常见气体实验室制法‘[1].doc

1、常见气体的实验室制法学习方法建议：1. 此局部会考说明上要求为掌握水平, 定要多进行习题训练2. 此局部相关内容还可参见?大聚焦?所以建议同学们在熟练记忆的根底上,P3031、 P91、 P138中学课本中要求掌握的常见气体制备的有关知识，女口：反响原理、实验装置包括:发生、净化、枯燥装置和药品、操作步骤包括：仪器的组装顺序和操作顺序 、 气体的收集和检验或验满等务必全面、熟练掌握，这也是准确、迅速解答有关实 验设计题和综合实验题必不可少的根底知识。一、气体的制备：1、常见气体的制备原理：气体发生装置的三种典型类型：中学化学中要求掌握约13种气体的制备，它们是：三种单质气体02, H2, Cl

2、2、三种氢化物HCI , H2S, NHj、三种有机气体CH4, C2H4, C2H2 > 四种氧化物C02,写出以下制备反响的化学方程式：H2：02：或：CI2：HCI:H2S:或：S02：SC2，NO NQ。NH3：N02：NO : C02：CH4：C2H4：C2H2:固倂固休加实验室制取纯洁的气体一般有以下环节：1气体的发生；2气体的净化；3气体的收集；4尾气的处理对于有毒气体2、气体发生装置：1固、固加热：即：固+固 厶气如制取等。装置如右图:2液固或液、液加热：即：液+固、气液+液 气如制取等。装置如右图:3液固不加热：即:液+固一 气如制取等。装置如右图:启普发生器，它用于固

3、一液常温下反响制取大量气体。其优点是可以随时反响,随时停止。使用时应注意装置是否漏气；液体不能添加太满；固体试剂应是块状。启普发生器由 、三局部组成。3 .气体的净化：(1 )净化选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反响。一般情况下：易溶于水的气体杂质可用水吸收；酸性气体杂质可用碱性物质吸收；碱性气体杂质可用酸性物质吸收；水蒸气可用枯燥剂来吸收； 能与杂质反响生成沉淀(或可溶物)的物质也可用作吸收剂。1、含有HCI杂质气体 CO2 HCI- -溶液；S02 HCI-溶液H2S HCI- -_-溶液； CI2 HCI:H2 H

4、CI匚2、 中性气体中含有酸性杂质气体：用 溶液吸收 02CI2H2 H2S02 C02CO C02C2H2 H2S NO N023、酸性气体中含有其它酸性杂质气体 C02 S02- -_-溶液； C02 H2S =溶液;4、含有02杂质气体 C02 02-；N2 02- -_-5、HCICI2二。(2) 常见气体的枯燥：固体枯燥剂通常放在 内，液体枯燥剂通常放在 内。在选择枯燥剂时，一般应注意以下几点。 被枯燥的气体一定不能与枯燥剂发生化学反响。 酸性枯燥剂一般用来枯燥酸性或中性气体，而不能用来枯燥碱性气体。如浓F2S(4能枯燥H2，02，ci2，eq等，而不能枯燥；反之，碱性枯燥剂也不能枯

5、燥酸性气体，如碱石灰不能枯燥ei2，eq, Hei等。 具有强氧化性的浓 H2S(4不能用来枯燥复原性气体，如F2S, HBr，HI ;对于H2，co等虽具有较强的复原性，但反响条件是加热或高温，故常温下仍可使用浓H2SQ枯燥。 无水CaCI2呈中性，对各类气体一般均可枯燥，但NH3能与其发生络合作用而不能使用。反响式为：CaCI2+8Nb3CaCI2 8NH3以下气体枯燥选用什么枯燥剂？请根据以上原那么填写下表：酸性枯燥剂中性枯燥剂碱性枯燥剂浓硫酸P2O5CaCl2硅胶碱石灰中性H2、02、N2、CO、NO、CH 4、C2H4、C2H2酸性CO2、CI2、HCI、SO2、NO2H2S碱性NH

6、3(3) 关于气体的净化与枯燥的先后顺序：假设采用溶液除杂，一般是除杂在先，枯燥在后。其原因是：气体通过溶液将带出水蒸气，枯燥剂可除去这些水蒸气。例如实验室中利用大理石与稀盐酸反 应制备CQ,欲制得枯燥、纯洁的CQ,可先将产生的气体通过饱和的NaHC溶液,除去混入其中的 hci气体，再通过浓 psq除去水蒸气。 假设采用加热除杂， 那么一般是枯燥在先。例如n2中混有o2 ,co2 ,h2o(气), 可先将混气通过碱石灰，除去CO?和H?O(气)，再将从枯燥管导出的气体通过装有灼热Cu网的硬质玻璃管，除去 02,即可得到枯燥、纯洁的 N2。假设将混气先 通过灼热的Cu网，因气体中混有水蒸气，易引

7、起试管破裂。4. 气体的收集：1排水集气法：难溶或微溶于水，且与水不发生反响的气体，均可用排水集气法收集。用排水集气法收集气体时，导管只能伸入集气瓶内少许。此法可收集气体有注意:所制气体如难溶于水又不要求枯燥时，应该用排水集气法；如气体溶于水那么只能用排空气法收集。排气集气时，应使气体导管伸到瓶底。空气的平均式量约为 29,那么式量大于29的气体如Cl2等用可瓶口向上排空气法收集；式量小于29的气体如 及等可用瓶口向下排空气法收集；而与空气密度相 近的气体如NO CO等不能用排空气法收集。用排空气法收集气体时，导管一定要接近集气瓶底部，把空气尽量排出；为减少空气向瓶内扩散， 集气瓶口应盖上毛玻

8、璃片；如用试管收集时，可在管口轻轻塞入一小团疏松的棉花。5 .尾气的处理操作中应掌握的几个问题： 液收法：对有毒、有害的气体必须用适当的溶液予以吸收。如C12、S2、Br2蒸气、NC2等，可用NaOH溶液吸收；H2S可用CuSQ或NaOH溶液吸收； 可用浓H2SC4吸收。 燃烧法：点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。女口CO尾气，那么可在导管口处点燃，将其转化为CC2° 直排法：针对无毒、无害气体的排出。如：N2, C2，h2, C2等可在塞子上安装一个放空管或多打一个孔 。 转化法：假设需检验某混气中含有大量H2和CQ先将混气通过灼热的 CuQ使其分别转化为 氏。气和CQ，然

9、后通过装有无水 CuS4的U形管或枯燥管， 再通过澄清石灰水进行验证该顺序不能颠倒。气体的净化与枯燥装置如图。枯燥塔AD序号填入括号内典型例题分析例4利用图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。h2Cl2 CH4HCI NF3NOh2sSO2假设烧瓶是枯燥的，那么由B 口进气可收集的气体有 (写序号);(2) 假设烧瓶充满水，可收集的气体有 ，这时气体由 口进入；(3) 假设烧瓶是枯燥的，那么由A 口进气，可收集的气体有 ；(4) 假设在烧瓶内装入浓硫酸进行气体枯燥，那么可用此装置枯燥的气体有 ，这时气体由口进入。例2 按下述实验方法制备气体，合理而又实用的是 。A .锌粒与稀硝

10、酸反响制备H2B .向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCIC .亚硫酸钠与浓硫酸反响制备SQ(1) 制取某无色非金属氧化物气体时，锥形瓶 X内的药品应是A .铜和稀硝酸B .铜和浓硝酸C .碳酸钙与稀硫酸D .亚硫酸钠和浓盐酸(2) 洗气瓶Y中所装的液体应是(不允许非水杂质混在气体中)A .浓 H2SO4B . NaOH溶液学习文档仅供参考(3) 检验集气瓶Z是否集满气体，置于瓶口的滤纸上蘸上的溶液是A. BaCI2 溶液B .酸性KMnO4溶夜C .碘化钾淀粉试纸D .澄清石灰水例4如图装置可用于A .加热 NaHCO 制 C2B .用Cu与稀HNQ反响制NOC .用NH4CI与浓NaOH溶

11、液反响制D .用NaCI与浓H2S(4反响制HCI请同学们认真完成以上学案之后，再一并核对答案!有关答案：1. 常见气体的制备原理： 固体-固体加热装置制 O2 的反响原理 2KClO 3 -2KCI+3O2f2KMnO 4- K2MnO4+MnO2+O2制 NH3的反响原理 2NH 4CI+CaOH2 亠二 CaCI2+2NH3f +2H2OCsO制 CH4的反响原理 CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4固体-液体液体-液体加热装置制 CI2 的反响原理 MnO2+4HCI浓MnCI2+CI2 f +2H2O制HCI的反响原理NaCI固+H2SO4浓=NaHSO4+HCf不加热或

12、微热均可NaCI固+NaHSO4浓Na2SO4+HC制 SO2的反响原理 Na2SO3固+H2SO4较浓一 Na2SO4+H2O+SO2制 NO的反响 3CU+8HNO 3稀 一 3CuNO32+2NCf +4H2O不加热速率慢制 C2H4的反响原理 CH3CH2OHCH2=CH2 +H2O固体-液体不加热装置制 H2 的反响原理 Zn+H2SO4稀=ZnSO4+H2f制 CO2的反响原理 CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2f +H2O制 H2S的反响原理 FeS+H2SO4稀=FeSO4+H2f制 NO2的反响原理 CU+4HNO 3浓=CuNO32+2NO2f +2H2O制 C2H2

13、的反响原理 CaC2+2H2O> CaOH2+C半CHf3 .气体的净化：净化1、含有HCI杂质气体 CO2 HCI-饱和 NaHCO 3溶液；SO2 HCI-饱和 NaHSO3 溶液 H2S HCI-饱和 NaHS 溶液；CI2 HCI水或饱和食盐水；H2 HCI- 水2、 中性气体中含有酸性杂质气体：用NaOH溶液吸收3、酸性气体中含有其它酸性杂质气体 CO2 SO2-=饱和 NaHCO3 溶液； CO2 H2S-CuSO4 溶液；4、含有O2杂质气体 CO2 O2灼热 Cu ； N2 O2 -灼热 Cu5、 HCICI2-CCI4溶液常见气体的枯燥： 固体枯燥剂通常放在球形枯燥管内

14、，液体枯燥剂通常放在洗气瓶内。 以下气体枯燥选用什么枯燥剂？请根据以上原那么填写下表：酸性枯燥剂中性枯燥剂碱性枯燥 剂浓硫酸P2O5CaCI2硅胶碱石灰中性H2、02、N2、CO、NO、CH 4、C2H4、C2H2VVVVV酸性CO2、CI2、HCI、SO2、NO2H2SVXVVVVVVXX碱性NH 3XXXVV二.典型例题分析例1分析此题考查的内容是根底内容，但综合思考性较强。其立意在于考查学生对常见实验装置图的识别、分析能力；运用正确的化学实验根本操作等知识，通过思维的联想、迁移和重组，解决具体问题的能力。由图可以看出：(1) 假设烧瓶是枯燥的，由 B 口进气收集的气体必然为密度比空气大的

15、气体。这是因为只有密度比空气大的气体如CI2, HCI, H2S, SC2等，当由B 口进气后，才能在烧瓶底部逐渐积聚，产生的压强将瓶内的空气由A口排出，直至所收集的气体充满整个烧瓶。(2) 假设烧瓶充满水，那么应为能够采用排水集气法收集的气体，装置应与“排水量气装置相同，遵循“短进长出的原那么。此时由A 口通入像H2, CHt, NO等极难溶于水的气体，气体产生的压强将烧瓶中的水由B 口排出，当烧瓶中的水排尽后，即说明烧瓶内已充满所收集的气体。3假设烧瓶是枯燥的，由 A 口进气可收集的气体应为密度比空气小的气体。 这是因为只有密度比空气小的气体如及、CHp NHj等，当由A 口进气后，才能在

16、烧瓶最上方逐渐积聚， 产生的压强将瓶内空气由 B口排出，直至所收集的气体充满 整个烧瓶。4浓硫酸为强氧化性的酸性枯燥剂，其枯燥气体的范围为非复原性的中性及 酸性气体。进行枯燥时，气体的流向应遵循“长进短出的原那么，所以除NH3 为碱性气体、H2S为复原性气体，易被浓硫酸氧化外，其余气体均可由浓硫酸枯燥。综上所述，此题的正确答案：1；2，A; 3；4， B。例 2 分析 此题主要考查常见气体的实验室制备原理。A 不合理，由于稀硝酸具有强氧化性，两者反响得不到 H2； B 不合理，由于 HCl极易溶于水，不能用饱和NaCI溶液与浓H2SC4反响制备HCI，而应该用NaCI晶体与浓H2SO4反响制备

17、HCI;D不合理，大理石与浓硫酸反响生成的微溶性的CaSO包裹在大理石外表，阻碍反响的继续进行。所以，合理而又实用的是 C。例 3 分析 这是一道集制气、除杂和集气于一题的综合实验题。可根据实验 装置的特点对各选项进行筛选。 根据制气装置为有液体参加反响且不需加热， 可淘 汰A,根据所制气体是无色的，又可排除B,由本节例1分析知C也应排除。亚硫酸钠和浓盐酸反响不需加热，气体SO2为无色，且符合 Z瓶集气方式，故1应选D。亚硫酸钠和浓盐酸反响产生 SO2并混有HCI气体和水气此题未对水气作除杂要 求，需将HCI除去。由于浓H2SO4只能吸收水汽而不能除去HCI气体，NaOH溶液要同时除去HCI和SO2 NaHCO3溶液虽能除去 HCI气体，但同时产生新杂质 CO2混 在SO2中。NaHSO3§液能吸收 HCI，同时放出 SO2故应选G由于SO2不与 BaCI2及KI反响，SO2与澄清石灰水反响生成 CaSO3白色沉淀不便在滤纸上观察。 酸性KMnO4溶液与SO2反响后紫