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,化学实验,第 十 章,第41讲 常见物质的制备,栏目导航,考点一 气体的制备,(4)CO2：_。 (5)Cl2：_。 (6)SO2：_。 (7)NO：_。 (8)NO2：_。,2常见气体制备的发生装置 选择反应装置一般需考虑反应物的状态、溶解性和反应条件等，具体如表所示：,碎瓷片,块状固体和液体,3气体的收集方法,难溶于水,大,小,4常见气体的净化方法和净化装置 (1)常见气体的净化方法 净化原则：不损失原来气体，不引入新杂质。 净化方法 a物理方法 液化法：利用_不同从空气中分离出N2和O2。 水洗法：利用_不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3；利用与_的反应从NO和NO2的混合气体中除去NO2。,沸点,溶解度,H2O,b化学方法 氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去某些混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等。 酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过_除去CO2。 沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，化学方程式为_。 (2)常见净化装置,碱石灰,H2SCuSO4=CuSH2SO4,a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。 b装置一般盛液体试剂，用于洗气。 c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。 (3)常见干燥剂,H2S、HBr、HI,NH3,Cl2、H2S、HCl、 SO2、CO2,5尾气的处理 (1)转化处理 对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表： (2)直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。,(3)尾气处理装置 在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。 对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸(如图乙)。 某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(如图丙)，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。 收集法(如图丁)，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。,1下列制备和收集气体的实验装置合理的是( ),D,2可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是( ) H2S HCl NH3 Cl2 SO2 NO A和 B和 C和 D和,B,1实验连接顺序 气体发生装置除杂干燥收集主要性质实验尾气的处理等顺序。 (1)连接导管 制气装置、洗气瓶的进气管应“长进短出”； 干燥管应大口方向进气，小口出气； 量气装置的导管应“短进长出”； 有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。,一 制气装置的选择与连接,(2)装配仪器时：从下向上，从左往右。 (3)加入试剂时：先固后液。 (4)实验开始时：先检查装置的气密性，再加药品，最后点燃酒精灯。 2仪器拆卸 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”。 3装置的选择与连接顺序 (1)发生装置的选择：主要根据反应物的状态和反应时是否需要加热来选择。 (2)气体净化装置的连接顺序 除杂和干燥的先后顺序：若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；若用加热装置除杂，一般干燥在前，除杂在后；,有多种气体杂质存在时，一般是先除去酸性较强的气体。 (3)检验多种气体时的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4检验水蒸气，再通入澄清石灰水检验CO2。 (4)收集装置的选择：根据气体的密度、化学性质和毒性等选择。 (5)气体除杂 直接吸收法：如水蒸气可用干燥剂吸收，酸(碱)性气体可采用碱(酸)液吸收。酸性气体如CO2、SO2、HCl气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收，碱性气体如氨气可用酸液吸收等。,转化吸收法：将混入的气体杂质转化为原气体，如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体，可将混合气体通过灼热的氧化铜，将一氧化碳氧化成二氧化碳，达到除杂的目的。 (6)气体验证 若需验证某种气体，则一定要先除去此气体中的其他气体； 从溶液中制取或从洗气瓶中通过的气体中都带有少量水蒸气，一般需先干燥； 连接仪器时注意洗气瓶的导管连接是“长进短出”，球形干燥管的连接一般是“粗进细出”，U形干燥管和玻璃管则无特殊要求，一般按照仪器接口的字母顺序连接； 对于有毒气体要有尾气处理装置。,例1无水FeCl3呈棕黄色，在空气中极易潮解，100 左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。某学习小组利用下图装置(夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3。,请回答： (1)按气流方向各装置依次连接的合理顺序：_(填仪器接口的字母编号)。 (2)连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，_(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。 加热Fe粉反应一段时间；打开分液漏斗活塞通一段时间气体；关闭分液漏斗活塞；停止加热，充分冷却。 (3)装置A的作用为_。,dhifeccggba,吸收多余的Cl2，防止外界的水蒸气进入E中,(4)装置C中反应的化学方程式为_ _。 (5)装置D中盛有的试剂为_(填名称)；装置E中冷水浴的作用为_。 (6)从实验安全考虑，整套装置存在一处明显不足，请指出：_。,2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl2,5Cl28H2O,浓硫酸,冷却，便于FeCl3收集,B、E之间的连接导管太细，FeCl3易凝华沉积而堵塞导管,解析 (1)按照“制取Cl2除杂干燥制备FeCl3尾气处理”等步骤，连接仪器接口。(2)先制取Cl2，利用Cl2排出装置内的空气，再加热Fe粉制取FeCl3，最后停止加热，冷却后再停止通入Cl2。(3)无水FeCl3在空气中极易潮解，装置A中装有碱石灰，显然其作用是吸收多余的Cl2，防止外界的水蒸气进入E中。(5)装置D中盛有浓硫酸，用于干燥Cl2。FeCl3在100 左右时升华，装置E中冷水浴用于冷却FeCl3，便于收集FeCl3。(6)B装置中制取的FeCl3升华后，通过导管进入装置E，显然B、E之间的连接导管太细，FeCl3易凝华沉积而堵塞导管。,1制气装置 利用常见的试管、烧杯等可以设计一些简易随开随用，随关随停的制气装置。实验装置图(见图)：,二 与气体相关的装置、操作创新与设计,2液封装置的设计(防止气体从漏斗中逸出)(如图) 3与气体相关的防堵塞装置,4测量气体体积的装置,用上面的四个装置量气时，应注意以下几点： (1)当产气结束后，A、C、D装置应上下调节量筒或量气管使左右两个装置内的液面相平，此时量筒或量气管内液体的体积就是该温度、压强下气体的体积；B装置量筒中的液面应该调节至与水槽中水面相平。 (2)当液面稳定后再读数。 (3)读数时视线应该与凹液面的最低点相切。,例2实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2。制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案： 与足量Zn反应，测量生成的H2体积。实验装置如下图所示(夹持器具已略去)。,(1)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_转移到_中。 (2)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是_(排除仪器和实验操作的影响因素)。 解析 如果把残余清液转移到Zn粒中，则Y形管内壁就会附着一些清液；Zn与盐酸反应放热，因此，冷却后气体的体积将减小。,Zn粒,残余清液,装置内气体尚未冷却至室温,例1制备氮化镁的装置示意图如下：,回答下列问题： (1)检查装置气密性的方法是_，a的名称是_，b的名称是_。 (2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式：_。 (3)C的作用是_，D的作用是_，是否可以把C与D的位置对调并说明理由：_。 (4)写出E中发生反应的化学方程式：_。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象：_。,答题送检来自阅卷名师报告,解析 (1)加热装置b，装置b中的气体受热膨胀，若整套装置气密性良好，则G中会有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插入溶液里的玻璃管中会形成一段水柱。装置a、b分别为分液漏斗、圆底烧瓶。(2)亚硝酸钠与硫酸铵反应制备氮气的实质是NO与NH发生归中反应，生成氮气和水。(3)装置C中盛装的是具有还原性的硫酸亚铁饱和溶液，故该试剂的作用是除去氧化剂(氧气、氮氧化物)；装置D中的试剂为浓硫酸，目的是除去水蒸气，干燥N2；因装置C为FeSO4饱和溶液，若干燥装置在之前，则干燥了的气体经过此溶液后又会带入水蒸气。(4)装置E中发生的是镁粉与氮气在加热条件下生成氮化镁的反应。(5)利用Mg3N2水解生成氨气和氢氧化镁的现象可以设计实验检验Mg3N2的存在；利用镁与盐酸反应放出氢气可以设计实验检验金属镁的存在。,1实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( ),B,解析 由题给装置可知，本装置可以用于固体和液体不加热型反应、收集方法为向上排空气法、防倒吸型尾气处理方式的气体的制取。A项，NH3收集用向下排空气法，不符合；C项，铜和稀硝酸反应不能产生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D项，用浓盐酸与MnO2反应制Cl2需要加热，本装置不能满足。,
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