专题四气体的制备、净化、收集和干燥

1、 气体的制备气体的制备净化、干燥和收集净化、干燥和收集专题复习四专题复习四综合性气体制备实验装置的设计包括哪些方面综合性气体制备实验装置的设计包括哪些方面发生装置 净化装置干燥装置收集装置尾气处理装置综合性气体制备方案综合性气体制备方案一一.发生装置的选择发生装置的选择1.反应物状态：反应物状态：固固+固反应固反应反应条件：反应条件：加热加热2.反应物状态反应物状态：固固+液反应液反应反应条件：反应条件：常温下常温下排水集气法：排水集气法：向上排空气法：向上排空气法：向下排空气法：向下排空气法：二二.收集装置的选择收集装置的选择难溶或微溶于水难溶或微溶于水不和水反应不和水反应密度比空气大密度比

2、空气大密度比空气小密度比空气小1.若气体密度比空气大：若气体密度比空气大： a进进b出出2.若密度比空气小：若密度比空气小：b进进a出出ab三三.气体的净化、干燥及检验气体的净化、干燥及检验1.净化装置净化装置洗气瓶洗气瓶-NaOH溶液溶液吸收酸性气体，如：吸收酸性气体，如：CO2、SO2、HCl等等-H2O吸收易溶于水的吸收易溶于水的气体，如：气体，如：HCl、NH3等等2.干燥装置干燥装置干燥管干燥管U型管型管洗气瓶洗气瓶 CaO或或NaOH固体固体1.干燥中性气体：干燥中性气体：2.干燥碱性气体：干燥碱性气体：H2、O2、N2、CO等等NH3等等-浓硫酸浓硫酸1.干燥中性气体：干燥中性气

3、体：H2、O2、N2、CO等等HCl、CO2、SO2等等2.干燥酸性气体干燥酸性气体:3.气体检验装置气体检验装置无水硫酸铜无水硫酸铜水蒸汽水蒸汽无水硫酸铜无水硫酸铜（检验水蒸汽的存在（检验水蒸汽的存在）水蒸汽水蒸汽3.气体检验装置气体检验装置-AgNO3溶液溶液HCl气体气体CO2气体气体-澄清石灰水澄清石灰水检验检验CO2气体气体气体气体检检 验验 方方 法法 O2将带火星的木条插入有关容器内。将带火星的木条插入有关容器内。 H2点燃，在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯；点燃，在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯；或依次通过灼热的氧化铜和无水硫酸铜。或依次通过灼热的氧化铜和无水硫酸铜。CO2通入澄清

4、石灰水中。通入澄清石灰水中。CO依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水。依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水。CH4点燃，在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯，再点燃，在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡。向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡。水蒸气水蒸气 通过白色的无水硫酸铜。通过白色的无水硫酸铜。HCl通过通过硝酸银硝酸银溶液和稀溶液和稀硝酸。硝酸。常见气体的检验常见气体的检验 明确目的、选定试剂、熟悉相关现象明确目的、选定试剂、熟悉相关现象 混合检验、考虑干扰、注意先后顺序混合检验、考虑干扰、注意先后顺序1、 CO2存在对存在对CO还原还原CuO生成的生成的CO2检验的干扰检验的干扰2

5、、 H2O存在对存在对H2还原还原CuO生成的生成的H2O检验的干扰检验的干扰3、 HCl存在对存在对CO2检验的干扰检验的干扰、 检验时要首先检验检验时要首先检验H2O、 吸收时要最后除去吸收时要最后除去H2O干扰问题干扰问题水的问题水的问题气体的检验的解题思路气体的检验的解题思路少量气体少量气体试试 剂剂 或或 方方 法法 O2将气体通过灼热的铜网将气体通过灼热的铜网H2通过灼热的氧化铜通过灼热的氧化铜CO2通入澄清石灰水或氢氧化钠溶液中通入澄清石灰水或氢氧化钠溶液中CO通过灼热的氧化铜通过灼热的氧化铜水蒸气水蒸气通过浓硫酸或白色的无水硫酸铜通过浓硫酸或白色的无水硫酸铜(干燥剂干燥剂)HC

6、l通过通过硝酸银硝酸银溶液或氢氧化钠溶液中溶液或氢氧化钠溶液中SO2通入氢氧化钠溶液中通入氢氧化钠溶液中常见气体的除去方法常见气体的除去方法 解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题：解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题： 考虑干燥与除杂时，若采用溶液除杂，则先除杂后干燥。考虑干燥与除杂时，若采用溶液除杂，则先除杂后干燥。 接口连接：吸收装置（或洗气装置）应接口连接：吸收装置（或洗气装置）应“长长”进进“短短”出。出。 尾气的处理，常采用吸收或点燃两种方法。尾气的处理，常采用吸收或点燃两种方法。 气体的净化的解题思路气体的净化的解题思路 除杂方法：除杂方法： 加热法：气体通过双通玻璃管

7、装置时，杂质加热法：气体通过双通玻璃管装置时，杂质与管中药品反应与管中药品反应而除去。而除去。 如：除如：除N2中的杂质中的杂质O2，通过红热的铜网；除，通过红热的铜网；除CO2中中CO，通过加热的，通过加热的CuO。洗气法：气体通过洗气瓶，杂质与瓶中试洗气法：气体通过洗气瓶，杂质与瓶中试剂反应被吸收。使用时应注意进、出气管位剂反应被吸收。使用时应注意进、出气管位置，应置，应“长进短出长进短出”。如：除如：除CO中的杂质中的杂质CO2，除，除H2中的杂质中的杂质HCl，均用均用NaOH溶液。除去酸性、中性气体中的水蒸溶液。除去酸性、中性气体中的水蒸气可用浓硫酸。气可用浓硫酸。 液态干燥剂液态干

8、燥剂 固态干燥剂固态干燥剂装装置置常见干燥常见干燥剂剂可干燥可干燥气体气体不可干燥不可干燥 气体气体浓浓 硫硫 酸酸无水无水CaClCaCl2 2碱碱 石石 灰灰H2, O2, SO2,CO, N2 , CH4O2, HCl, SO2, H2, CO, N2, CH4H2, O2, N2,CH4 , NH3 NH3等等NH3等等HCl, SO2, CO2,等等干燥气体的方法干燥气体的方法 大进小出大进小出U型管型管长进短出长进短出中考气体验证净化常见题型中考气体验证净化常见题型气体验证净化与气体制备、收集结合气体验证净化与气体制备、收集结合气体验证净化与生活、生产、环保联系气体验证净化与生活、

9、生产、环保联系气体验证净化应用在探究实验题中气体验证净化应用在探究实验题中气体验证净化与实验设计、评价的联系气体验证净化与实验设计、评价的联系如下图，该装置有洗气、检验及储气等多种用途。如下图，该装置有洗气、检验及储气等多种用途。（1 1）若用此装置来除去氢气中混有的少量水蒸气时，）若用此装置来除去氢气中混有的少量水蒸气时，在洗气瓶内应该盛放的试剂是在洗气瓶内应该盛放的试剂是 。 （2 2）若要验证氢气中是否混有氯化氢气体，锥形瓶）若要验证氢气中是否混有氯化氢气体，锥形瓶内应该盛放的试剂是内应该盛放的试剂是 。（3 3）若用排空气法来收集气体，当气体从）若用排空气法来收集气体，当气体从b b端

10、通入时，端通入时，能收集到的气体可以是能收集到的气体可以是 。（4 4）用排水法来收集气体，气体从）用排水法来收集气体，气体从 端通入。端通入。浓硫酸浓硫酸硝酸银溶液硝酸银溶液密度比空气小的气体密度比空气小的气体例题一例题一abb为了验证某混合气体由为了验证某混合气体由H H2 2、COCO和和HClHCl三种气体组成，请从下图三种气体组成，请从下图中选择适当的装置设计一实验，并回答问题（假设每步均完全中选择适当的装置设计一实验，并回答问题（假设每步均完全反应）：反应）：装置连接的顺序是装置连接的顺序是 。你所选择的第一装置的作用你所选择的第一装置的作用 。最后一个装置中反应化学方程式最后一个

11、装置中反应化学方程式 。A A装置实验中玻璃管内现象装置实验中玻璃管内现象 。若省略第二个装置，不能验证的气体若省略第二个装置，不能验证的气体 。例题二例题二C B A E D 验证并除去验证并除去HCl气体气体CO2+Ca(OH)2 = CaCO3+H2O 黑色粉末变为红色固体黑色粉末变为红色固体 H2 下图是市场上销售的充气包装的食品，它使用下图是市场上销售的充气包装的食品，它使用的是什么气体呢的是什么气体呢?某兴趣小组对此进行了研究。某兴趣小组对此进行了研究。经访问有关人员，了解到这样包装的目的是为了防止食品挤压经访问有关人员，了解到这样包装的目的是为了防止食品挤压变形或食品腐烂，且从经

12、济性、环保等因素考虑，工厂使用的包变形或食品腐烂，且从经济性、环保等因素考虑，工厂使用的包装气体是空气或空气的成分之一。请你以此调查结果为依据，对装气体是空气或空气的成分之一。请你以此调查结果为依据，对包装气体的成分提出一种猜想，并说明你猜想的依据。包装气体的成分提出一种猜想，并说明你猜想的依据。 猜猜 想想 一一 猜猜 想想 二二 猜猜 想想 三三我对气体的猜想是我对气体的猜想是我猜想的依据是我猜想的依据是 空气空气 二氧化碳二氧化碳(CO2) 氮气氮气 (N2) 防止挤压变形防止挤压变形 防止挤压变形防止挤压变形或食品腐烂或食品腐烂 防止挤压变形防止挤压变形或食品腐烂或食品腐烂 例题三例题

13、三请设计实验，检验上述一种猜想的正确性，填写下列实验报告。请设计实验，检验上述一种猜想的正确性，填写下列实验报告。实验方法与操作实验方法与操作可能观察到的现象及结论可能观察到的现象及结论从获得气体的难易和经济性考虑，若只是为了防止食品从获得气体的难易和经济性考虑，若只是为了防止食品挤压变形，最好使用的气体是挤压变形，最好使用的气体是 。用针筒将包装袋内的气体取用针筒将包装袋内的气体取出，将其注入澄清石灰水中出，将其注入澄清石灰水中 若澄清石灰水变浑浊，则包装若澄清石灰水变浑浊，则包装袋内的气体是二氧化碳袋内的气体是二氧化碳 若澄清石灰水不变浑浊，再若澄清石灰水不变浑浊，再将包装袋内的气体用针筒

14、抽将包装袋内的气体用针筒抽出，用排水法收集于集气瓶出，用排水法收集于集气瓶中，将燃着的木条伸入集气中，将燃着的木条伸入集气瓶内，观察燃烧情况瓶内，观察燃烧情况 若木条正常燃烧，则包装袋内若木条正常燃烧，则包装袋内的气体是空气；若木条熄灭，的气体是空气；若木条熄灭，则包装袋内的气体是氮气则包装袋内的气体是氮气 空气空气 任何科学结论都要经过实验验证，实验是重要的科学依据。为弄任何科学结论都要经过实验验证，实验是重要的科学依据。为弄清楚某废弃的防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化清楚某废弃的防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，甲、乙两个实验小组分别用下列盛有药品的仪

15、器（图中夹持仪器等碳，甲、乙两个实验小组分别用下列盛有药品的仪器（图中夹持仪器等均省略），检验防空洞内气体成分。均省略），检验防空洞内气体成分。甲组逐一检验上述某一气体，若检验其中是否含有二氧化碳，应选用甲组逐一检验上述某一气体，若检验其中是否含有二氧化碳，应选用（填序号）（填序号）。若防空洞内含有水蒸气，则。若防空洞内含有水蒸气，则B中的现象是中的现象是 ；若若A中玻璃管内物质由黑色变成红色，则防空洞内含有中玻璃管内物质由黑色变成红色，则防空洞内含有 ；乙组用上述仪器组装一套装置，通过一次实验同时检验上述气体中是否乙组用上述仪器组装一套装置，通过一次实验同时检验上述气体中是否含有水蒸气、一氧

16、化碳和二氧化碳，按气体通过的先后顺序，连接的仪器含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是（填序号，仪器可以重复使用）依次是（填序号，仪器可以重复使用） ；若已验证防空洞内气体中不存在一氧化碳，则进防空洞前需要进行若已验证防空洞内气体中不存在一氧化碳，则进防空洞前需要进行二氧化碳含量是否较高的实验，其方法是二氧化碳含量是否较高的实验，其方法是。 CO D白色固体变成蓝色白色固体变成蓝色B D C D A D E 或或 B D C A D E做灯火实验做灯火实验 例题四例题四 某一种气体可能是某一种气体可能是氮气氮气、水蒸气水蒸气、二氧化碳二氧化碳、氢气氢气 和和一氧

17、一氧化碳化碳中的一种或几种，某学生设计了如下实验来分析研究该气中的一种或几种，某学生设计了如下实验来分析研究该气体的成分。体的成分。例题五例题五 气体中气体中肯定不含二氧化碳，肯定不含二氧化碳，肯定含一氧化碳，肯定含一氧化碳，肯定肯定含水蒸气，含水蒸气，肯定含氢气，肯定含氢气，可能含氮气。请你分析：可能含氮气。请你分析： （1 1）上述不正确的结论是（填代号）上述不正确的结论是（填代号）_，你认为，你认为不正确的原因不正确的原因 。 （2 2）上述正确的结论是（填代号）上述正确的结论是（填代号） 。 （3 3）当使本实验有可能得出更多的正确结论，可将各实）当使本实验有可能得出更多的正确结论，可

18、将各实验仪器重新连接，你认为最合适的连接次序是（从左到右填写验仪器重新连接，你认为最合适的连接次序是（从左到右填写仪器代号）仪器代号） 。 该学生观察到如下化学现象：装置该学生观察到如下化学现象：装置A A中澄清的石灰水变白中澄清的石灰水变白色浑浊，装置色浑浊，装置B B中白色无水硫酸铜变蓝，装置中白色无水硫酸铜变蓝，装置C C中浓硫酸无明显中浓硫酸无明显变化，装置变化，装置D D中黑色的氧化铜变为一种亮红色物质，装置中黑色的氧化铜变为一种亮红色物质，装置E E中澄中澄清的石灰水变白色浑浊，装置清的石灰水变白色浑浊，装置F F中白色的无水硫酸铜变蓝色。中白色的无水硫酸铜变蓝色。该学生从上述实验

19、现象中得出如下结论：该学生从上述实验现象中得出如下结论： 石灰水变浑浊是因为有二氧化碳，石灰水变浑浊是因为有二氧化碳， 都是因为气体先通过石灰水会带入水份而无法确定。都是因为气体先通过石灰水会带入水份而无法确定。B A C D F E反馈练习一反馈练习一 将将CO、CO2与与H2O的混合气体依次通过如的混合气体依次通过如下装置，请说出各装置中的实验现象。并下装置，请说出各装置中的实验现象。并根据混合气体成分判断该装置的设计是否根据混合气体成分判断该装置的设计是否存在缺陷？请将其改正。存在缺陷？请将其改正。混合混合气体气体石灰水石灰水变浑浊变浑浊无明显无明显现象现象黑色粉黑色粉末变红末变红白色粉

20、白色粉末变蓝末变蓝石灰水石灰水变浑浊变浑浊蓝色蓝色火焰火焰ABCDE反馈练习二反馈练习二 某气体可能由某气体可能由H2、CO、CO2中的一种或两中的一种或两种组成，为了了解其组成情况，某同学设计种组成，为了了解其组成情况，某同学设计了如下的装置进行实验：了如下的装置进行实验： 请根据下表中对于可能出现的实验现象的请根据下表中对于可能出现的实验现象的描述，推测气体描述，推测气体X的组成情况，并写出有关的组成情况，并写出有关的化学方程式的化学方程式气体气体XabABC可能出现的实验现象可能出现的实验现象气体气体X的组成的组成有关的化学有关的化学方程式方程式A中中液体液体B中黑中黑色粉末色粉末C中中液体液体不浑不浑浊浊变成光变成光亮红色亮红色不浑不浑浊浊A或或C中液体变中液体变浑浊的方程式浑浊的方程式: 。H2还原还原CuO的的化学方程式化学方程式: 。CO还原还原CuO的的化学方程式化学方程式: 。 不浑不浑浊浊变成光变成光亮红色亮红色变浑变浑浊浊变浑变浑浊浊变成光变成光亮红色亮红色不浑不浑浊浊变浑变浑浊浊变成光变成光亮红色亮红色变浑变浑浊浊若若b口导出的气体中还含有少量口导出的气体中还含有少量CO气体，应采取什么措施？气体，应采取什么措施？H2CO（H2）CO2和和H2CO和和CO2装置如何改进可