和NaHCO3溶液可以收集溶液可以收集CO2；如果液体为如果液体为CCl4可以收集可以收集NH3。11.例题中制氯气的简易装置，还可以制取例题中制氯气的简易装置，还可以制取_。解析：解析：固固(液液)体和液体不加热制取的气体，比空气重、体和液体不加热制取的气体，比空气重、有毒、能被有毒、能被NaOH溶液吸收的还有溶液吸收的还有NO2、SO2。答案：答案：NO2、SO212.(2011上海高考上海高考)草酸晶体草酸晶体(H2C2O42H2O)100开始开始失水，失水，101.5熔化，熔化，150左右分解产生左右分解产生H2O、CO和和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去图中加热装置已略去) ()解析：解析：草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用A、B，否则生成的水冷凝后令仪器炸裂；因草酸晶体在否则生成的水冷凝后令仪器炸裂；因草酸晶体在101.5熔化，在试管中流到管口，而发生堵塞，熔化，在试管中流到管口，而发生堵塞，C错误。错误。答案：答案：D解析：解析：根据题给反应可知，制备氢气采用的是固体和液根据题给反应可知，制备氢气采用的是固体和液体不加热的方法，可以采用简易启普发生器，收集氢气体不加热的方法，可以采用简易启普发生器，收集氢气可以采用向下排空气法或排水法，结合题给装置，在可以采用向下排空气法或排水法，结合题给装置，在e、f中可以确定中可以确定e。制备氯气，用二氧化锰和浓盐酸，需要加。制备氯气，用二氧化锰和浓盐酸，需要加热，所以在热，所以在a、b、c、d中排除中排除a，装置，装置b、c不能除杂、干不能除杂、干燥，故选燥，故选d，其集气瓶瓶中盛放的药品是，其集气瓶瓶中盛放的药品是(按先后顺序按先后顺序)饱饱和和NaCl溶液、浓硫酸、空瓶溶液、浓硫酸、空瓶(收集收集)、NaOH溶液。溶液。答案：答案：ed1气体的净化气体的净化(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质， 操作简便，易于分离。操作简便，易于分离。(2)气体净化装置的选择：气体净化装置的选择：易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质可用水易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质可用水吸收，如吸收，如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质括号内为杂质气体，下同气体，下同)，可将混合气体通过盛水的甲装置来除去杂，可将混合气体通过盛水的甲装置来除去杂质气体。质气体。酸性杂质气体用碱性吸水剂，碱性杂质气体用酸性吸酸性杂质气体用碱性吸水剂，碱性杂质气体用酸性吸水剂来吸收，如水剂来吸收，如CO(CO2)、O2(SO2)，可将混合气体通，可将混合气体通过盛过盛NaOH溶液的甲装置或盛碱石灰的乙装置来除去杂溶液的甲装置或盛碱石灰的乙装置来除去杂质气体。质气体。还原性杂质气体，可用氧化性较强的物质来吸收或转还原性杂质气体，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质气体，可用还原性较强的物质来吸收或化；氧化性杂质气体，可用还原性较强的物质来吸收或转化。如转化。如CO2(CO)可将混合气体通过盛灼热可将混合气体通过盛灼热CuO的丙装的丙装置来除去杂质气体；如置来除去杂质气体；如CO2(SO2)可将混合气体通过盛高可将混合气体通过盛高锰酸钾酸性溶液的甲装置来除去杂质气体。锰酸钾酸性溶液的甲装置来除去杂质气体。2尾气的处理尾气的处理(1)甲是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收甲是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收HCl、NH3，用氨水吸收，用氨水吸收SO2等。等。(2)乙是能溶于溶液的气体的吸收装置或有毒气体的尾气乙是能溶于溶液的气体的吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。如用处理装置。如用NaOH溶液吸收溶液吸收Cl2等。等。(3)丙是用在空气中点燃的方法处理尾气，防止污染大气。丙是用在空气中点燃的方法处理尾气，防止污染大气。(4)对于一些不便于用甲、乙、丙方法处理的少量尾气，对于一些不便于用甲、乙、丙方法处理的少量尾气，可采用气球收集法处理可采用气球收集法处理(如图丁所示如图丁所示)。特别提醒特别提醒 当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。通常是干燥在前，除杂在后。例例2实验室制备、收集干燥的实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。，所需仪器如下。(1)装置装置A产生产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a_f。(2)装置装置D的作用是的作用是_，装置，装置E中中NaOH溶液的作用溶液的作用是是_。解析解析收集干燥的收集干燥的SO2，应先干燥，再收集，应先干燥，再收集(SO2密度比密度比空气的大，用向上排空气法收集，因此要从空气的大，用向上排空气法收集，因此要从c口进气口进气)，最，最后进行尾气处理；因为后进行尾气处理；因为SO2在在NaOH溶液中的吸收量较大，溶液中的吸收量较大，故故D为安全瓶，可防止倒吸。为安全瓶，可防止倒吸。答案答案(1)decb(2)防止倒吸吸收多余的防止倒吸吸收多余的SO2探探规规寻寻律律气体的净化，首先要判断气体中的杂质，判断气体的净化，首先要判断气体中的杂质，判断气体中杂质的方法有：气体中杂质的方法有：(1)看反应物的状态，若反应物中有水溶液，则制取看反应物的状态，若反应物中有水溶液，则制取的气体中一定含有水蒸气，若反应物中有气体反应的气体中一定含有水蒸气，若反应物中有气体反应物，由于气体不能充分反应，则制取的气体中一定物，由于气体不能充分反应，则制取的气体中一定含有原来的气体，如用含有原来的气体，如用CO2与与Na2O2反应制取的氧气反应制取的氧气中一定含有中一定含有CO2杂质；杂质；(2)看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中含有看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中含有HCl气体；气体；(3)看生成物的成分，如用氯化铵和消石灰制取的氨看生成物的成分，如用氯化铵和消石灰制取的氨气中含有水蒸气。气中含有水蒸气。21.如何通过实验证明如何通过实验证明SO2气体中混有气体中混有CO2气体？气体？答案：答案：将气体依次通入盛有品红溶液、酸性将气体依次通入盛有品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水的四个洗气瓶，通过观溶液、品红溶液、澄清石灰水的四个洗气瓶，通过观察澄清石灰水是否变浑浊来检验察澄清石灰水是否变浑浊来检验CO2是否存在。是否存在。解析：解析：将气体先通入品红溶液中检验出将气体先通入品红溶液中检验出SO2气体，通入气体，通入酸性酸性KMnO4溶液中除去溶液中除去SO2；再通入品红溶液中检查；再通入品红溶液中检查SO2是否除尽；最后通入澄清石灰水检验是否除尽；最后通入澄清石灰水检验CO2的存在。的存在。22.(2011湖南四市九校联考湖南四市九校联考)下图中下图中a、b、c表示相应表示相应仪器中加入的试剂，可用下图装置制取、净化、收仪器中加入的试剂，可用下图装置制取、净化、收集的气体是集的气体是()编号编号气体气体abcANH3浓氨水浓氨水生石灰生石灰碱石灰碱石灰BCO2盐酸盐酸碳酸钙碳酸钙饱和饱和NaHCO3CNO稀硝酸稀硝酸铜屑铜屑H2ODNO2浓硝酸浓硝酸铜屑铜屑NaOH溶液溶液答案：答案： B解析：解析：A中干燥氨气的碱石灰为固态，应装于干燥管中，中干燥氨气的碱石灰为固态，应装于干燥管中，不可用洗气瓶，且氨气不可用向上排空气法收集，故不可用洗气瓶，且氨气不可用向上排空气法收集，故A错误；错误；B中饱和中饱和NaHCO3溶液的作用是除去挥发出来的溶液的作用是除去挥发出来的HCl气体，气体，B正确；正确；C中生成的中生成的NO能与空气中的氧气反能与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，故应，不能用排空气法收集，故C错误；错误；D中中NaOH溶液能溶液能与与NO2反应，致使收集不到反应，致使收集不到NO2，故，故D错误。错误。23.(2011广东惠州调研广东惠州调研)下图的实验装置用来分离下图的实验装置用来分离CO2和和CO气体并干燥。图中气体并干燥。图中a为止水夹，为止水夹，b为分液漏斗的为分液漏斗的活塞，通过活塞，通过Y型管和止水夹分别接型管和止水夹分别接c、d两球胆，现装两球胆，现装置内的空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙中置内的空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙中盛放的溶液分别是盛放的溶液分别是()ANaHCO3饱和溶液、饱和溶液、12 molL1 盐酸、盐酸、18.4 molL1 H2SO4BNa2CO3饱和溶液、饱和溶液、2 molL1 H2SO4、NaOH饱和溶液饱和溶液CNaOH饱和溶液、饱和溶液、2 molL1 H2SO4、18.4 molL1H2SO4D18.4 molL1 H2SO4、NaOH饱和溶液、饱和溶液、18.4 molL1 H2SO4答案：答案： C解析：解析：由图示可知，甲中所盛试剂用于吸收混合气体由图示可知，甲中所盛试剂用于吸收混合气体中的中的CO2，可排除，可排除A、D项；丙中所盛试剂用于干燥项；丙中所盛试剂用于干燥CO和和CO2气体，排除气体，排除B项。项。一、命题常设误角度诊断一、命题常设误角度诊断1病例：病例：实验室用右图装置制取少量氨气实验室用右图装置制取少量氨气(2011江苏高考江苏高考)诊断：氨气的收集方法不正确诊断：氨气的收集方法不正确2病例：病例：如右图所示的实验中，如右图所示的实验中，烧杯中出现的实验现象为：烧杯中出现的实验现象为：先出现白色沉淀，后溶解先出现白色沉淀，后溶解(2010广东高考广东高考)诊断：诊断：Al(OH)3能溶于强碱溶液，但不溶于弱碱溶能溶于强碱溶液，但不溶于弱碱溶液液(如氨水如氨水)3病例：病例：除去氯气中氯化氢的方法除去氯气中氯化氢的方法见右图见右图(2010上海高考上海高考)诊断：气体净化时洗气瓶中气体的流向错误诊断：气体净化时洗气瓶中气体的流向错误4病例：病例：选择合适的试剂，用右图所示选择合适的试剂，用右图所示装置可分别制取少量装置可分别制取少量CO2、NO和和O2(2010江苏高考江苏高考)诊断：诊断：NO气体遇气体遇O2变成变成NO2气体气体2掌握掌握6种有毒或能污染空气的尾气的处理方法。种有毒或能污染空气的尾气的处理方法。Cl2、SO2、NOx用用NaOH溶液吸收；溶液吸收；NH3、HCl用水吸收；用水吸收；CO用燃烧的方法。用燃烧的方法。3牢记牢记3种常见干燥剂不能干燥的气体。种常见干燥剂不能干燥的气体。浓硫酸不能干燥：浓硫酸不能干燥：NH3、H2S、HBr；碱石灰不能干燥：碱石灰不能干燥：CO2、SO2、HCl、Cl2、NOx；无水氯化钙不能干燥：无水氯化钙不能干燥：NH3。点点 击击 下下 图图 进进 入入