2015高三化学(人教版)一轮学案：12.3常见气体的实验室制备汇总

第三节常见气体的实验室制备1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。

(高频)2.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

(高频)气体的实验室制法1．O2的实验室制法2．CO2的实验室制法3．H2的实验室制法4．NH3的实验室制法5．Cl2的实验室制法6．SO2的实验室制法气体的收集方法收集排水法向上排空气法向下排空气法方法收集收集的气体不与水收集的气体密度比空气大，与空气密收集的气体密度比空气小，与空气密原理反应且难溶于水度相差较大，且不与空气中的成分发生反应度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH31．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)Cl2收集可用排饱和NaCl溶液方法不能用排水法()(2)CO2、H2的制备可以选用相同的发生装置()(3)Cl2、SO2、NH3均可用NaOH溶液吸收尾气()(4)除去CO2中的HCl可以将混合气通入饱和的Na2CO3溶液中()(5)Cl2、SO2、CO2、NH3均可用浓H2SO4作干燥剂()(6)Cl2、SO2的验满均可用湿润的品红试纸()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√2.在实验室中制取H2、CO2、NH3、NO、NO2、SO2、Cl2、O2是否均可以用如图所示装置来制取？答：________________________________________________________________________。

【答案】可以。

因为制取上述八种气体均可用固体与液体，且不需要加热的反应来制取3．据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是________，收集装置为________。

(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是________，收集装置为________。

(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。

推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为________，收集装置为________。

【答案】(1)A D(2)B C(3)A E6个常见气体实验室制法的反应原理：(1)O 2：2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑。

(2)H 2：Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑。

(3)CO 2：CaCO 3＋2HCl===Ca Cl 2＋CO 2↑＋H 2O 。

(4)Cl 2：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

(5)NH 3：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

(6)SO 2：Na 2SO 3＋H 2SO 4(浓)===Na 2SO 4＋SO 2↑＋H 2O 。

三类发生装置、干燥方法、收集方法：(1)发生装置：固＋固――→△ 气体、固(或液)＋液――→△气体、固(或液)＋液―→气。

(2)干燥剂：酸性干燥剂(浓H 2SO 4)、碱性干燥剂(碱石灰)、中性干燥剂(无水CaCl 2)。

(3)气体收集方法：排水法、向上排空气法、向下排空气法。

Ｋ气体的制备与收集1.制备气体的操作顺序(1)安装顺序①由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)。

②从左到右(如制氯气：发生装置→净化装置→收集装置→尾气吸收装置)。

③先塞后定(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)。

(2)加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。

(3)其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。

2．常见气体制备的发生装置反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等①试管要干燥②试管口略向下倾斜③加热时先均匀加热再固定加热固、液加热型或液、液加热型Cl2、HCl等①烧瓶加热时要垫石棉网②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型或液、液不加热型H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速3.气体的收集方法确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。

(1)常用的收集方法有排水法和排空气法(2)其他收集方法Cl2：排饱和食盐水；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液。

(2011·全国高考节选)在实验室欲制取适量NO气体。

(1)下图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号)。

(2)根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABCD(3)简单描述应观察到的实验现象____________________________________。

【解析】实验室制取NO气体可用Cu与稀硝酸反应，由于NO很容易被空气中的氧气氧化，不可以采用排空气法收集，只能采用排水法收集。

要求收集装置中的进气管比较短，排水管尽可能插入试管底部，在四个装置中，可选用装置Ⅰ，其中：A是反应的发生装置，B是用排水法收集气体的装置，C用于收集排出的水。

【答案】(1)Ⅰ(2)见下表应加入的物质所起的作用A 铜屑和稀硝酸制取NO气体B 水排水法收集NO气体C 主要是接收B中排出的水D(3)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；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为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中(1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固－固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固－液不加热装置。

(2)进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。

(3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如NO能被氧气氧化，不能用排空气法收集。

考向1气体制备装置的选择1．(2013·上海高考节选)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是________ (填写字母)。

【答案】ae考向2气体收集装置的选择2．(2013·广东高考节选)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。

(1)下列收集Cl2的正确装置是________。

(2)将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________。

(3)设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，______________。

【解析】(1)氯气的密度比空气的大，收集时采取向上排空气法，又因为氯气有毒，所以在收集装置后要有尾气处理装置(NaOH溶液)；(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸(具有较强的氧化性)，溶液中溶解的Cl2也具有氧化性；(3)比较Cl2和Br2的氧化性强弱，可以通过非金属单质间的置换反应来判断，即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水以及四氯化碳的试管中，然后振荡，静置后可发现溶液出现分层现象，下层溶液变为橙色(说明生成了溴单质)，从而说明Cl2的氧化性强于Br2。

【答案】(1)C(2)HClO、Cl2、ClO－(3)用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液，振荡使其充分反应，静置后发现溶液出现分层现象，下层溶液变为橙色气体制备过程中注意的问题1.装置气密性的检查(1)气密性检查在整个实验过程中的位次凡是有导气管的实验装置(特别是有毒气体通过的装置)，都需要进行气密性检查。

这一步骤在安装好整套装置之后、装入药品之前进行。

(2)气密性检查的原理装置气密性检查的基本原理：封闭在装置里的气体与外界大气形成压强差。

(3)造成装置内外压强差的措施①升高装置中气体的温度——加热法②缩小装置中气体的体积——加水法(液差法)③增大装置中气体的物质的量——吹气法(4)几种常见制气装置气密性的检查如图甲、乙、丙三种装置的气密性检查：装置准备工作加压方法气密性良好的现象说明甲塞紧橡皮塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中用手捂热(或用酒精灯微热)试管烧杯中有气泡产生，松开手(或停止加热)冷却后，导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降乙方法一塞紧橡皮塞，关闭分液漏斗活塞，导气管末端伸入盛水的烧杯中用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶烧杯中有气泡产生，松开手(或停止加热)冷却后，导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降方法二塞紧橡皮塞，用止水夹夹住导气橡皮管从分液漏斗向烧瓶中注入水一段时间后，分液漏斗中液面不下降丙方法一塞紧橡皮塞，用止水夹夹住导气管的橡皮管部分从长颈漏斗向试管中注入水至水将漏斗下口封住一段时间后，长颈漏斗中液面高于试管中液面，且一段时间内液面差不改变方法二塞紧橡皮塞，从长颈漏斗上方向试管中加水至浸没长颈漏斗下端管口从导气管向试管中吹气，将液体压入漏斗中，迅速用止水夹夹住导气管的橡皮管长颈漏斗中液面保持不下降2.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，操作简便，易于分离。

(2)气体的净化装置与方法①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)，可将混合气体通过盛水的a装置来除去杂质气体。

②酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。

如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH 溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。

③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CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。

④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O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。

3．尾气的吸收对于有毒、有害、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。

(1)吸收原则①能充分吸收气体；②防止倒吸。

(2)常见装置①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。

②吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B、C装置。