高考复习常见气体的实验室制备、净化及收集

②从左到右 (如制氯气：发生装置→净化装置→收集装置→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。
③中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气 体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反 应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。
(2)气体干燥净化装置
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当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除 O2，除杂试剂是Cu粉(或用铜网)。
7．气体的收集
8.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：
①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。
9．下列实验装置图正确的是( )
解析：选C。A项中应用酒精灯加热，集气装置导气管也不 正确；B项中温度计水银球应插入反应液中；D项中导气管末端 靠近液面但不能伸入液面以下，否则会倒吸。
10．实验室制取气体的装置如图所示，其中发生装置相同， 干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项正确的 是( )
A．关闭分液漏斗的活塞，将干燥管末端放入水中，微热烧瓶，有 气泡从水中冒出，停止加热后，干燥管内有水柱形成，表明装置不漏 气
B．若装置用于制取氯气并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为 稀盐酸，B中所用药品为KMnO4固体，C中为品红溶液
C．若装置用于制取SO2并验证其具有漂白性，则A中所用试剂为 浓硫酸，B中所用药品为Na2SO3固体，C中为酸性KMnO4溶液
(2)中性气体中含有酸性杂质气体 ①O2(Cl2)：____________________； ②CO(CO2)：__________________； ③NO(NO2)：__________________。
(3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体 CO2(SO2)：__________________。 (4)含有O2杂质的气体 ①CO2(O2)：__________________； ②N2(O2)：______________。 (5)HCl(Cl2)：___________________________。
A．向上排空气法 B．向下排空气法 C．排水法
(9)SO2
答案：(1)—BC (2)—C (3)—C (4)—C (5)—C (6)—C
(7)—A (8)—A (9)—A
题组2 6．有下列几种气体：①O2、②NH3、③H2、④CO2、 ⑤SO2、⑥NO2、⑦Cl2、⑧HCl、⑨NO、⑩H2S Ⅰ.给上述①～⑩的气体选择适当的制备装置
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布 条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能 是________________________，说明该装置存在明显的缺陷，请 提出合理的改进方法：
_______________________________________________ _______________________________________________。
发生装置中的药品 干燥和集气装置
A 过氧化钠和水
图2
B 大理石和稀盐酸
图1
C 铜和稀硝酸
图2
D 氯化铵和消石灰
图1
解析：选A。A项，过氧化钠和水反应生成O2，可用向上排 空气法收集，正确；B项，产生的CO2不能用碱石灰干燥，也不 能用向下排空气法收集；C项，生成的NO不能用排空气法；D 项，氯化铵和硝石灰在不加热的条件下不能反应生成NH3。
②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。
③收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、 C2H4、H2、CO等。
④对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒 吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3 的吸收为例，未注明的液体为水)。
(2)若采用加热除杂，则一般是干燥在前。如 N2 中混有 O2、 CO2、H2O(g)，可先将混合气体通过碱石灰，除去 CO2 和 H2O(g)， 再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管，除 去 O2，即可得到干燥、纯净的 N2。若将混合气体先通过灼热的铜 网，因气体中混有水蒸气，易使硬质玻璃管炸裂。
(3)氯气通入亚硫酸钠溶液中，亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，氯 气被还原为氯离子。(4)酸性：盐酸>碳酸>次氯酸，所以盐酸能 与碳酸氢钠溶液反应生成CO2，而次氯酸与碳酸氢钠溶液不反 应。
11．实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：
(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常 使用的试剂是________。
(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与 收集方法无关的是________(填序号，下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应 (3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下 列气体中的________。 ①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2
5．气体的干燥 (1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原 则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。 ①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来干燥 酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体但要注意浓H2SO4不 能干燥还原性气体，如H2S、HI等。
②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性干 燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。
D．若实验时B中盛放固体NaOH，A中为浓氨水，C中为稀AgNO3 溶液，则实验过程中，C试管中看不到明显的实验现象
解析：选A。A项，由于装置的体积较大，可用酒精灯微热 烧瓶，加热时干燥管口有气泡冒出，冷却后干燥管口有水柱形 成，说明装置的气密性良好，正确；B项，制氯气时应用浓盐 酸，错误；C项，SO2使酸性KMnO4溶液褪色的原因是SO2能将 KMnO4还原，表现还原性，不表现漂白性，错误；D项，实验过 程中C试管中有沉淀出现。若NH3过量，则可观察到沉淀溶解， 错误。
(3)为了验证氯气的氧化性，将氯气通入Na2SO3溶液中，写 出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式：
_______________________________________________ _______________________________________________。 (4)将氯气通入饱和NaHCO3溶液中能产生无色气体，已知酸 性：盐酸>碳酸>次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含 有________。
解析：本题考查了氯气的制备及性质的检验，意在考查学生 运用科学的方法了解化学变化的规律并对化学现象提出科学合理 解释的能力。(1)根据给出的化学方程式可知反应物为液体，所以 不能选用装置①；反应需要加热，所以只能选装置②。(2)氯气中 混有水蒸气时，会生成具有漂白性的HClO；为了检验具有漂白 性的是次氯酸，而不是氯气，通入装置B中的应是干燥的氯气， 因此需加干燥装置。
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2．下列气体中不能被浓H2SO4干燥的有哪些？为什么？ NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2 答案：NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为有强 还原性而不能被浓H2SO4干燥。
3．实验室制取、收集干燥的以下6种气体 ①CO2 ②H2S ③NO2 ④O2 ⑤Cl2 ⑥NH3 如图装置可适用的气体是________；干燥装置不适用的是 _______；收集装置不适用的是________。
3．气体制备实验发生装置 选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确 定制气装置类型，具体如下：
4.气体的除杂方法 除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异， 如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不 损失主体气体；(2)不引入新的杂质气体；(3)在密闭装置内进 行；(4)先除易除的气体。 一般可从以下几个方面考虑：①易溶于水的杂质可用水吸 收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸 收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性 的物质，也可用作吸收剂。
7．以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是 ()
解析：选B。A项可通过控制加入液体的量来控制产生气体 的量；C、D两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关 调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。
8. 如图所示的装置常用于制取气体并检验气体的性质。下 列有关说法正确的是( )
答案：(1)浓氨水、CaO固体(或NaOH固体) (2)②④ (3)③
12．“84”消毒液与硫酸溶液反应可以制取氯气(NaClO＋ NaCl＋H2SO4==△=== Na2SO4＋Cl2↑＋H2O)，为探究氯气的性质， 某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置。
请回答下列问题： (1)从①②③装置中选择合适的制气装置(A处)________(填序 号)。
答案：①④ ②⑥ ⑥
4．为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体) (1)含有HCl杂质的气体 ①CO2(HCl)：________________________； ②SO2(HCl)：________________________； ③Cl2(HCl)：_______________________。
6．气体净化与干燥的先后顺序 (1)若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。其原因 是：气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气，干燥剂可除去水蒸 气。 如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2，欲制得干 燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液，除 去混入其中的HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。
专题讲座三 常见气体的实验室制备、净化和收集
1．气体制备实验的基本过程 气体制备实验装置一般包含以下几部分 发生 净化 干燥 收集 尾气处 装置 ―→ 装置 ―→ 装置 ―→ 装置 ―→ 理装置
2．气体制备实验的操作顺序 (1)仪器安装 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)。
题组1 1．下列关于气体的制备的说法是否正确(划“√”或“×”) (1)用碳酸钠粉末可以制备CO2( ) (2)用铁片和稀H2SO4反应制取H2时，为加快产生H2的速率可改用 浓H2SO4( ) (3)加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得 NH3( ) (4)用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同( )
(1)
此装置适用于制备
。
(2)
此装置适用于制备 。
(3)
此装置适用于制备
。
(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)③④⑩ (3)①②③④⑤⑥⑦⑨⑩ (4)⑦ Ⅱ.(1)①③④⑤⑥⑦⑧⑨ (2)①②③⑨
答案：(1)①饱和NaHCO3溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱 和食盐水
(2)①NaOH溶液 ②NaOH溶液 ③H2O (3)饱和NaHCO3溶液或酸性高锰酸钾溶液 (4)①灼热Cu网 ②灼热Cu网 (5)CCl4
5．将下列气体的常用收集方法用线连接
(1)CH4 (2)N2 (3)CO (4)C2H4 (5)C2H6 (6)NO (7)NO2 (8)HCl