1、高中化學專題講座氣體的實驗室制備、凈化和收集1 .氣體制備實驗的基本過程(1)氣體制備實驗裝置一般包含以下幾部分發生裝置一-> 凈化裝置 i 干燥裝置 i 尾氣處理裝置(2)氣體制備的一般實驗操作步驟組裝(從下到上，從左到右)；檢驗裝置的氣密性；加入藥品；排盡裝置內的空 氣；驗純；反應；拆除裝置。2 .氣體發生裝置依據制備氣體所需的反應物狀態和反應條件，可將制備氣體的發生裝置分為三類：(1)固體+固體一氣體發生裝置：制備氣體：。2、NH3、CH4等注意事項：試管口應稍向下傾斜， 以防止產生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流，而使試管炸裂。鐵夾應夾在距試管口 1/3處。固體藥品應平鋪在試管底部。膠

2、塞上的導管伸入試管內不能過長，否則會影響氣體導出。如用排水集氣法收集氣體，當停止制氣時，應先從水槽中把導管撤出，然后再撤走酒 精燈，防止水倒吸。(2)固體+放體或披體+放體一 一> 氣體發生裝置：(a)(b)(c)制備氣體：Cl2、C2H4等注意事項：燒瓶應固定在鐵架臺上。先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。分液漏斗應蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔。對燒瓶加熱時要墊上石棉網。液體+液體氣體時要加沸石，防止暴沸，如用（b）裝置制取乙烯時需加碎瓷片。裝置中導管的作用是平衡氣壓，便于分液漏斗中的液體順利滴下。 固體+液體（不加熱）-氣體發生裝置：有孔期料板制備氣體：h2、CO

3、2、no2、so2、no 等注意事項：塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應制備氣體，可用啟普發生器制備, 當制取氣體的量不多時，也可采用簡易裝置。簡易裝置中長頸漏斗的下口應伸入液面以下，否則起不到液封作用而無法使用。加入塊狀固體藥品的大小要適宜。加入液體的量要適當。最初使用時應待容器內原有的空氣排凈后，再收集氣體。在導管口點燃氫氣或其他可燃性氣體時，必須先檢驗純度?！纠?】（1）如圖是實驗室制取某些氣體的裝置。該制氣裝置在加入反應物前，應事先進行的操作是 。若用該裝置制取 。2 ,反應物除了可選擇二氧化鎰和 （填試劑名 稱），還能選擇（填物質的化學式）和水。利用該裝置還可制取 （選填下列字母序號

4、）等氣體。a. H2 b. CO2 c. NH3 d. SO2（2）此裝置中加入漂白粉和濃鹽酸也可以制取C12。寫出該反應的離子方程式： 若使用在空氣中放置的漂白粉和濃鹽酸發生反應，則制取的C12中可能含有的雜質為解析 （1）制備氣體的裝置在加入反應物之前均應先檢查裝置的氣密性。該裝置所制氣體應滿足固體和液體不需加熱制備氣體。符合此條件的制備氧氣的反應可為H2O2在MnO2作催化劑時分解，或Na2O2與H2O反應。該裝置可制備的氣體有H2、CO2、O2、NH3等。（2）C1O一、C在酸性條件下可發生歸中反應生成C12。漂白粉在空氣中放置會部分變為CaCO3,濃鹽酸有很強的揮發性，因而制取的C1

5、2中常含有HCl、CO2和H2O。答案(1)檢查裝置氣密性雙氧水(或過氧化氫)Na2O2abcd(2) ClO + Cl + 2H +=Cl 2 + H2O HCl 、 CO2、 H 2O3 氣體的除雜方法除雜試劑選擇的依據： 主體氣體和雜質氣體性質上的差異， 如溶解性、 酸堿性、 氧化性、還原性、可燃性。除雜原則： (1)不損失主體氣體； (2)不引入新的雜質氣體； (3)在密閉裝置內進行；(4)先除易除的氣體。一般可從以下幾個方面考慮：易溶于水的雜質可用水吸收；酸性雜質可用堿性物質 吸收；堿性雜質可用酸性物質吸收；水分可用干燥劑吸收；能與雜質反應生成沉 淀或可溶性的物質，也可用作吸收劑。2

6、】為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑 (括號內為雜質氣體 )(1) 含有 HCl 雜質的氣體 CO2(HCl) ： ； SO2(HCl) ： ； C12(HC1) : 。(2) 中性氣體中含有酸性雜質氣體 O2(C12)： ； CO(CO2)： ； NO(NO 2)： 。(3) 酸性氣體中含有其他酸性雜質氣體CO 2(SO2) ： 。(4)含有 O2 雜質的氣體 CO2Q)： ； N2Q)： 。(5)HCl(Cl 2) ： 。答案 (1)飽和NaHCO3溶液 飽和NaHSO3溶液 飽和食鹽水(2) NaOH 溶液 NaOH 溶液 H2O(3)飽和NaHCO 3溶液或酸性高錳酸鉀溶液(4) 灼熱

7、Cu 灼熱Cu(5)CCl 44 氣體凈化與干燥的先后順序1 1) 若采用溶液除雜，應該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過程中會從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應制備CO2,欲制得干燥、純凈的CO2,可先將產生的氣體通過飽和 NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。(2)若采用加熱除雜，則一般是干燥在前。如N2中混有02、CO2、H2O(g),可先將混合氣體通過堿石灰，除去C02和H20(g),再將從干燥管中導出的氣體通過裝有灼熱銅網的 硬質玻璃管，除去 。2,即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網，因氣

8、體中混有水蒸氣，易使硬質玻璃管炸裂。【例3】為制備干燥、純凈的 C02,將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過裝有下列物質的兩個吸收裝置，兩個裝置中應依次裝入()飽和NaHC03溶液；無水 CaCl2固體 飽和NaHC03溶液；濃硫酸 濃硫酸；飽和 NaHC03溶液 飽和Na2CO3溶液；稀硫酸 A.B.C.D.解析 用大理石和鹽酸反應制得的C02中，含有少量HCl ,可用飽和NaHC03溶液除去；干燥C02可用濃硫酸或無水 CaCl2固體作干燥劑。注意：應先凈化，后干燥。 答案 A5 .氣體的干燥(1)選用干燥劑應根據氣體的性質和干燥劑的性質而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣

9、體發生反應。酸性干燥劑，如濃 H2SO4、P2O5、硅膠等。一般用來干燥酸性或中性氣體，而不能用 來干燥堿性氣體。思考：下列氣體中不能被濃 H2SO4干燥的是哪些？為什么？NH3、H2、CO、H2S、SO2、CI2、CO2答案 NH3因為顯堿性而不能被濃 H2SO4干燥，H2s因為有強還原性而不能被濃H2SO4干燥。堿性干燥劑，如生石灰、固體 NaOH、堿石灰等。堿性干燥劑不能干燥酸性氣體，如 堿石灰不能干燥 C» CO2、HCl等。中性干燥劑，如無水 CaCl2。無水CaCl2呈中性，對各類氣體一般均可干燥，但NH3能與其發生絡合反應而不能使用，其反應方程式為CaCl2+ 8NH

10、3=CaCl2 8NH 3°(2)氣體干燥凈化裝置液態干燥劑固態干燥劑固態干燥劑固體，加熱裝置由J -二 i1mnI常見干燥劑濃H2SO4（酸性、強氧化性）無水氯化鈣（中性）堿石灰（堿性）除雜試劑Cu、CuO、 Mg當CO2中混有。2雜質時，應選用上述IW中的W裝置除。2,除雜試劑是Cu粉或Mg粉。6 .氣體的收集收集方法收集氣體的類型收集裝置1 人 /I、4、JsL可收集的氣體（舉例）排水法難溶于水或微溶于水，又不與水反應的氣體O2、H2、C12（飽和 NaCl溶液）、NO、CO2（飽和NaHCO3 溶液）、CO排 空 氣 法向上排空氣法密度大于空氣UCl2、SO2、no2、co2

11、向卜排空氣法密度小于空氣H 2、NH 37.尾氣的吸收（1）用水吸收的是HCl、NH3（注意防倒吸）。（2）用燒堿溶液吸收的是 Cl2、SO2、NO2、H2s等。（3）用燃燒的酒精燈點燃可除去的是CO。專題集訓題組一氣體制備裝置的選擇1 .如圖是實驗室常見的氣體制取、干燥和收集裝置。若用過氧化氫和催化劑二氧化鎰制取干燥的氧氣，則合理的裝置組合為A.C.B.D.答案 C解析 用H2O2制O2的反應原理為2H 202=及=2出0+02個，由反應物的狀態和反應條件可選作為制取裝置。干燥 O2可選用和裝置，要收集干燥的 O2只能用裝置,故合理的裝置組合為或。2 .下表是實驗室制備氣體的有關內容:編R氣

12、體名稱實驗原理氣體發生裝置氧氣H2O2 02氨氣NH4C2 NH3氯氣HC1 - C12上述氣體中，從制備過程看，必須選擇合適的氧化劑才能實現的是 （填氣體的 化學式，下同）。（2）根據表中所列實驗原理，從下列裝置中選擇合適的氣體發生裝置，將其編號填入上表 中的空格內。若用上述制備 O2的裝置制備 NH3,則選擇的試劑為 答案 (1)Cl2 (2)DBA或D（3）濃氨水、生石灰（或堿石灰，NaOH固體）題組二 氣體制備中藥品的選擇與評價3 . （2013安徽理綜，8）實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示（省略夾持和凈化裝置）。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗，最合理的選項是

13、（）選項a中的物質b中的物質c中收集 的氣體d中的物質A濃氨水CaONH3H20B濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2CI2NaOH溶液答案 B解析 由題給裝置可知，本裝置可以用于固體和液體不加熱型、收集方法為向上排空氣法、防倒吸型尾氣處理方式的氣體的制取。A項，NH3的密度比空氣的小，收集用向下排空氣法，不符合；C項，銅和稀硝酸反應不能產生NO2,且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D項，用濃鹽酸與 MnO2反應制C12需要加熱，本裝置不能滿足。4 . (2011大綱全國卷，29)請回答下列實驗室中制取氣體的有關問題。(1)下圖是用KMnO 4

14、與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。稀NaOH溶泄裝置B、C、D的作用分別是:BCD(2)在實驗室欲制取適量 NO氣體。下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是 (填序號)；根據所選的裝置完成下表（不需要的可不填）:應加入的物質所起的作用ABCD簡單描述應觀察到的實驗現象 。答案（1）向上排空氣收集氯氣安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入集氣管B中吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環境（2）I 應加入的物質所起的作用A銅屑和稀硝酸制取NO氣體B水排水收集NO氣體C主要是接收B中排出的水D反應開始時，A中銅屑表面出現無色小氣泡，反應速率逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變為淺紅棕色， 隨著反應的進行又逐漸

15、變為無色；A中的液體由無色變為淺藍色；B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯 C中解析 （1）KMnO 4 與濃鹽酸發生反應：2KMnO 4+ 16HC1（濃）=2KCl + 2MnCl 2+5Cl2 T +8H2。裝置B采用向上排空氣法收集C12,裝置C起安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入B中。Cl2具有毒性，裝置 D中NaOH溶液用于吸收多余的 Cl2,防止污染環境。（2）實驗室制取 NO氣體通常用銅與稀硝酸反應：3Cu+ 8HNO3（?。?3Cu（NO3）2+ 2NO T+ 4H2。由于NO易與空氣中的 。2反應生成NO2,不宜用排空氣法收集 NO氣體，應 用排水法收集 NO,故裝置

16、n和IV錯誤。裝置I和m比較，I更簡單，A中Cu與稀硝酸反應生成NO氣體，B中盛滿水，用排水法收集 NO。題組三氣體制備裝置的連接5 .某課外活動小組用圖中的儀器和藥品組裝一套實驗裝置制取干燥的CO ,用CO還原Fe2O3濃硫酸粉末制取還原鐵粉。（制取CO的原理為H2c2O4=CO2 T + CO T + H2O）序號儀器及藥品序號儀器及藥品如果所制氣體流向為從左向右時，上述組裝的實驗裝置從左向右的連接順序(填儀器序號)是 ffff O(2)正確的操作第一步應是;最后一步應是熄滅 處的酒精燈。(3)裝置B的作用是 ;裝置E的作用是 。答案(1)A E C D B(2)連接好裝置并檢查裝置的氣密

17、性A檢3軟D中生成的CO2除去CO中的CO2解析 (1)先通過裝置A制備CO,但其中含有CO2雜質，可用裝置E中的NaOH溶液除去，然后用濃硫酸除去 CO中的水蒸氣，干燥純凈的 CO在裝置D中還原氧化鐵，最后用裝置B中的澄清石灰水檢驗 D中生成的CO2。(2)氣體制備和性質實驗中必須檢查裝置的氣密性。對于A、D兩處的酒精燈，應最后撤掉A處的酒精燈，防止還原出的Fe再被氧化，并防止出現倒吸現象。(3)裝置B中盛裝澄清石灰水，用來檢驗 D中生成的CO2氣體；裝置E中盛裝的NaOH溶液用來除去CO中的CO2。6. (2011重慶理綜，27)固態化合物A由兩種短周期元素組成，可與水發生復分解反應。甲

18、組同學用下圖裝置(夾持裝置略)對其進行探究實驗。儀器B的名稱是（2）實驗中，n中的試紙變藍，IV中黑色粉末逐漸變為紅色并有M生成，則出中的試劑為; IV中發生反應的化學方程式為 ; V中的試劑為 。（3）乙組同學進行同樣實驗，但裝置連接順序為i出一Wn v W,此時 n中現象為,原因是。（4）經上述反應，2.5 g化合物 A理論上可得 0.56 L（標準犬況）M ;則 A的化學式為答案（1）分液漏斗(2)堿石灰 3CuO + 2NH 3匕,3Cu+ N2+ 3H2。使紅色石蕊濃 H2SO4（3）紅色石蕊試紙變藍CuO與氨氣反應生成的水和未反應的氨氣生成氨水,試紙變藍(4)Mg 3N2解析 （1）儀器B是分液漏斗。（2）使紅色石蕊試紙變藍色的氣體在中學中所學過的只有NH3,因此化合物 A中一定含有N元素，由于干燥后的 NH3在加熱情況下可以與 CuO因此出中干燥管內 干燥劑為堿 石灰，IV中反應的化學方程式為3CuO +2N