高三化学一轮复习讲义 29　第一篇　第二部分　第四章　第20讲　气体的制备及性质探究(能力课)

第20讲气体的制备及性质探究(能力课)1．掌握常见气体的制备原理、发生装置、净化装置、收集装置和尾气处理装置。2．根据实验目的，灵活掌握仪器的组装和连接。3．气体制备与性质探究实验装置分析与评价。常见气体的制备、净化、收集和尾气处理1．气体制备实验的基本思路2．常见气体的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△气体制备气体：O2、NH3、CH4等。(2)固体＋液体(或液体＋液体)△气体制备气体：Cl2、C2H4等。(3)固体＋液体(不加热)

气体制备气体：CO2、H2、SO2、NH3等。3．常见气体的净化(包含气体的干燥)(1)除杂(净化)试剂选择：被净化气体和除杂试剂不发生溶解、氧化、还原或其他反应。即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先除易除的杂质气体。(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体、加热装置(洗气瓶)Ⅰ(干燥管)Ⅱ(U形管)Ⅲ(硬质玻璃管)Ⅳ常见试剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等处理气体干燥Cl2、CO2、CH4等；不宜干燥NH3等碱性气体或H2S等还原性气体干燥H2、O2、Cl2、CO2等，不能干燥NH3干燥NH3、CH4、H2、O2等；不能干燥CO2、Cl2、HCl等除杂O2或转化H2、CO等酸性干燥剂(如浓硫酸、P2O5)：不能干燥NH3等碱性气体；碱性干燥剂(如碱石灰、NaOH、CaO)：不能干燥SO2、Cl2等酸性气体；中性干燥剂(如CaCl2)：不能干燥NH3。4．常见气体的收集方法(1)排水法：收集难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。(2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用排饱和食盐水法收集。(3)向上排空气法：收集气体密度比空气大且相差较大又不与空气中的成分反应的气体，如Cl2、CO2、NO2等。(4)向下排空气法：收集气体密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体，如CH4、H2、NH3等。“万能收集瓶”的使用5．尾气处理的原因、方法及装置(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施处理。(3)尾气处理装置(Cl2尾气—b，CO、H2尾气—ac)尾气吸收防倒吸装置1．(人教版必修第二册内容改编)下列有关实验室制取、收集NO2并制备Cu(NO3)2·6H2O的实验原理和装置正确的是()A．用装置甲制取NO2B．用装置乙收集NO2C．用装置丙吸收NO2D．用装置丁蒸干溶液获得Cu(NO3)2·6H2O2．下列实验装置进行相应实验，设计正确且能达到实验目的的是()A．除去Cl2中的NO2B．制取收集SO2C．制备无水MgCl2D．制取NaHCO33．ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点11℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：已知下列反应：NaClO3＋HCl

NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl

NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2

NaCl＋ClO2(均未配平)。下列说法正确的是()A．a中通入的N2可用CO2或SO2代替B．b中NaClO2可用饱和食盐水代替C．c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却D．d中吸收尾气后只生成一种溶质气体制备与性质探究综合实验1．“仪器连接顺序”正确思维流程2．接口连接三个细节(1)净化装置应“长”进“短”出，如图1。(2)量气装置应“短”进“长”出，如图2。(3)干燥管应“粗”进“细”出，如图3。3．防堵塞安全装置①制备的物质易潮解或水解时，制备装置前后必须有干燥装置。②制备的物质易被氧化时，要注意用“惰气”排空并充满装置，同时防止空气从后面进入装置。1．学习小组根据下述各装置制备NaN3。查阅资料：Ⅰ.氨基钠(NaNH2)熔点为208℃，易潮解和氧化；N2O有强氧化性，不与酸、碱反应；叠氮酸(HN3)不稳定，易分解爆炸。Ⅱ.2HNO3＋8HCl＋4SnCl2=4SnCl4＋5H2O＋N2O↑，2NaNH2＋N2O△NaN3＋NaOH＋回答下列问题：(1)按气流方向，上述装置合理的连接顺序为______________________(填仪器接口字母)。(2)实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)C处充分反应后，停止加热，需继续进行的操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________，其目的为_____________________________________________________。2．(2025·青岛模拟)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为－107℃，沸点为12.5℃，易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。实验步骤：(ⅰ)连接仪器，检验装置的气密性，盛装试剂；打开K1，通一段时间N2；(ⅱ)关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉；(ⅲ)待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。回答下列问题：(1)仪器甲的名称为___________________________________________________，试剂X为________，F处碱石灰的作用是____________________________________________________________________________________________________。(2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子，则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________；判断该反应结束的实验现象是______________________________________________________________________________________________________________。(3)反应结束后通入N2的目的是_____________________________________________________________________________________________________________；图示装置存在的缺陷是____________________________________________________________________________________________________________________。1．(2024·浙江6月卷，T4)下列说法不正确的是()A．装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物B．图②标识表示易燃类物质C．装置③可用于制取并收集氨气D．装置④可用于从碘水中萃取碘2．(2023·北京卷，T8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是()A．实验室制Cl2B．实验室收集C2H4C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性D．除去CO2中混有的少量HCl3．(2023·重庆卷，T5)下列实验装置或操作能够达到实验目的的是()A．制取NH3B．转移溶液C．保护铁件D．收集NO利用如图装置和化学试剂可以制备气体，其中合理的为________(填序号)。①Ca(OH)2＋NH4Cl

NH3②MnO2＋HCl(浓)

Cl2③KMnO4

O2④NaCl＋H2SO4(浓)

HCl⑤Cu＋H2SO4(浓)

SO2⑥NH4Cl

NH3⑦Na2O2＋CO2

O2⑧KClO3＋MnO2

O24．(2023·山东卷，T18)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为－126.5℃，易水解。实验室根据反应Si＋3HCl△SiHCl3＋H2，利用如图装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持回答下列问题：(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为________________________________________________________________________________________________________________________________________；判断制备反应结束的实验现象是____________________________________________________________________________________________________________。图示装置存在的两处缺陷是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知电负性Cl>H>Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为_____________