气体的实验室制备、净化和收集试剂的作用规范答题(学案)

第 1 页 共 9 页 气体的实验室制备 净化和收集气体的实验室制备 净化和收集 1 气体制备实验的基本过程 1 气体制备实验装置一般包含以下几部分 发发生装置生装置 除除杂杂 干燥装置 干燥装置 性性质实验质实验装置装置 收集装置收集装置 尾气吸收装置尾气吸收装置 2 气体制备的一般实验操作步骤 组装 从下到上 从左到右 检验装置的气密性 加入药品 排尽装置内的空气 验纯 反应 拆除装置 2 气体发生装置 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 注意事项 试管口应稍向下倾斜 以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流 而使试管破裂 铁夹应夹在距试管口 1 3 处 固体药品应平铺在试管底部 胶塞上的导管伸入试管里面不能过长 否则会影响气体导出 如用排水集气法收集气体 当停止制气时 应先从水槽中把导管撤出 然后再撤走酒精灯 防止水 倒吸 2 固体 液体或液体 液体气体 发生装置 制备气体 Cl2 C2H4等 注意事项 烧瓶应固定在铁架台上 先把固体药品放入烧瓶中 再缓缓加入液体 分液漏斗应 第 2 页 共 9 页 盖上盖 注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔 对烧瓶加热时要垫上石棉网 3 固体 液体 不加热 气体 发生装置 制备气体 H2 CO2 NO2 SO2 NO 等 注意事项 块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体 可用启普发生器制备 当制取气体的 量不多时 也可采用简易装置 简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下 否则起不到液封作用而无法使用 加入块状固体药品的大小要适宜 加入液体的量要适当 最初使用时应待容器内原有的空气排净后 再收集气体 在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时 必须先检验纯度 3 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 易溶于水的杂质可用水吸收 酸性杂质可用碱性物质吸收 碱性杂质可用酸性物质吸收 水分可用干燥剂吸收 能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质 也可用作吸收剂 例 1 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 CO2 HCl SO2 HCl Cl2 HCl 2 中性气体中含有酸性杂质气体 O2 Cl2 CO CO2 NO 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 第 3 页 共 9 页 CO2 O2 N2 O2 5 HCl Cl2 4 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 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 易使硬质玻璃管破 裂 例 2 为制备干燥 纯净的 CO2 将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收 装置 两个装置中应依次装入 饱和 NaHCO3溶液 无水 CaCl2固体 饱和 NaHCO3溶液 浓硫酸 浓硫酸 饱和 NaHCO3溶液 饱和 Na2CO3溶液 稀硫酸 A B C D 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 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 思考 下列气体中不能被浓 H2SO4干燥的是哪些 为什么 NH3 H2 CO H2S SO2 Cl2 CO2 提示 NH3因为显碱性而不能被浓 H2SO4干燥 H2S 因为强还原性而不能被浓 H2SO4干燥 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 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 液态干燥剂固态干燥剂 固态干燥 剂 固体 加热 第 4 页 共 9 页 装置 常见干燥剂 浓 H2SO4 酸 性 强氧化性 无水氯化钙 中性 碱石灰 碱 性 除杂试剂 Cu CuO M g 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 粉或 Mg 粉 6 气体的收集 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 Cl2 饱和 NaCl 溶 液 NO CO2 饱 和 NaHCO3溶 液 CO 向 上 排 空 气 法 密度比空气大 Cl2 SO2 N O2 CO2 排空气法 向 下 排 空 气 法 密度小于空气H2 NH3 7 尾气的吸收 1 用水吸收的是 HCl NH3 注意防倒吸 2 用烧碱溶液吸收的是 Cl2 SO2 NO2 H2S 等 3 用燃烧的酒精灯可点燃除去的是 CO 4 防倒吸装置 第 5 页 共 9 页 针对性训练针对性训练 1 如图装置 将溶液 A 逐滴加入固体 B 中 下列叙述正确的是 A 若 A 为浓盐酸 B 为 MnO2 C 中盛品红溶液 则 C 中溶液褪色 B 若 A 为醋酸 B 为贝壳 C 中盛过量澄清石灰水 则 C 中溶液变浑浊 C 若 A 为浓氨水 B 为生石灰 C 中盛 AlCl3溶液 则 C 中先产生白色沉淀后沉淀又溶解 D 若 A 为浓硫酸 B 为 Na2SO3固体 C 中盛石蕊试液 则 C 中溶液先变红后褪色 2 利用下图装置制取干燥气体 下列实验能进行的是 A 用锌与稀硫酸反应制取氢气 B 加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气 C 用大理石与盐酸反应制取二氧化碳 D 用大理石与稀硫酸作用制取 3 用下列实验装置完成对应的实验 部分仪器已省略 能达到实验目的的是 A 干燥 Cl2 B 吸收 HCl C 石油的蒸馏 D 吸收 NH3 4 第 6 页 共 9 页 A B CDE 电源负极产生的气体是 正极产生的气体是 除用排水法收集 该气体还可以采 用 收集 装置 C 内的液体是 起 作用 装置 D 硬质试管中发生的反应化学方程式为 上图中多余的装置是 5 为了确定三种可燃性气体 CH4 H2 CO 简称试验气体 分别将它们在氧气中燃烧 把燃烧生成的 气体依次通过 A B 两个洗气瓶 1 装置 A 中的液体是 装置 B 中的液体是 2 若装置 A 的质量增加 装置 B 的质量不变 则试验气体是 3 若装置 A B 的质量都增加 则试验气是 若 B 的质量增加 m 克 则 A 质量增加 克 6 水蒸气通过炽热的煤层产生水煤气 其主要成分是一氧化碳和氢气 还含有二氧化碳和水蒸气 用下 列实验装置证明水煤气中含有一氧化碳和氢气 装置中药品任选 1 装置可分别放入的药品 B C D E F 2 证明水煤气中含有氢气 可观察到的现象是 3 F 处可观察的现象是 说明 7 某同学用下图所示的装置试验一氧化碳的性质 1 在实验过程中 玻璃管中的现象 是 盛石灰水的试剂瓶中的现象 是 2 这个实验证明了一氧化碳有哪些化学性质 3 用 28 克一氧化碳与足量氧化铜反应能否生成 63 5 克铜 第 7 页 共 9 页 理由是 8 如图所示 图中 B 装置中放有固体物质可能是碳酸钙或锌粒或两者的混合物 D 中放有黑色物质 固体 可能是炭粉或氧化铜或两者的混合物 向 A 中加入盐酸 点燃酒精灯 根据实验现象回答 1 放入试剂的作用是 C 中浓硫酸 F 中白色硫酸铜 2 若实验时 在 G 中出现白色浑浊 H 处导出的气体又不可燃 且白色硫酸铜无明显现象 则 D 中 放入的粉未是 B 中反应的化学方程式是 规范答题 一 试剂的作用规范答题 一 试剂的作用 1 某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备 Cl2的过程中有水蒸气和 HCl 挥发出来 同时证明氯气的某些性质 甲同学设计了如图所示的实验装置 支撑用的铁架台省略 完成 下列问题 1 装置 B E 的作用分别为 2 装置 C D 的作用分别为 3 装置 F 中 AgNO3溶液的作用是 倒置漏斗的作用是 4 乙同学认为甲同学的实验有缺陷 不能确保最终通入 AgNO3溶液中的气体只有一种 为 了确保实验结论的可靠性 证明最终通入 AgNO3溶液的气体只有一种 乙同学提出在某两个 装置之间加一个装置 你认为该装置加在 与 之间 填装置各部 分字母 装置中应放入 作用是 2 2012 山东高考节选 无水 AlCl3 183 升华 遇潮湿空气即产生大量白雾 实验室可用下 列装置制备 第 8 页 共 9 页 1 装置 B 中盛放饱和 NaCl 溶液 该装置的主要作用是 2 F 中试剂的作用是 3 用一件仪器装填适当试剂后也可起到 F 和 G 的作用 所装填的试剂为 3 2013 广州模拟 实验室用如图所示装置制取某种较纯净的气体 1 在烧瓶里放置的反应物可能是 A 稀硫酸和锌粒 B 浓盐酸和石灰石 C 浓盐酸和二氧化锰 D 浓盐酸和高锰酸钾 2 集气瓶里收集到的气体是 A H2 B Cl2 C CO2 D O2 3 两个洗气瓶 从左到右 中盛放的试剂是 A 浓硫酸 饱和食盐水 B 氢氧化钠溶液 浓硫酸 C 氢氧化钠溶液 饱和食盐水 D 饱和食盐水 浓硫酸 4 烧杯中应盛放的试剂及作用是 A NaOH 溶液 吸收多余的 Cl2 防止污染空气 B NaOH 溶液 吸收 CO2 C 纯水 充分吸收多余的 HCl 防止污染空气 D 饱和食盐水 减少 Cl2 在水中的溶解 4 2013 海门模拟 磷化铝 磷化锌 磷化钙是我国目前最常见的熏蒸杀虫剂的主要成分 它们都能与水或酸反应产生有毒气体 PH3 PH3具有较强的还原性 能在空气中自燃 我国粮 食卫生标准规定 粮食中磷化物 以 PH3计 含量 0 05