2019版高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物专题讲座二气体的实验室制备净化和收集学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 专题讲座二 气体的实验室制备、净化和收集 1气体制备实验的基本思路 2重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体固体 气体 发生装置： 制备气体： O2、 NH3、 CH4等。 (2)固体液体或液体液体 气体 发生装置： 制备气体： Cl2、 C2H4等。 (3)固体液体 (不加热 ) 气体 发生装置： 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中 学化学中常见的气体。 【 精品教育资源文库 】 3气体制备装置的改进 (1) 改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流

2、，如草酸晶体受热分解制取 CO2气体。 (2)“ 固体液体 气体 ” 装置的创新 (3)“ 固 (液 )液 气体 ” 装置的创新 图 A的改进优点是能控制反应液的温度。 图 B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。 4气体的除杂方法 【 精品教育资源文库 】 (1)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。 除杂原则： 不损失主体气体； 不引入新的杂质气体； 在密闭装置内进行； 先除易除的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热 装置 常见干燥剂 浓 H2SO4(酸性、

3、强氧化性 ) 无水氯化钙 (中性 ) 碱石灰 (碱性 ) 除杂试剂 Cu、CuO、 Mg 等 当 CO2中混有 O2杂质时，应选用上述 中的 装置除 O2，除杂试剂是 Cu粉。 5气体的收集方法 收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体 (举例 ) 排水法 难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体 O2、 H2、 NO、 CO等 排空气法 向上排空气法 密度大于空气且不与空气中的成分反应 Cl2、 SO2、 NO2、 CO2 向下排空气法 密度小于空气且不与空气中的成分反应 H2、 NH3 6.集气装置的创新 排液集气装置 装置 () 从 a 管进气 b 管出水可收集难溶于水的气体，如

4、H2、 O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。 【 精品教育资源文库 】 饱和食盐水 收集 Cl2。 饱和 NaHCO3溶液 收集 CO2。 饱和 NaHS溶液 收集 H2S。 四氯化碳 收集 HCl或 NH3。 装置 () 储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由 A瓶排入 B瓶，在瓶 A中收集到气体。 7尾气处理的原因、方法及装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。 (2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。 (3)尾气处理装置 (见下图

5、a、 b、 c) 实验室制取 Cl2时，尾气的处理可采用 b装置。 制取 CO时，尾气处理可采用 ac 装置。 制取 H2时，尾气处理可采用 ac 装置。 题组一 气体的制备与性质探究 1 (2017 临沂市高三上学期期中考试 )用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是 ( ) 实验 试剂甲 试剂乙 试剂丙 丙中的现象 A 稀盐酸 CaCO3 Na2SiO3溶液 有白色沉淀生成 B 浓硫酸 Na2SO3 BaCl2溶液 有白色沉淀生成 C 过氧化氢 MnO2 酸性 KI淀粉溶液 溶液变为蓝色 D 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液 有淡黄色沉淀生成 【 精品教育资源文库 】 答案 B

6、解析 A项，盐酸和碳酸钙反应生成 CO2， CO2与 硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确； B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成 SO2，但 SO2与氯化钡不反应，错误； C 项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，正确； D 项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质 S，产生淡黄色沉淀，正确。 2 (2018 曲阜市高三检测 )用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是 ( ) 选项 实验目的 试剂 a 试剂 b 试剂 c 装置 A 验证非金属性：SCSi 稀硫酸 Na2CO3 Na2SiO3溶液 B 制备纯净的 氯气 浓盐酸 MnO

7、2 饱和食盐水 C 检验溶液 X中含有CO23 盐酸 溶液 X 澄清石灰水 D 除去 Na2SO3中的Na2SO4 氯水 混合物 NaOH溶液 答案 A 解析 A 项，装置 b 中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置 c 中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即 SCSi，正确；B项， MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的 HCl，从装置 c 中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的， 错误； C 项，装置 b 中加入盐酸，出现能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明 X 中含有 CO23 ，可能含有 HCO3 或

8、 SO23 或 HSO3 ，错误； D项，氯水具有强氧化性，能把 SO23 氧化成 SO24 ，不能达到实验目的，错误。 3 (2017 湖北省部分重点高中协作体高三上学期联考 )利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是 ( ) 选项 实验结论 A 浓硫酸 Na2SO3 KMnO4溶液褪色 SO2有漂白性 B 浓盐酸 KMnO4 FeBr2溶液变为黄色 氧化性： Cl2Br2 C 稀硫酸 碳酸钠 CaCl2溶液无明显变化 CO2不与 CaCl2反应 D 浓硫酸 蔗糖 溴水褪色 浓硫酸具有脱水【 精品教育资源文库 】 性、吸水性 答案 C 解析 A项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色

9、表现的是二氧化硫的还原性，错误； B项，氯气通入溴化亚铁溶液先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，错误； C项，碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，正确； D 项，溴 水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，错误。 4 (2017 江西省临川区第一中学高三上学期期中考试 )用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是 ( ) 选项 中试剂 中现象 解释 A 品红溶液 溶液褪色 SO2具有漂白性 B Na2SiO3溶液 产生胶体沉淀 酸性： H2SO3H2SiO3 C Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀 SO23 与 Ba2 生成白色 BaSO3沉淀 D 酸性 KMnO

10、4溶液 紫色褪去 SO2具有还原性 答案 C 解 析 Cu和浓硫酸发生反应 Cu 2H2SO4(浓 )= CuSO4 SO2 2H2O。 A项， SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，正确； B 项，通入 SO2后产生胶体沉淀，说明产生 H2SiO3，即 H2SO3酸性强于 H2SiO3，正确； C 项， SO2 溶于水，溶液显酸性， NO3 在酸性条件下具有强氧化性，能把H2SO3或 SO23 氧化成 SO24 ，因此沉淀是 BaSO4，错误； D项，酸性高锰酸钾溶液具有 氧化性，紫色褪去，说明 SO2具有还原性，正确。 题组二 高考新题型 和气体制备有关的仪器连接分析 5 (2017 全国卷

11、 ， 10)实验室用 H2还原 WO3制备金属 W的装置如图所示 (Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气 )。下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 中依次盛装 KMnO4溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液 B管式炉加热前，用试管在 处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热 D装置 Q(启普发生器 )也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 答案 B 解析 A 项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在 中，错误； B 项，先通H2以排除空气，加热前应先检验 H2的纯度，正确； C 项，若先停止通 H2，

12、空气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞 K，错误； D项， MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。 6 (2018 海南省海南中学高三月考 )用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和 U 形管的质量差，实验测得 m(H) m(O)18 。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是 ( ) A 、 装置之间缺少干燥装置 B 装置之后缺少干燥装置 C 装置中玻璃管内有水冷凝 D CuO没有全部被还原 答案 D 解析 用 H2还原 CuO 时，装置 中 CaCl2吸收的是生成的水，而装置 中玻璃管通 H2前后的质量差为

13、反应时消耗 CuO中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而 m(水 ) m(氧 ) m(氢 )。当 Zn 和稀硫酸反应产生的 H2不干燥 m(水 )偏大 ，装置 后不加干燥装置，使 中 CaCl2吸收空气中的水分 m(水 )偏大 ， 中玻璃管内有水冷凝 m(氧 )偏小 ，都会造成测得m(H) m(O)18 。 H2O 的组成与 CuO是否完全反应无关，只与通 H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。 7 (2017 河北省武邑中学高三上学期期中考试 )Cl2O 是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取 Cl2O的装置如图所示，【 精品教育资源

14、文库 】 加热装置和夹持仪器已略。 已知： Cl2O的熔点为 116 ，沸点为 3.8 ； Cl2的沸点为 34.6 ； HgO 2Cl2=HgCl2 Cl2O。下列说法正确的是 ( ) A装置 中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水 B通干 燥空气的目的是作氧化剂 C从装置 中逸出气体的主要成分是 Cl2O D装置 与 之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸 答案 D 解析 A 项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置 中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误； B 项，通干燥空气的目的是将 Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置，错误； C项，从装置 中逸出气体的主要成分是 Cl2，错误； D项，装置 与 之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。 题组三 仪器连接专练 8将铝镁 合金与足量稀硫酸