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
