高考化学三轮冲刺 化学实验 常见气体的制备与收集

常见气体的制备与收集 应掌握O2、H2、CO2、Cl2、NO、NO2、NH3、C2H4、C2H2等9种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化、干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。1气体的发生装置一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，通常气体的发生装置有如下几种(见下图) 2气体的收集方法根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。(1)排水集气法适用于 的气体。优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电解质，抑制与水反应。如用 方法收集浓度较高的Cl2。(装置见a)(2)向上排空气收集法适用于 的气体。(装置见b)(3)向下排空气集气法适用于 的气体。(装置c) 3常见气体制备原理，装置选择说明 制备少量O2还可以用H2O2或Na2O2反应： 方程式： ，选择发生装置 。 制备少量NH3可以加热浓氨水或将浓氨水滴入盛NaOH固体的烧瓶中，选择发生装置 。4气体的净化和干燥气体的净化、干燥装置一般常用的有 、 、 和双通加热管几种。 如下图：(1) 洗气瓶(如图c)一般装入液体除杂试剂。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：强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2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 溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。 饱和 溶液能除去SO2中混有的HCl、SO3等气体。 饱和 溶液能除去H2S中混有的HCl气体。浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去 、 、 、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如H2S、HBr、HI等。酸性KMnO4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CO2气体中的SO2、H2S等。(2)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：酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶等。碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰、固体NaOH等。中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2(但CaCl2不能干燥NH3，因易形成CaCl28NH3氨合物)。(3)双通加热管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：Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。 另外还常用固体的 装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在(但不能用CuSO4作干燥剂，因CuSO4吸水率低)。用Na2O2固体也可将CO2、H2O(气)转化为 。5测量气体的体积利用气体的不溶于某些液体的性质(如H2难溶于水，Cl2难溶于饱和食盐水)可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图：实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，应注意：装置(I) ：反应后应恢复到室温再读数，实验前集气瓶应充满水。气体体积即量筒中水的体积。装置()：读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积。装置(III)：测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数。装置(IV)：实验中水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成气体的体积即为量筒内气体的体积。装置(V)：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的体积分数。读数时球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积。【例题讲解】例1如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内气体是 CO、O2 Cl2、CH4 NO2、O2 N2、H2A B C D例2下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置 (加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器 装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是 。(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应 ，活塞b应 。需要加热的仪器装置有 (填代号)，m中反应的化学方程式为 。(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内装 NaOH 固体，E 内装铂铑合金网，按AGED装置顺序制取干燥氨气，并验证氨的某些性质。装置A中能产生氨气的原因有： 。实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有_性。例3只能用排水法收集的气体是 AH2 BHCl CNO DCH4 例4可用右图装置制取（必要时可加热）、净化、收集的气体是A铜和稀硝酸制一氧化氮 B氯化钠与浓硫酸制氯化氢C锌和稀硫酸制氢气 D硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢例5.下列物质的制备方法合理的是C2H4：向乙醇中加少量浓H2SO4，加热至170左右FeSO4：先将Fe在氧气中燃烧，其产物再溶于稀H2SO4CuSO45H2O：先将Cu在空气中充分加热，其产物再溶于稀H2SO4FeCl2：过量的铁与氯气在加热下反应ABCD全部例6如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使Y滴入瓶中，振荡，一会可见小气球a鼓起，气体X和溶液Y不可能是AX是NH3，Y是水BX是CO2，Y是稀硫酸CX是SO2，Y是NaOH溶液DX是HCl，Y是NaNO3溶液例7. 用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。 已知：NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O 气体液化温度：NO2 21 NO -152。 （1）仪器的连接顺序（按左右连接，填各接口的编号）为 。 （2）反应前先通入N2目的是 。 （3）确认气体中含NO的现象是 。 （4）装置F的作用是 。 （5）如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为 。6