常见气体制备与收集

常见气体的制备.净化.收集常见的气体H2、O2、Cl2、SO2、NH3、NO、NO2、CO2、C2H4、共9种气体一、制取的原理1、O22KClO3＝2KCl+3O2↑2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O2＝＝2H2O+O2↑2、H2Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑3、Cl2MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OΔΔΔΔMnO24、NH32NH4Cl+Ca(OH)2＝CaCl2+2NH3↑+2H2ONH3·H2O+CaO＝NH3↑+Ca(OH)2ΔNH3.H2O==NH3↑+H2O5、SO2Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O6、NO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O7、NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O8、C2H4C2H5OH浓硫酸CH2=CH2↑+H2OΔΔ1．气体制备实验的基本过程(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分发生装置―→净化装置―→干燥装置―→收集装置―→尾气处理装置(2)气体制备的一般实验操作步骤①组装(从下到上，从左到右)；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。1、气体的发生装置1.1判断原则反应物的状态反应条件反应程度1、气体的发生装置装置的分类固＋固，加热固＋液（液＋液），加热固＋液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。标准装置用此装置可制取哪些气体？可制O2、NH3、等1.2.2固＋液（液＋液），加热实验时要注意：①先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品。②要正确使用分液漏斗。可制取Cl2、C2H4、、等怎样检验该装置的气密性1.2.2固＋液（液＋液），加热变化装置制备气体：Cl2、C2H4等注意事项：①烧瓶应固定在铁架台上。②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。④对烧瓶加热时要垫上石棉网。⑤液体＋液体――→△气体时要加沸石，防止暴沸，如用(b)装置制取乙烯时需加碎瓷片。⑥(c)装置中导管的作用是平衡气压，便于分液漏斗中的液体顺利滴下。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。标准装置可制CO2、H2、O2、NO、NO2.NH3等1.2.3固＋液启普发生器变化：1.2.3固＋液简易启普发生器变化：1.2.3固＋液其它装置：【例1】(1)如图是实验室制取某些气体的装置。①该制气装置在加入反应物前，应事先进行的操作是_________________________________________________。②若用该装置制取O2，反应物除了可选择二氧化锰和________(填试剂名称)，还能选择________(填物质的化学式)和水。③利用该装置还可制取________(填字母)等气体。a．H2b．CO2c．NH3d．SO2检验装置的气密性Na2O2过氧化氢abcd(2)此装置中加入漂白粉和浓盐酸也可以制取Cl2。①写出该反应的离子方程式：_____________________________。②若使用在空气中放置的漂白粉和浓盐酸发生反应，则制取的Cl2中可能含有的杂质为__________________________________________。【答案】(1)①检查装置气密性②双氧水(或过氧化氢)Na2O2③abcd(2)①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O②HCl、CO2、H2O(g)类型1常见气体制备原理及装置的选择1．有下列几种气体：①O2、②NH3、③H2、④CO2、⑤SO2、⑥NO2、⑦Cl2、⑧HCl、⑨NO、⑩H2S、⑩HBr、⑩HIⅠ.给上述①～⑦的气体选择适当的制备装置(1)此装置适用于制备________。1.2(2)此装置适用于制备。(3)此装置适用于制备________。3.41.2.3.4.5.6.7(4)此装置适用于制备________。Ⅱ.对上述全部气体选择常用的干燥剂：(1)能用浓硫酸干燥的是____________________________________。(2)能用碱石灰干燥的是____________________________________。【答案】Ⅰ.(1)①②(2)③④(3)①②③④⑤⑥⑦(4)⑦Ⅱ.(1)①③④⑤⑥⑦⑧⑨(2)①②③⑨2、气体的收集装置2.1装置的分类（1）排空气法收集比空气重的气体收集比空气重的气体2、气体的收集装置2.1装置的分类（2）排水（液）法利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2(1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口可收集的气体有(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，则可用此装置的收集气体有____________，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）②④⑦⑧（2）①③⑥，A（3）①②③④⑥⑧，B（4）⑥参考答案2、气体的收集装置2.2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。若欲制取的气体用排空气法或排非水溶剂法。3、气体的净化装置3.1除杂装置（1）洗气瓶（2）干燥管（3）燃烧管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3、气体的净化装置3.2干燥装置3.2.2干燥剂的选择液态干燥剂固态干燥剂装置洗气瓶干燥管（球形、U形）干燥剂浓硫酸无水CaCl2P2O5碱石灰可干燥气体不可干燥气体H2.O2.Cl2.SO2.NO.NO2.CO2.HCl.CO.CH4.C2H2NH3.H2S.HBrHI.C2H4除氨气外NH3.除NH3.NH3.NH3.和中性气体.酸性气体酸性，强氧化性酸性，碱性，常见气体：H2.O2.Cl2.SO2.NO.NO2.CO2.HCl.NH3.H2SHI.HBr.CO.C2H2.C2H4.CH4中性，4、尾气处理装置4.1处理装置直接排放直接吸收防倒吸吸收燃烧处理尾气的处理方法4、尾气处理装置4.1处理装置（1）直接吸收（2）燃烧处理或袋装3.实验安全装置(1)防倒吸装置(3)防污染安全装置①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用______装置。②制取CO时，尾气处理可采用_________装置。③制取H2时，是否需尾气处理？_________。若需要可采取_________装置。ba、c需要a、c4、尾气处理装置4.2判断原则（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。直接吸收：Cl2、H2S、NO2防倒吸：HCl、NH3、SO2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。6．下图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置，均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂。请用适宜装置的序号完成下列填空：(1)能用于干燥CO2气流的装置是______________。(2)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中，用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是________。(3)用于尾气吸收并能防止液体倒吸到反应装置中的是______________。(4)接在气体制备的连续实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是____________。【答案】(1)A、E、F(2)A(3)C、E(4)D5．为了探究碱式碳酸镁[mMgCO3·nMg(OH)2·xH2O]的组成，某化学小组仅利用如图所示的仪器组装一套完整装置进行实验(夹持仪器省略)。回答下列问题：(1)实验时应向装置中通入空气，若空气流从左向右，装置连接顺序为(装置不重复使用，填入仪器接口字母编号)：空气→()()→()()→()()→()()→g。(2)连接好装置，检查装置气密性，装好药品后，加热前应进行的操作是_________________________________________________。(3)装置B的作用是________，装置A的作用是______________________。(4)有同学认为(1)中的整套实验装置有缺陷，其不妥之处为________________________；改进方案是_____________________________。【答案】(1)dcabij(或ji)ef(2)关闭K1，打开K2，通入足量空气后，再打开K1，关闭K2(3)吸收空气中的CO2除去空气中的水蒸气(4)D可能会吸收空气中的水蒸气与二氧化碳气体D后再接一个装有碱石灰的干燥管3．下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述中正确的是________(填序号)。①制取少量NH3②收集NO2③除去Cl2中的HCl④收集SO2⑤检验气体是否易溶于水⑥滴定FeSO4溶液