2014届高考一轮复习备考课件(新课标通用)第十章第三节 常见气体的制备(常见气体的制备)

第三节常见气体的制备,考纲展示掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。,本节目录,考点串讲深度剖析,真题集训把脉高考,知能演练高分跨栏,教材回顾夯实双基,学科规律方法提升,(2011高考四川卷)下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是(),体验高考,教材中几种重要气体的制备1实验室制取氧气的方法(1)反应原理及发生装置,构建双基,(2)收集方法：用_。(3)验满方法：用带火星的木条放在集气瓶瓶口。,向上排空气法或排水法,2实验室制取二氧化碳的方法,向上排空气法,饱和NaHCO3溶液,3实验室制取氢气的方法,向下排空气法或排水法,4实验室制取氯气的方法,强碱溶液,5实验室制取氨气的方法,碱石灰,向下排空气法,湿润的红色石蕊试纸,蘸有浓盐酸的玻璃棒,1气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装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。从左到右如制氯气：发生装置净化装置收集装置吸收装置。,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。,2常见气体制备的发生装置实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。,3.气体的收集方法确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性.(1)常用的收集方法,(2)其他收集方法Cl2：排饱和食盐水法；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液法；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液法。,4检验气密性(1)微热法：用手捂或酒精灯微热，导管口产生气泡，停止微热后导管中回升一段水柱，说明气密性良好。(2)液差法：夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中加水，至长颈漏斗中液面高于锥形瓶中液面，停止加水，液面高度不变，说明气密性良好。,特别提醒：(1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固液不加热装置。(2)进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。(3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如NO能被氧气氧化，不能用排空气法收集。,即时应用,1(2013长沙模拟)实验室常见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，通常使用的药品是_；检查C装置气密性的操作方法是_。(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是_(填序号，下同)。密度颜色溶解性热稳定性是否与氧气反应,(3)下图是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是_。(4)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的_；CO2NOCl2H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是_。,解析：(1)采用B装置制取氨气时应选用消石灰和氯化铵固体；C装置适用于固体与液体不需要加热的反应，故应选用浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)。检查C装置气密性的操作是连接一根导管，将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱则说明C装置气密性良好。(2)选择气体收集方法，无需考虑气体的颜色和热稳定性，根据密度和是否与氧气反应选择能否采用向上或向下排空气法，根据溶解性判断能否选择排水或排其他液体的方法。(3)收集气体时不应采取b、c装置，前者密闭不能排出空气，后者伸入试管内的导管过长。,(4)制取CO2时不需加热，也不必处理尾气；NO常温下与氧气反应，不能用排空气法收集；制取H2时不需加热，应采用向下排空气法，尾气处理时一般用点燃的方法，故X可能是氯气。D装置中的小烧杯用来吸收尾气，防止污染空气。答案：(1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)连接一根导管，将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，说明C装置气密性良好(2)(3)b、c(4)吸收尾气，防止污染空气,2据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。,(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为_，收集装置为_。(4)利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管(试管小孔处事先放有一缝隙很小的铜网)组成制取氧气的装置(如图所示)。该装置中A中应盛放_，B中应放进_，若使正在发生的反应停止，可以通过操作_来实现。,解析：(1)固体加热制取气体应选用装置A，欲收集干燥的氧气，应用排空气法收集，由于O2的密度大于空气的密度，故选用装置D。(2)液体与固体不加热制取气体，应选用装置B，为了收集到较纯净的氧气，可用排水法收集O2，所以选用装置C。(3)固体与固体加热制取气体，反应装置应选A，根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度，故只能用向下排空气法收集，故选用E装置收集氨气。(4)此装置类似于启普发生器，故可用于固体与液体的反应，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放MnO2颗粒。若使正在发生的反应停止，将试管提出液面即可实现。答案：(1)AD(2)BC(3)AE(4)H2O2溶液MnO2颗粒将试管提出液面,1气体的净化(1)气体的净化原则不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简单，易于分离。(2)气体的净化装置与方法,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装置来除去杂质气体。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装置，也可用盛碱石灰的b装置或c装置或d装置来除去杂质。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装置来除去杂质。选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a装置除去杂质。,(3)气体的干燥,2尾气处理(1)尾气处理原则选择合适的方法把有毒、有害的气体，变成无毒、无害、无污染的物质。(2)常见装置,吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B、C装置。CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去，如图D、E。,特别提醒：(1)对气体提纯时若用溶液做除杂质的试剂，要注意溶液中含水应先除杂质后干燥；用加热除去杂质时，应先干燥后加热。(2)气体净化时，除考虑除去杂质外，最好是把杂质转化成要提纯的物质，如用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl。(3)若制备的物质易潮解时(如FeCl3、AlCl3等)，不要忽视空气中水蒸气的影响,应在制备装置后连接一个干燥装置,如图甲。(4)尾气处理时要注意装置应与大气相通，如图乙装置就不能作为尾气处理装置。,即时应用,3如图、是常见的气体发生装置；、是气体收集装置，根据要求回答下列问题：(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用装置_，用化学方程式表示的制取氯气的反应原理是_。,(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用装置_，反应的离子方程式为_。(3)若选用为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用_溶液浸湿，其作用是_。(4)若选用为氯气收集装置，则氯气应从_口通入，用化学方法检验氯气收集满了的方法是_。,4如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，必要时可重复选择，a、b为活塞)。,(1)气体入口通入CO2和CO混合气体，E内放置CuO，如果从A、B、C、E、F五个装置中选择，组成一套获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物的装置，则所选装置的连接顺序为_(填代号)，能验证CO氧化产物的现象是_。(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH顺序连接制取纯净干燥的O2并用O2氧化乙醇的装置。此时，活塞a应_(填“打开”或“关闭”)，活塞b应_(填“打开”或“关闭”)，需要加热的仪器装置有_(在A、B、D、E、k、m中选填)，m中反应的化学方程式为_。,解析：(1)先通过A装置除去二氧化碳气体，通过C装置检验二氧化碳气体是否除尽，通过B装置浓硫酸干燥，通过E装置用一氧化碳还原氧化铜，再一次通过装置C检验氧化产物二氧化碳，最后进行尾气处理，用酒精灯点燃。(2)关闭a活塞，打开b活塞，使硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体，通过装置E，与过氧化钠反应产生氧气，通过装置D除去过量的二氧化碳，干燥后通过装置H，乙醇和氧气在铜作用下发生催化氧化反应，生成乙醛。,3实验装置总思路,4信息类物质制备思考方法：(1)浏览全题，确定目的；(2)注意表格信息及后续设问中的提示性信息，并在分析和解题中随时进行联系和调用；(3)分析并思考从原料到产品依次进行的反应，利用的反应原理，目标产物与副产物的关系等。,(2013临沂模拟)某学生利用如图装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应。所提供的试剂有浓盐酸、熟石灰、二氧化锰、碱石灰、氯化铵。,回答下列问题：(1)实验室制取氨气应选用的装置是(填对应字母)_，反应的化学方程式是_。(2)根据实验目的，所选装置的连接顺序为(填装置的接口字母)：()接()，()接(f)，(g)接()，()接()，()接()，其中，G装置的作用是_。(3)氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为_；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(4)请你评价此套装置有何缺点_。,【解题感悟】物质的制备过程中，要注意除杂，气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：(1)看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；(2)看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中一定含有CO2杂质，最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。,(2)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH：_；_；_；_；低于100干燥。,【解析】注意题目中所给信息结合所学知识进行分析，为使SO2尽量转化完全应注意控制反应进行的温度及通入气体的速度。,跟踪训练,1(2013成都模拟)气体是物质聚集状态的重要形式之一，在实验室或工业上经常需制备气体。以下是某同学设计的实验室制备氨气的一些装置。,(1)上面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中不能得到氨气的是_。(2)利用B装置和下列提供的试剂，能制备的下列气体有_(填气体的化学式)。,(3)实验室制备、收集干燥的NO2，所需仪器如下图所示，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a_f。装置D的作用是_，装置E中盛放的溶液是_。制备时，烧瓶中装少量铜片，从分液漏斗向烧瓶中滴加浓硝酸，烧瓶中的现象是_。,解析：氯化铵加热不能用于制备氨气，因为它分解生成的氨气与氯化氢遇冷又化合生成氯化铵;C装置试管口向上,可能会造成试管炸裂;B装置符合固体与液体不加热反应制备气体。答案：(1)A、C(2)SO2、O2(3)decb防止E中的溶液倒吸到B中NaOH溶液铜片和浓硝酸剧烈反应，放热；产生大量红棕色气体，得到蓝色溶液，铜片逐渐溶解,2某研究性学习小组的同学对铜与浓硫酸的反应进行探究，实验的部分装置如下。探究一(1)将6.4g铜片和10mL18molL1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止，该小组的甲同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲同学认为硫酸剩余的理论依据是_。,(2)下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_(填编号)。a铁粉b氯化钡溶液c银粉d碳酸氢钠溶液探究二为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时，铜与硫酸就不能反应，甲、乙两位同学进行了如下设计：(3)甲同学设想“先测定生成SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓度”，他设计了如下四种测定SO2的量的方案。a将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量，发现干燥管质量增加m1g。,b将产生的气体缓缓通入足量硫酸酸化的KMnO4溶液中，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为m2g。c用排CCl4的方法测定产生气体的体积VL(标准状况)。d将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称得沉淀的质量为m3g。经仔细分析后，发现有几种方案是不合理的，请填写下表(可以不填满也可以增加栏数)：,(4)乙同学设计的方案：分离出反应后的溶液(假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变)并加蒸馏水稀释至1000mL，取20.00mL于锥形瓶中，滴入23滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，但这种方法不能求出余酸的浓度，理由是_。(5)利用(3)中所选方案中的数据(若你认为方案不止一种，则任选其中一种)，计算出与铜反应的硫酸的最低浓度为(溶液体积的变化忽略不计)_。,1(2010高考上海卷节选)CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。,完成下列填空：(1)用浓盐酸配制11(体积比)的稀盐酸(约6molL1)，应选用的仪器是_。a烧杯b玻璃棒c量筒d容量瓶(2)上述装置中，A是_溶液，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述装置中，B物质是_。用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。,解析：(1)配制一定体积比的溶液时，应选用烧杯、玻璃棒和量筒。(2)根据实验所用的药品，制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气等。除去H2S可选用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液。(3)B物质用于干燥制得的CO2，可选用无水CaCl2。若无水CaCl2失效，则CO2中含有水蒸气，会造成测定结果偏低。答案：(1)a、b、c(2)CuSO4或酸性KMnO4HCl气体或酸性气体(3)无水CaCl2偏低,2(2010高考大纲全国卷)请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。(1)在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：,(2)根据方框中的装置图，填写下表：,(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是_；(4)验证CO的方法是_。,解析：(1)根据物质制备的一般思路：先制备CO2