山东省高考化学一轮复习 第十章第3节 常见气体的实验室制法课件

第第3节节常见气体的实验室制法常见气体的实验室制法点面导图点面导图考向分析考向分析 本节重点考查：本节重点考查： (1)以常见气体的制备为知识载体的综合实验能力，以常见气体的制备为知识载体的综合实验能力，对教材气体制备实验进行创新；对教材气体制备实验进行创新； (2)实验装置以及仪器药品的替代方法。实验装置以及仪器药品的替代方法。高考对本节内容考查多以综合实验题型出现，试题难度高考对本节内容考查多以综合实验题型出现，试题难度适中。预计适中。预计2013年高考继续为必考的热点。基于此，在年高考继续为必考的热点。基于此，在复习时应注重教材基本实验的原理和仪器的使用等。复习时应注重教材基本实验的原理和仪器的使用等。一、常见气体的实验室制备原理一、常见气体的实验室制备原理制备气体制备气体制备原理制备原理O2KClO3_KMnO4_H2O2_CO2_H2_Cl2NH31(想一想想一想)实验室制取氨气还可用哪些方法？实验室制取氨气还可用哪些方法？【答案【答案】实验室制取氨气，除用氯化铵和消石灰加热外，答案实验室制取氨气，除用氯化铵和消石灰加热外，答案还可用浓氨水制取，还可用浓氨水制取，可以加热浓氨水使可以加热浓氨水使NH3挥发出来，挥发出来，可用可用浓氨水和生石灰混合，生石灰与水反应，使浓氨水和生石灰混合，生石灰与水反应，使NH3挥发出来。挥发出来。2(填一填填一填)写出下列在生产、生活应用中气体的产生原理写出下列在生产、生活应用中气体的产生原理(用化用化学方程式表示学方程式表示)：(1)潜水艇和消毒呼吸面具中产生潜水艇和消毒呼吸面具中产生O2：_。(2)泡沫灭火器用于灭火时产生泡沫灭火器用于灭火时产生CO2：_。(3)制备消毒气制备消毒气Cl2，用，用KMnO4代替代替MnO2：_。【答案【答案】(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(2)Al2(SO4)36NaHCO3=3Na2SO42Al(OH)36CO2(3)2KMnO416HCl(浓浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O二、气体的收集二、气体的收集收集方法收集方法排水法排水法向上排空气法向上排空气法向下排空气法向下排空气法收集原理收集原理收集的气体不与水收集的气体不与水反应或难溶于水反应或难溶于水收集的气体密收集的气体密度比空气大，度比空气大，且与空气密度且与空气密度相差较大相差较大收集的气体密收集的气体密度比空气小，度比空气小，且与空气密度且与空气密度相差较大相差较大收集装置收集装置适用的气适用的气体体H2、O2、NO、CH4、C2H4等等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等等H2、NH3等等3(连一连连一连)将下列气体与适合的收集方法进行连线。将下列气体与适合的收集方法进行连线。H2 O2 NO Cl2 HCl CO2 NH3【答案【答案】4(选一选选一选)用下列装置制取并收集用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是气体，其中最合理的是()【答案【答案】C 1.常见气体制备发生装置常见气体制备发生装置反应装反应装置类型置类型反应装置图反应装置图适用气体适用气体操作注意事项操作注意事项固、固固、固加热型加热型O2、NH3等等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固定加强热热再固定加强热固、液加热固、液加热型或液、液型或液、液加热型加热型Cl2、HCl、NO等等烧瓶加热时要隔烧瓶加热时要隔石棉网石棉网反应物均反应物均为液体时，烧瓶内为液体时，烧瓶内要加碎瓷片要加碎瓷片固、液固、液不加热不加热型或液、型或液、液不加热型液不加热型H2、CO2、SO2、NO2等等使用长颈漏斗时使用长颈漏斗时，要使漏斗插入液，要使漏斗插入液面以下面以下启普发生启普发生器只适用于块状固器只适用于块状固体和液体反应，且体和液体反应，且气体不溶于水气体不溶于水使使用分液漏斗既可以用分液漏斗既可以增强气密性，又可增强气密性，又可控制液体流速控制液体流速2.气体实验的操作顺序气体实验的操作顺序(1)安装顺序安装顺序由下到上由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台摆摆酒精灯酒精灯固定铁圈固定铁圈放置石棉网放置石棉网固定圆底烧瓶固定圆底烧瓶)。从左到右从左到右(如制氯气：发生装置如制氯气：发生装置收集装置收集装置吸收装置吸收装置)。先塞后定先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。(2)加试剂顺序加试剂顺序固体先放入，液体后滴加固体先放入，液体后滴加(即先固后液即先固后液)。(3)其他操作顺序其他操作顺序先检验气密性，后装入药品先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更便于在装置漏气时进行调整或更换仪器换仪器)，最后点燃酒精灯，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后所有准备工作完毕后)；在连接导；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。大口进，小口出。(2012菏泽高三统考菏泽高三统考)下表是实验室制备气体的有关内容：下表是实验室制备气体的有关内容：编号编号实验内实验内容容实验原理实验原理气体发生装气体发生装置置制氧气制氧气H2O2O2制氨气制氨气NH4ClNH3制氯气制氯气HClCl2(1)上表气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧上表气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是化剂才能实现的是_(填气体的化学式，下同填气体的化学式，下同)；从；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是反应原理看，明显不同于其他两种气体的是_。(2)根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。，将其编号填入上表中的空格中。(3)若用上述制备若用上述制备O2的装置制备的装置制备NH3，则选择的试剂为，则选择的试剂为_。【答案【答案】(1)Cl2NH3(2)编号编号发生装置发生装置DBA或或D(3)浓氨水和固体氢氧化钠浓氨水和固体氢氧化钠(或生石灰等或生石灰等)利用装置利用装置C或或D的气体发生装置，还能制取哪些中学化学中常的气体发生装置，还能制取哪些中学化学中常见的气体？见的气体？【答案【答案】(1)O2H2O2与与MnO2(或或Na2O2与水与水)(2)Cl2KMnO4与盐酸与盐酸(3)CO2CaCO3与稀盐酸与稀盐酸(4)H2Zn与稀硫酸与稀硫酸(5)SO2Na2SO3与浓与浓H2SO4(80%)(6)NOCu与稀与稀HNO3(7)NO2Cu与浓与浓HNO31.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，操作简净化原则：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。便，易于分离。(2)气体的净化装置与方法气体的净化装置与方法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，下同括号内为杂质气体，下同)，可将，可将混合气体通过盛水的混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如如CO(CO2)，可将混合气体通过盛，可将混合气体通过盛NaOH溶液的溶液的a或盛碱石灰或盛碱石灰的的b或或c或或d来除去杂质。来除去杂质。还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化还原性杂质，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。例如性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如CO2(CO)，可，可将混合气体通过盛灼热将混合气体通过盛灼热CuO的的e来除去杂质。来除去杂质。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。如的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过，可将混合气体通过盛有盛有CuSO4溶液的溶液的a除去杂质。除去杂质。2尾气的吸收尾气的吸收对于有毒、有害、可燃、污染空气的气体尾气必须进行处理，用对于有毒、有害、可燃、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。(1)吸收原则吸收原则能充分吸收气体。能充分吸收气体。不能倒吸。不能倒吸。(2)常见装置常见装置吸收溶解度较小的尾气吸收溶解度较小的尾气(如如Cl2、SO2等等)用图用图D装置。装置。吸收溶解度较大的尾气吸收溶解度较大的尾气(如如HCl、NH3等等)用图用图B、C装置装置CO等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如图等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如图A、E。(1)当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂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，通常是干燥在前，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。除杂在后。(2)尾气处理装置应与大气相通。尾气处理装置应与大气相通。(2012聊城联考聊城联考)用下图装置分别制取和收集两种气体。烧杯内的用下图装置分别制取和收集两种气体。烧杯内的氢氧化钠溶液用来吸收尾气，防止污染空气。根据装置图填写下氢氧化钠溶液用来吸收尾气，防止污染空气。根据装置图填写下表。表。A中的固体物质中的固体物质B中的溶液中的溶液C中的气体中的气体(1)(2)【精讲精析【精讲精析】此题可用排除法解。此题可用排除法解。据图，生成气体的反据图，生成气体的反应不需加热，可能是制应不需加热，可能是制H2、CO2、HCl、SO2、H2S、NO2、NO、C2H2等气体；等气体；据题中叙述，该气体能污染环境，即可据题中叙述，该气体能污染环境，即可排除排除H2、CO2气体；气体；C是一个集气瓶，收集气体的方法是向是一个集气瓶，收集气体的方法是向上排空气法，所以制取的是密度比空气大且不与空气反应的上排空气法，所以制取的是密度比空气大且不与空气反应的气体，可排除气体，可排除NO、C2H2气体；气体；该装置用浓硫酸作干燥剂，该装置用浓硫酸作干燥剂，可排除还原性气体可排除还原性气体H2S；从尾气吸收装置分析，制取的气体从尾气吸收装置分析，制取的气体是一种能与氢氧化钠溶液反应，但反应速率较慢的气体，可是一种能与氢氧化钠溶液反应，但反应速率较慢的气体，可确定不是确定不是HCl。所以，该实验可制取的气体可能是。所以，该实验可制取的气体可能是SO2或或NO2气体。由于气体。由于SO2的溶解度较大，在不加热时，应选用的溶解度较大，在不加热时，应选用Na2SO3固体和较浓的硫酸溶液反应，才能顺利地制取固体和较浓的硫酸溶液反应，才能顺利地制取SO2气体。气体。【答案【答案】(1)Na2SO3H2SO4(较浓较浓)SO2(2)Cu浓浓HNO3NO21如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为()ABC D【解析【解析】用用H2O2制制O2的反应原理为的反应原理为2H2O22H2OO2，由反，由反应物的状态和反应条件可选应物的状态和反应条件可选作为制取装置。干燥作为制取装置。干燥O2可选用可选用或或装置，要制取干燥的装置，要制取干燥的O2只能用只能用装置收集，故合理的装置收集，故合理的装置组合为装置组合为。【答案【答案】C方法方法微热法微热法液差法液差法吹气法吹气法原理原理升高装置中气体的升高装置中气体的温度，使气体膨胀温度，使气体膨胀缩小装置中气体缩小装置中气体的体积，增大压的体积，增大压强强增大或减小装置中气增大或减小装置中气体的物质的量体的物质的量图例图例具体具体操作操作塞紧橡胶塞，将塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入导气管末端伸入盛水的烧杯中，盛水的烧杯中，用手捂热用手捂热(或用酒或用酒精灯微热精灯微热)试管试管塞紧橡胶塞，用止水塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡皮夹夹住导气管的橡皮管部分，从长颈漏斗管部分，从长颈漏斗向试管中注水向试管中注水塞紧橡胶塞，打塞紧橡胶塞，打开止水夹推动或开止水夹推动或拉动注射器拉动注射器现象现象说明说明烧杯中有气泡产烧杯中有气泡产生，冷却后，导生，冷却后，导气管末端形成一气管末端形成一段水柱，且保持段水柱，且保持一段时间不下降一段时间不下降一段时间后长颈漏斗一段时间后长颈漏斗中的液面高于试管中中的液面高于试管中的液面，且液面差不的液面，且液面差不改变改变推动注射器之后推动注射器之后，导管中出现一，导管中出现一段液柱，且液面段液柱，且液面差不改变，拉动差不改变，拉动注射器，试管中注射器，试管中产生气泡产生气泡气密性检查原理：在装置内封住一段气体，气密性检查原理：在装置内封住一段气体，使内部与外界大气形成压强差。使内部与外界大气形成压强差。(2012枣庄质检枣庄质检)下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是()【精讲精析【精讲精析】A项，导管末端产生气泡，说明试管内气压大于外项，导管末端产生气泡，说明试管内气压大于外界气压；界气压；B项，漏斗内液面不变，说明锥形瓶内气压大于外界气压；项，漏斗内液面不变，说明锥形瓶内气压大于外界气压；C项，向右拉动活塞，漏斗下端无气泡，说明锥形瓶内气压等于外界气压项，向右拉动活塞，漏斗下端无气泡，说明锥形瓶内气压等于外界气压；D项，集气瓶中长导管内有水柱，说明瓶内气压大于外界气压。项，集气瓶中长导管内有水柱，说明瓶内气压大于外界气压。【答案【答案】C检查气密性的答题规范检查气密性的答题规范对简答题应注意答题规范，对装置气密对简答题应注意答题规范，对装置气密性的检查可按如下文字进行答题：性的检查可按如下文字进行答题：装置形成封闭体系装置形成封闭体系操作操作(微热、手捂、微热、手捂、热毛巾捂、加水等热毛巾捂、加水等)描述现象描述现象得出结论。得出结论。2根据如图，回答下列问题：根据如图，回答下列问题：(1)关闭图关闭图A装置中的止水夹装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管里注入一定量的水，后，从长颈漏斗向试管里注入一定量的水，静置如上图静置如上图A所示。试判断：所示。试判断：A装置是否漏气？装置是否漏气？_(填填“漏气漏气”、“不漏气不漏气”或或“无法确定无法确定”)；判断理由是；判断理由是_。(2)关闭图关闭图B装置中的止水夹装置中的止水夹c后，开启活塞后，开启活塞b，水不断往下滴，直到，水不断往下滴，直到全部流入烧瓶。试判断：全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？装置是否漏气？(填填“漏气漏气”“”“不漏气不漏气”或或“无法确定无法确定”)_；判断理由是；判断理由是_。【解析【解析】(1)漏斗内液面高于试管内液面且不下降，说明试管内漏斗内液面高于试管内液面且不下降，说明试管内气压大于试管外气压，进而说明气密性良好。气压大于试管外气压，进而说明气密性良好。(2)由于烧瓶和漏斗由于烧瓶和漏斗用一段胶管相连，导致漏斗内气压和烧瓶内气压始终相等，即使用一段胶管相连，导致漏斗内气压和烧瓶内气压始终相等，即使装置气密性良好，漏斗内液体也能顺利流下。装置气密性良好，漏斗内液体也能顺利流下。【答案【答案】(1)不漏气不漏气只有不漏气，加水才会导致试管内气体压只有不漏气，加水才会导致试管内气体压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面(2)无法确定无法确定由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗中和烧瓶中的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中和烧瓶中的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶中的液体滴入烧瓶 高考题组一气体的制备高考题组一气体的制备1(2011全国高考全国高考)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(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装置。与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。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。如图中最适合完成该实验的简易装置是如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)：应加入的物质应加入的物质所起的作用所起的作用ABCD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_。【解析【解析】高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子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，装置氧化为氯气，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吸收尾吸收尾气，装置气，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，可以用排水法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装置中盛装置中盛放水，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瓶作用，防止安全瓶作用，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)应加入应加入的物质的物质所起的作用所起的作用A铜屑和铜屑和稀硝酸稀硝酸制取制取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，反应速率逐渐加快；中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随反应的进行又逐渐变管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随反应的进行又逐渐变为无色；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2(2010山东高考山东高考)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。装 置装 置 A 产 生产 生 S O2， 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。装置。装置D的作用是的作用是_，装置，装置E中中NaOH溶液的作用是溶液的作用是_。【解析【解析】发生装置中生成的发生装置中生成的SO2混有水蒸气，要先用浓混有水蒸气，要先用浓H2SO4干燥后再用向上排空气法收集，在制备有毒气体时应连干燥后再用向上排空气法收集，在制备有毒气体时应连接尾气处理装置，接尾气处理装置，SO2在在NaOH溶液中溶解性较大，故溶液中溶解性较大，故D为安为安全瓶，防止倒吸。全瓶，防止倒吸。【答案【答案】decb防止倒吸防止倒吸吸收多余的吸收多余的SO2请填写下列空白：请填写下列空白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸，从中选择合实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸，从中选择合适 的 试 剂 制 备 氢 气 ， 写 出 化 学 反 应 方 程 式 ：适 的 试 剂 制 备 氢 气 ， 写 出 化 学 反 应 方 程 式 ：_。(2)若用以上装置制备干燥纯净的若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中，装置中a和和b的作用分别的作用分别是是_，_；c和和d中盛装的试剂分别是中盛装的试剂分别是_，_。若用以上装置制备。若用以上装置制备H2，气体发生装置，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是中必需的玻璃仪器名称是_；在虚线框内画出收集干；在虚线框内画出收集干燥燥H2的装置图。的装置图。【解析【解析】(1)可利用可利用Zn和稀盐酸反应制取和稀盐酸反应制取H2。(2)装置装置a确保发生确保发生装置恒压，利于浓硫酸逐滴加入；装置恒压，利于浓硫酸逐滴加入；b能防倒吸；加热过程中部分能防倒吸；加热过程中部分HCOOH可能挥发，故可可能挥发，故可用用c中中NaOH溶液除去溶液除去HCOOH杂质，并用杂质，并用d中浓硫酸干燥中浓硫酸干燥CO。【答案【答案】(1)Zn2HCl=ZnCl2H2(2)恒压恒压防倒吸防倒吸NaOH溶液溶液浓浓H2SO4分液漏斗、蒸馏烧瓶分液漏斗、蒸馏烧瓶如图所示如图所示 课时知能训练课时知能训练