高考化学总复习 123常见气体的制备精品课件 苏教版.ppt

第三单元常见气体的制备 1 掌握常见气体的实验室制法 包括所用试剂 仪器 干燥 净化 反应原理和收集方法 能绘制和识别典型的实验仪器装置图 2 掌握常见气体的鉴别方法 并能进行有关气体定性判断 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施方案 1 命题特点常见气体的实验室制法知识是历年高考的热点 题型为选择题和非选择题 其中选择题重点考查判断气密性检验 净化 收集 尾气吸收装置或操作的正误 非选择题重点考查气密性检验的方法 净化气体选用的试剂 仪器的连接顺序 误差分析 有关的化学计算等 2 预测展望预测常见气体的实验室制法知识与化学实验基本知识 化学实验基本操作 气体的性质 化学计算 误差分析以及实验评价相结合 考查综合应用知识的能力 是今后高考命题的趋势 一 实验室制取氧气的方法1 反应原理及发生装置 2 收集方法 用向上排空气法或排水法 二 实验室制取二氧化碳的方法1 化学方程式 caco3 2hcl cacl2 co2 h2o2 收集方法 向上排空气法3 净化方法 用饱和nahco3溶液除去hcl 三 实验室制取氢气的方法1 化学方程式 zn h2so4 znso4 h2 2 收集方法 向下排空气法或排水法 一 常见气体制备的反应原理及发生装置的选择1 制备气体反应的选择一种气体可以由多种反应制得 但只有部分反应适用于实验室制备 这些反应一般应符合以下几个条件 1 反应物容易获得 2 反应条件容易达到 3 反应容易控制 4 生成的气体容易分离 2 常见气体的制备反应原理 注 标 为考纲不作要求 但可能在考题中以信息形式出现的 3 气体发生装置 二 气体的净化和干燥1 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 气体的净化装置与净化方法 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来除去杂质气体 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 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 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 2 气体的干燥 1 干燥的原则干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应 酸性干燥剂不能干燥碱性气体 碱性干燥剂不能干燥酸性气体 具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体 注 h2 co so2虽具有还原性 但可用浓h2so4干燥 2 常用干燥装置及干燥剂的选用 3 气体净化时应注意的事项 1 用洗气瓶吸收杂质时 气流方向是长管进 短管出 用干燥管吸收杂质时 气流方向是大口进 小口出 用玻璃管吸收杂质时 气流方向可以任意选择 2 当气体中含有多种杂质时 若采用洗气装置 通常是除杂在前 干燥在后 若用加热装置除杂时 通常是干燥在前 除杂在后 若气体中有多种酸性气体杂质时 应先将酸性较强的杂质气体除去 再除酸性较弱的杂质气体 三 气体的收集和尾气处理根据气体的性质 正确选择常用的三种气体的收集方法 1 向下排空气法用于收集密度比空气小的气体 导气管伸到容器底部 可收集h2 nh3 ch4等 2 向上排空气法用于收集密度比空气大的气体 导气管伸到容器底部 可收集co2 h2s cl2 hcl so2 no2等 3 排水法适用于难溶于水或微溶于水的气体的收集 一般将开始生成的少量气体放掉 待气泡均匀排出后再收集 此法收集气体纯度较高 且容易判断是否已满 可以收集h2 no ch4 c2h2 c2h4等 根据题意要求还可以采用气囊法收集 此法收集的气体干燥 纯净 说明 排水集气法收集的气体干燥度低 但不易混入空气成分 还有一个优点是便于判断 控制收集的气体的量 用排水法收集气体时 要注意使收集气体的容器先充满水再倒扣入水中 用排空气法收集的气体干燥度较高 但易混入空气中的成分 还有一个弱点是不便于判断 控制收集的气体的量 用排空气法收集气体时 要注意使导气管插入至收集气体的容器的底部 收集气体的容器除集气瓶 试管外 还可以用烧瓶 锥形瓶等 在实际收集气体时要根据实验的要求 仪器的性能等 来确定使用什么样的集气容器 有的气体既可以用排水法收集 又可以用排空气法收集 在实际收集气体时要根据实验的要求来确定收集气体的方法 学习气体的收集方法 要着重体会收集气体的原理 这样的学习有可能创造出新的收集气体的方法 4 尾气吸收装置 1 吸收溶解度较小的尾气 如cl2 h2s等 2 吸收溶解度较大的尾气 如hcl nh3等防倒吸 3 点燃除去或收集于气球中 如co等防污染 四 有关测量气体体积的实验装置利用不溶于某些液体的性质 如h2不溶于水 cl2不溶于饱和食盐水 可用排液法粗略测量气体的体积 根据给出的仪器和实验目的不同 可设计如下图所示的多种量气装置 实验操作水平的高低决定了测量误差的大小 为减小量气误差 应注意 装置 反应后应恢复到室温再读数 实验前集气瓶应充满水 所测气体体积即量筒中水的体积 装置 读数时应上下移动乙管 使甲 乙两管液面相平 读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为所测气体体积 装置 测量收集到的气体体积 应当使气体冷却至室温 再慢慢将量筒下移 使量筒内外液面高度相同 再读取读数 装置 实验中水面要没过漏斗颈 量筒中装满水 反应在漏斗中进行 生成的气体的体积即为量筒内气体的体积 装置 用于测量混合气体中被吸收 或不被吸收 气体的体积 读数时球形容器内的液面和量气管内的液面应相平 量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积 考点1气体的制取装置 典例1 可用如图装置制取 必要时可加热 净化 收集的气体是 a 铜和稀硝酸制一氧化氮b 二氧化锰与双氧水制o2c 锌和稀硫酸制氢气d 硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢 解析 先根据装置图判断所制气体的特点 既不能与浓h2so4反应 且密度要比空气的大 然后再根据具体组合做出正确判断 答案 b 针对训练1拟用如下图所示装置制取表中的四种干燥纯净的气体 图中铁架台 铁夹 加热 及气体收集装置均已略去 必要时可加热 a b c d表示相应仪器中所加的试剂 1 上述方法中可以得到干燥 纯净的气体的是 2 指出不能用上述方法制取的气体 并说明理由 可以不填满 气体 理由是 气体 理由是 气体 理由是 气体 理由是 解析 由于所给制备装置中 没有温度计无法控制反应温度 不能确定是否有c2h4生成 也就不可能得到干燥纯净的c2h4 所给装置可制取cl2 可以除去hcl杂质 经浓硫酸干燥后可得到纯净的氯气 饱和nh4cl溶液与消石灰作用可以产生nh3 在nh3通过装置c时 被水吸收 最后不能收集到气体 铜屑与稀hno3作用产生no气体 部分被装置中的氧气氧化 在通过水时 因发生反应3no2 h2o 2hno3 no又得到no 但是经p2o5干燥后 又有一部分被o2氧化 所以得不到纯净的no 答案 1 cl2 2 c2h4 装置中没有温度计 无法控制反应温度 nh3 反应生成的氨气被水吸收了 no 被p2o5干燥后 又被氧化成no2 考点2气体制备与性质验证的综合实验 典例2 如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 必要时重复选择 a b为活塞 2 停止co和co2混合气体的通入 e内放置na2o2 按a e d b h装置顺序制取纯净干燥的o2 并用o2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装置顺序制取干燥的氨气 并验证氨的某些性质 装置a中能产生氨气的原因有 实验中观察到e内有红棕色气体出现 证明氨气具有 性 解析 1 要获得纯净干燥的co并验证其还原性和氧化产物 可先将气体经a后除去co2 再经过c可验证是否除净 然后再让气体通过b除去水 然后再通过e并加热 让cuo和co反应 将反应后的气体通过c看其是否变浑浊 最后通过f除去未反应完的co有毒气体 2 停止co和co2的通入后 按a e d b h装置顺序制取纯净干燥的o2 并用o2氧化乙醇 此时应关闭a 打开b 让稀h2so4与a中na2co3溶液反应产生co2 从a中出来的气体是co2和少量h2o 通过e时co2 h2o 与na2o2反应产生o2 经d吸收未反应的co2 再经b干燥得纯净o2 最后通过h装置使o2与乙醇反应 需加热的装置有k和m 化学方程式见答案 3 改装后可从a中制得nh3和o2 经g干燥后通过e 氨气与o2反应 验证氨的还原性 再经d吸收反应尾气 a中能产生nh3的原因主要是 naoh溶于水放热 温度升高使nh3溶解度减小 naoh固体吸收水后有利于氨的放出 naoh电离出的oh 促进氨水的电离平衡左移 有利于氨的放出 针对训练2 2011 江苏镇江市调研 某同学用下列装置制备并检验cl2的性质 下列说法正确的是 a 图中 如果mno2过量 浓盐酸就可全部消耗完b 图中 生成蓝色的烟c 图中 量筒中发生了加成反应d 图中 湿润的有色布条能褪色 将硫酸溶液滴入烧杯中 至溶液显酸性 结果有cl2生成解析 a项 随反应进行 浓盐酸变成了稀盐酸反应就不能进行了 氯化氢会有剩余 b项 生成棕黄色的烟 c项 发生的是取代反应 d项 将硫酸溶液滴入烧杯中 至酸性会发生反应 2h cl clo cl2 h2o 答案 d 1 下列实验装置图正确的是 解析 实验室制备乙烯的关键是控制反应溶液的温度迅速升高到170 所以温度计应该插到混合溶液中 实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备cl2需要加热 实验室制备乙酸乙酯右侧导气管不能插入液面以下 否则可能引起倒吸 实验室制备氨气选择固体和固体加热制备气体的装置 收集氨气试管口塞一团棉花可以防止气体对流 答案 b 2 实验室制取下列气体时 下列尾气吸收方法中不正确的是 a cl2的尾气 可用naoh溶液吸收b h2s的尾气 可用cuso4溶液吸收c so2的尾气 可用kmno4溶液吸收d no2的尾气 可用h2o来吸收答案 d 3 如图所示的甲 乙两个装置中 胶头滴管中吸入某种液体 平底烧瓶中充入 或放入 另一种物质 挤压胶头滴管加入液体 一段时间后两装置中的气球都明显胀大 忽略液体体积对气球的影响 则滴管和烧瓶中所用试剂可能是 答案 b 4 实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气 主要操作步骤为 将蒸馏烧瓶固定在铁架台上 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯确定铁圈的高度 固定铁圈 放好石棉网 用药匙向蒸馏烧瓶中加入二氧化锰 再向分液漏斗中加浓盐酸 并将导管放入集气瓶中 检查装置的气密性 在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗 连接好导气管a b c d 答案 c 5 如下图 该装置可用于 a 加热nahco3制co2b 加热硝酸铅制取二氧化氮c 加热氯酸钾和少量二氧化锰 制取氧气d 加热氯化铵和消石灰混合物 制取氨气 解析 解此题关键是观察装置特点 该装置可用于固体加热制气体 且产生的气体能用排水法收集 no2能与水反应 co2可溶于水 nh3极易溶于水 均不能用排水法收集 答案 c 6 下图为实验室制氢气的简易装置 若在加稀硫酸时 发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了 为使该反应顺利进行 则可以从长颈漏斗中加入的试剂是 食盐水 kno3溶液 适量稀硫酸铜溶液 na2co3溶液 ccl4 浓氨水 a b c d 解析 加入kno3溶液后不再产生h2 会产生no气体 na2co3溶液会与h2so4反应生成co2 既消耗h2so4又会使h2不纯净 ccl4在下层 使稀h2so4与锌粒接触 浓氨水会与h2so4反应 答案 a 7 用下列装置制取并收集no2气体 其中最合理的是 答案 c 8 在实验室中可按下图所示装置来干燥 收集气体r 多余气体r可用水吸收 则r是 a hclb cl2c cod nh3 解析 干燥剂是固态的 同时尾气吸收使用倒置的漏斗 说明该气体极易溶于水 此外由图中集气瓶进 出气导管的长短分析 该气体密度应小于空气 一些学生看到倒置的漏斗 误认为是hcl 事实上hcl的密度大于空气 不能用这种排气集气法 答案 d 可选用制备气体的装置 解析 考虑所给反应物质的状态与气体的性质选用气体发生和收集的装置 制备氢气不需加热 且锌粒为固体颗粒 氢气难溶于水 密度比空气小 因此a e f中只有e正确 氯气可溶于水 且氯气中混有氯化氢和水蒸气 为除杂需选用d装置 答案 ed 10 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂 请选用适当的化学试剂和实验用品 用下图中的实验装置进行实验 证明过氧化钠可作供氧剂 1 a是制取co2的装置 写出a中发生反应的化学方程式 2 填写表中空格 3 写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式 4 试管f中收集满气体后 下一步实验操作是 解析 1 实验室制取co2通常用大理石与稀盐酸反应 2 由于盐酸易挥发 需用饱和nahco3溶液除去co2中混有的hcl气体 因验证na2o2作供氧剂 既考虑与co2的反应又考虑与水蒸气的反应 故无需干燥 c中应有na2o2 为了验证是否产生o2 需除去未反应的co2气体 因此d中应装入碱液 通常用naoh溶液 3 co2与na2o2的反应 注意产物o2不用注明 4 为验证na2o2作供氧剂 就要检查最终是否生成了o2 检验o2的方法通常用余烬木条复燃法 注意回答要全面 答案 1 caco3 2hcl cacl2 h2o co2 2 注 c中实际加入的是过氧化钠和石棉绒的混合物 这里只要求学生填写化学试剂 3 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 4 把e中的导管移出水面 关闭分液漏斗活塞 用拇指堵住试管口 取出试管 立即把带火星的木条伸到试管口 木条复燃 证明试管中收集的气体是氧气 11 2011 广东六校联考 从固体物质a开始 可以发生如下框图所示的一系列变化 回答下列问题 1 在实验室中收集气体b的方法是 2 操作 的名称是 在操作 中所使用的玻璃仪器的名称是 3 写出反应 和反应 的化学方程式 4 a的化学式是 5 在实验室中 如要获得干燥纯净的气体d 可以将它通过如上图所示的装置 其中瓶 中盛放的试剂是 瓶 中盛放的试剂是 收集干燥气体d的方法是 解析 突破口 c能发生加聚反应 说明c中含不饱和键 而c又是由b与hcl反应得到的 说明b中含碳碳三键 再由b是a与水反应得到的 说明b为乙炔 a为cac2 再进一步推出其他物质 答案 1 排水集气法 2 过滤漏斗 玻璃棒 烧杯 3 ca oh 2 co2 caco3 h2o ca oh 2 ca hco3 2 2caco3 2h2o 4 cac2 5 饱和碳酸氢钠溶液浓硫