气体制备实验专题

气体制备实验专题
一、考纲解读
①掌握常见气体的实验室制法（包括反应原理、所用试剂、仪器、发生装置、净化干燥和收集等）。

②掌握常见气体的鉴别方法，并能进行有关气体的定性判断。

③根据实验试题的要求，设计气体的制备及其有关性质检验的实验方案。

二、命题趋势
①实验现象的描述，装置气密性检验、除杂、干燥、检验、尾气处理等基础知识和基本技能的考查；
②根据要求设计实验方案，选择仪器组装或连接装置，画出实验装置图，解释实验原理，评价实验方案等； ③结合信息联系实际以及研究性学习课题等，对中学常见气体制备实验进行重组优化和创新等。

二、知识要点
概述
知识体系
（一）气体发生装置的设计
1、固＋固（加热）：适用于制___________________________等气体，在表中写出反应方程式：
气体的发生装置
气体的除杂方法
气体的干燥方法
气体的收集方法气体的检验方法尾气处理方法
量气方法
固固加热型
固（液）液加热型固（液）液不加热型气体除杂原则
气体除杂装置
气体除杂剂的选择气体干燥原则气体干燥装置
气体干燥剂的选择排水集气法
瓶口向上集气法瓶口向下集气法
气体制备知识体系
气密性检验
气体制备实验综合设计
注意事项：
（1）试管口应略___________ （2）试管夹夹在试管的__________
（3）药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入___________
（5）实验开始时先__________________ （6）加热时，先_________且应用_______加热
2、固(液）液体不加热型
【思考】如果要实现下列目的，应作何调整？（请在框中画出多种设计的简图）
①反应过程中可添加液体而不使气体逸出——
②把上图改进成下面的启普发生器，能够随时停止反应而不使气体逸出，
请在下面框中用常见的仪器组装一些可以实现相同目的的简易启普发生装置
启普发生器使用范围：①块状固体与液体不加热；②生成气体难溶于水；③反应不能太剧烈
③固（液）液不加热的反应装置适用于制备哪些气体？____________________________________
__________________________________等，写出反应方程式
3、固(液）液加热型
【思考】装置如果要实现下列目的，要如何调整?
（请在框中画出你的设计简图）
①准确把握加热的温度；②防止液体暴沸；③防止液体难以滴下
、
固(液）液加热型可制备哪些气体？__________________________________等，写出反应方程式
注意事项:
（1）实验前应检验________________________ （2
）加热时要预热，受热均匀
（
3）加热易暴沸的混合物时要____________，防暴沸
（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度 小结：常见气体的制备反应原理以及发生装置选择总结
【练习2】实验室利用下列装置和试剂制取少量氯化氢 试剂：① 浓硫酸 ② 浓盐酸 ③ 食盐固体
④ 硫酸氢钠固体 ⑤二氧化锰固体 请用实验装置编号（A 、B……）回答：
（1）若选用试剂①③，则应选择的装置是________。

（2）若选用试剂③④，则应选择的装置是________。

（3）若要快速制备氯化氢，应选择的装置是_______。

【练习3】某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列气体：
A 浓硫酸
B 浓盐酸
C 食盐
D 二氧化锰
E 氯酸钾
F 过氧化氢
G 高锰酸钾
H 浓氨水 J 氢氧化钠 试用各试剂序号回答：
（1）若要快速制备少量氧气，应选择________________________ （2）若要快速制备少量氯化氢，应选择____________________ （3）若要快速制备少量氨气，应选择_____________________ （4）若要快速制备少量氯气，应选择______________________
（二）气体的净化（除杂和干燥）
一）净化原则：①气体在被干燥的过程中要不能被减少；②不要引入新的杂质；③先除易除的气体。

二）净化装置：
据气体的酸、碱性、氧化、还原性→→净化试剂的选择 三）常见除杂方法和除杂试剂：
①杂质气体易溶于水：用___________吸收。

如H 2(HCl)、N 2(NH 3)等
②杂质气体为酸性：用______________溶液吸收：如吸收CO 2、SO 2、H 2S 、Cl 2、NO 2等呈酸性的气体 ③杂质气体有还原性：用_____________吸收或转化。

如用_______________溶液除去混在CO 2气体中的SO 2；用灼热CuO 除CO 2中的CO
④杂质气体反应可转化为难溶物：如用___________________溶液除去O 2中的H 2S ⑤转化法：饱和的酸式盐溶液可将杂质气体吸收转化，如：
饱和NaHCO 3溶液除CO 2中混有的HCl 、SO 2等强酸性气体。

类推下面的两个： 饱和________________溶液能除去SO 2中混有的HCl 等气体。

饱和________________溶液能除去H 2S 中混有的HCl 气体。

四）常见干燥剂：
补充：固态的酸性干燥剂有：___________________________
【思考】1、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（但是因其吸水率低一般不用作干燥剂，）。

2、可用__________固体也可将CO 2、H 2O （气）转化为O 2。

3、干燥的先后顺序：一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先_______后___________；若采用加热除去杂质，则是先_______后_______________
不可干燥气体常见干燥剂
装置
固态干燥剂液态干燥剂
→→
液态酸性干燥剂：中性干燥剂：碱性干燥剂：
（三）气体的收集
供选择的气体有：H2、O2、NO、C2H4、
C2H2、N2、CO、CO2、Cl2、HCl、
H2、NH3
【思考】下列装置也能用于收集气体，试根据气体的流向判断收集气体的种类？
（四）尾气处理
通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。

常用经典仪器有：
a b c d e
碱液吸收法水溶解法燃烧法袋装法
a装置适用于哪些气体？____________________________
b、c装置可防倒吸，适用于哪些气体？____________________________
d、e适用于哪些气体？____________________________
供选择的气体有：CH4、C2H4、C2H2、H2、CO、Cl2、H2S、CO2、HCl、NH3
防倒吸装置改进
三、考题回顾
从高考题型看，在第Ⅰ卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。

在第Ⅱ卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。

这对考核实验能力非常重要。

【例1】实验室中准备有下面主要仪器：大试管、带导管的单孔塞、药匙、镊子、水槽、集气瓶、玻璃片、酒精灯、铁架台九种，如果药品选用合理，仪器可以选其中的几种，能制取的气体有
A．只有氧气B．只有二氧化碳
实例
气体性质
示意图
向下排气法
向上排气法
排水法
装置类型
C ．氢气和二氧化碳
D ．氧气、氢气和二氧化碳
【例2】(07年山东)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CO 2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CO 2混合气体的通入，E 内放置Na 2O 2，按A→E→D→B→H 装置顺序制取纯净干燥的O 2，并用O 2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，圆底烧瓶内改加NaOH 固体，E 内放置铂铑合金网，按A→G→E→D 装置顺序制取干燥氨气，并验证氨的某些性质。

①装置A 中能产生氨气的原因有：__________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②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】化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置，以探究该装置的多功能。

（1）甲同学认为利用装置Ⅱ可直接收集NH 3、H 2，但不能收集O 2， 其理由是：____________
（2）乙同学认为装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，对装置Ⅱ稍作改进后即可作为O 2的收集装置，乙同学对装置Ⅱ的改进方法是：_________________________，
制O 2时在装置Ⅰ中的a 中加入_______ _，b 仪器中加入____________。

（3）丙同学认为利用装置Ⅰ,可以用两种不同类的方法来收集NO,试简述操作方法： （4）丁同学认为装置Ⅱ经乙同学改进后只需在装置Ⅱ之后连一尾气吸收装置即可收集SO 2气体。

试将吸收SO 2的尾气吸收装置画在方框内。

（5）戊同学认为利用装置Ⅰ和装置Ⅲ可进行验证Cl 2的氧化性比Br 2强的实验，进行此项实验时在装置Ⅰ中的a 仪器中加入___________试剂，b 仪器中加入________ 试剂，装置Ⅲ中应加入______ _试剂，根据装置Ⅲ中观察到的_______________________________实验现象即可得出Cl 2的氧化性比Br 2强的结论。

五、课后练习
1、下列物质的制备合理的是---------------------------------------( ) ①将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤来制备硫化铝； ②将过量的铁与氯气加热反应氯化亚铁；
③在配制FeSO 4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸 ④铜先氧化成氧化铜，再与硫酸反应来制取硫酸铜；
⑤将45mL 水加入到盛有5g NaCl 的烧杯中，搅拌溶解来配制50g 质量分数为5%NaCl
B
C
D
E n
A.④
B.②③
C.③④
D.全部
2、 已知KMnO 4与浓HCl 在常温下反应能产生Cl 2。

若用图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误．．
的是（不考虑①单元装置）( ) A ．只有④处 B ．只有②处 C ．只有②和③处 D ．②、③、④处
3、如图装置进行实验，将液体A 逐滴加入到固体B 中，下列叙述正确的是（ ）
A ．若A 为浓盐酸,
B 为MnO 2,
C 中盛品红溶液,则C 中溶液褪色
B ．若A 为醋酸，B 为贝壳，
C 中盛澄清石灰水，则C 中溶液会有先变浑浊
后又澄清的现象
C ．若A 为浓氨水，B 为生石灰，C 中盛A1C13溶液，则C 中先产生白色
沉淀后沉淀又溶解
D ．实验仪器D 可以起到防止溶液倒吸的作用
4、用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体（a 、b 、c 表示相应仪器中加
5（06全国理综I ）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。

请选用适当的学化试剂和实验用品。

用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

⑴ A 是制取CO 2的装置。

写出A 中发生反应的化学方程式 ⑶ 写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式
⑷ 试管F 中收集满气体后，下一步实验操作是
6、 (07年天津理综)二氯化二硫(S 2Cl 2)在工业上用于橡胶的硫化。

为在实验室合成S 2Cl 2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110 ℃～140 ℃与硫反应，即可得S 2Cl 2粗品。

(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见_________________________________ ______________________________________________________________。

利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B 中反应的离子方程式___________________________________； E 中反应的化学方程式____________________________________。

(3)C 、D 中的试剂分别是______________、_____________。

(4)仪器A 、B 的名称是__________、___________，F 的作用是____________________________。

(5)如果在加热E 时温度过高，对实验结果的影响是___________________________， 在F 中可能出现的现象是_________________________________________________。

(6)S 2Cl 2粗品中可能混有的杂质是(填写两种)_____________、____________，为了提高S 2Cl 2的纯度，关键的操作．．是控制好温度和___________________________________。

7、为了在实验室模拟用二氧化氮溶于水生成硝酸，现进行如下实验： 实验一：制备并收集一试管二氧化氮
（1）实验室常用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，化学方程式是。

（2）可用右图装置制备并收集一试管二氧化氮， ① 在加入药品前，必须进行的操作是。

② 该装置的缺点是(只填一个缺点既可)
实验二：尽可能多地使试管中的二氧化氮被水吸收 （3）将装有二氧化氮的试管A 倒插入水中（右图），并轻轻晃动试管，观察到的现象是： 反应的化学方程式是 。

（4）从下图中挑选所需的仪器，完成制取O 2，并将O 2通入到上述实验后的试管A 中。

①画出制取O 2装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。

固定装置不用画），并标明所用试剂。

②某同学在图II 的试管A 内通入O 2的过程中没有观察到液面上升，而是试管内充满了无色气气体，主要原因是 ___________。