高考化学一轮复习-第四章-非金属及其化合物-专题讲座二-气体的实验室制备、净化和收集.ppt

专题讲座二气体的实验室制备、净化和收集,第四章非金属及其化合物,知识梳理,1.,气体制备实验的基本思路,2.,重要气体的发生装置,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：,发生装置：,制备气体：,O,2,、,NH,3,、,CH,4,等。,发生装置：,制备气体：,Cl,2,、,C,2,H,4,等。,(3),固体液体,(,不加热,),气体,发生装置：,制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。,3.,气体制备装置的改进,(1),改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取,CO,2,气体。,(2),“,固体液体,气体,”,装置的创新,图,A,的改进优点是能控制反应液的温度。,图,B,的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。,4.,气体的除杂方法,(1),除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。,除杂原则：,不损失主体气体；,不引入新的杂质气体；,在密闭装置内进行；,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,固态干燥剂,固体，加热,装置,常见干燥剂,浓,H,2,SO,4,(,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,当,CO,2,中混有,O,2,杂质时，应选用上述,中的,装置除,O,2,，除杂试剂是,Cu,粉。,5.,气体的收集方法,收集方法,收集气体的类型,收集装置,可收集的气体,(,举例,),排水法,难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体,O,2,、,H,2,、,NO,、,CO,等,排空气法,向上排空气法,密度大于空气且不与空气中的成分反应,Cl,2,、,SO,2,、,NO,2,、,CO,2,向下排空气法,密度小于空气且不与空气中的成分反应,H,2,、,NH,3,6.,集气装置的创新,排液集气装置,装置,(,),从,a,管进气,b,管出水可收集难溶于水的气体，如,H,2,、,O,2,等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。,饱和食盐水,收集,Cl,2,。,饱和,NaHCO,3,溶液,收集,CO,2,。,饱和,NaHS,溶液,收集,H,2,S,。,四氯化碳,收集,HCl,或,NH,3,。,装置,(,),储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由,A,瓶排入,B,瓶，在瓶,A,中收集到气体。,7.,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：一般根据气体的相关性质，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。,(3),尾气处理装置,(,见下图,a,、,b,、,c),实验室制取,Cl,2,时，尾气的处理可采用,b,装置。,制取,CO,时，尾气处理可采用,ac,装置。,制取,H,2,时，尾气处理可采用,ac,装置。,实验,试剂甲,试剂乙,试剂丙,丙中的现象,A,稀盐酸,CaCO,3,Na,2,SiO,3,溶液,有白色沉淀生成,B,浓硫酸,Na,2,SO,3,BaCl,2,溶液,有白色沉淀生成,C,过氧化氢,MnO,2,酸性,KI-,淀粉溶液,溶液变为蓝色,D,浓盐酸,KMnO,4,Na,2,S,溶液,有淡黄色沉淀生成,解题探究,题组一气体的制备与性质探究,1.(2017,临沂市高三上学期期中考试,),用,右,图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是,答案,解析,解析,A,项，盐酸和碳酸钙反应生成,CO,2,，,CO,2,与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；,B,项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成,SO,2,，但,SO,2,与氯化钡不反应，错误；,C,项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，正确；,D,项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质,S,，产生淡黄色沉淀，正确。,2.(2018,曲阜市高三检测,),用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是,答案,解析,选项,实验目的,试剂,a,试剂,b,试剂,c,装置,A,验证非金属性：,SCSi,稀硫酸,Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,溶液,B,制备纯净的氯气,浓盐酸,MnO,2,饱和食盐水,C,检验溶液,X,中含有,盐酸,溶液,X,澄清石灰水,D,除去,Na,2,SO,3,中的,Na,2,SO,4,氯水,混合物,NaOH,溶液,解析,A,项，装置,b,中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置,c,中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即,SCSi,，正确；,B,项，,MnO,2,和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的,HCl,，从装置,c,中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；,选项,实验结论,A,浓硫酸,Na,2,SO,3,KMnO,4,溶液褪色,SO,2,有漂白性,B,浓盐酸,KMnO,4,FeBr,2,溶液变为黄色,氧化性：,Cl,2,Br,2,C,稀硫酸,碳酸钠,CaCl,2,溶液无明显变化,CO,2,不与,CaCl,2,反应,D,浓硫酸,蔗糖,溴水褪色,浓硫酸具有脱水性、吸水性,3.(2017,湖北省部分重点高中协作体高三上学期联考,),利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是,答案,解析,解析,A,项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，错误；,B,项，氯气通入溴化亚铁溶液先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，错误；,C,项，碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，正确；,D,项，溴水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，错误。,选项,中试剂,中现象,解释,A,品红溶液,溶液褪色,SO,2,具有漂白性,B,Na,2,SiO,3,溶液,产生胶体沉淀,酸性：,H,2,SO,3,H,2,SiO,3,C,Ba(NO,3,),2,溶液,生成白色沉淀,与,Ba,2,生成白色,BaSO,3,沉淀,D,酸性,KMnO,4,溶液,紫色褪去,SO,2,具有还原性,4.(2017,江西省临川区第一中学高三上学期期中考试,),用,右,图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是,答案,解析,B,项，通入,SO,2,后产生胶体沉淀，说明产生,H,2,SiO,3,，即,H,2,SO,3,酸性强于,H,2,SiO,3,，正确；,D,项，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，说明,SO,2,具有还原性，正确。,题组二高考新题型,和气体制备有关的仪器连接分析,5.(2017,全国卷,，,10),实验室用,H,2,还原,WO,3,制备金属,W,的装置如图所示,(Zn,粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气,),。下列说法正确的是,A.,中依次盛装,KMnO,4,溶,液、浓,H,2,SO,4,、焦性没食子酸,溶液,B.,管式炉加热前，用试管在,处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度,C.,结束反应时，先关闭活塞,K,，再停止加热,D.,装置,Q(,启普发生器,),也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,答案,解析,解析,A,项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在,中，错误；,B,项，先通,H,2,以排除空气，加热前应先检验,H,2,的纯度，正确；,C,项，若先停止通,H,2,，空气有可能重新将,W,氧化，应先停止加热，再关闭活塞,K,，错误；,D,项，,MnO,2,和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。,6.(2018,海南省海南中学高三月考,),用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和,U,形管的质量差，实验测得,m,(H),m,(O)1,8,。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是,A.,、,装置之间缺少干燥装置,B.,装置之后缺少干燥装置,C.,装置中玻璃管内有水冷凝,D.CuO,没有全部被还原,答案,解析,解析,用,H,2,还原,CuO,时，装置,中,CaCl,2,吸收的是生成的水，而装置,中玻璃管通,H,2,前后的质量差为反应时消耗,CuO,中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而,m,(,水,),m,(,氧,),m,(,氢,),。当,Zn,和稀硫酸反应产生的,H,2,不干燥,m,(,水,),偏大,，装置,后不加干燥装置，使,中,CaCl,2,吸收空气中的水分,m,(,水,),偏大,，,中玻璃管内有水冷凝,m,(,氧,),偏小,，都会造成测得,m,(H),m,(O)18,。,H,2,O,的组成与,CuO,是否完全反应无关，只与通,H,2,前后玻璃管的质量差和生成的水有关。,7.(2017,河北省武邑中学高三上学期期中考试,)Cl,2,O,是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取,Cl,2,O,的装置如图所示，加热装置和夹持仪器已略。,已知：,Cl,2,O,的熔点为,116,，,沸点为,3.8,；,Cl,2,的沸点为,34.6,；,HgO,2Cl,2,=HgCl,2,Cl,2,O,。下列说法正确的是,A.,装置,中盛装的试剂依次是浓,硫酸和饱和食盐水,B.,通干燥空气的目的是作氧化剂,C.,从装置,中逸出气体的主要成分是,Cl,2,O,D.,装置,与,之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸,答案,解析,解析,A,项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置,中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误；,B,项，通干燥空气的目的是将,Cl,2,O,从发生装置完全赶出至收集装置，错误；,C,项，从装置,中逸出气体的主要成分是,Cl,2,，错误；,D,项，装置,与,之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。,题组三仪器连接专练,8.,将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况,(,约,20,，,1.01,10,5,Pa),的体积。某同学拟选用如图实验装置完成实验：,答案,最简易的装置其连接顺序：,A,接,(_)(_),接,(_)(_),接,(_)(,填接口字母，可不填满,),。,E,D,G,9.,实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：,答案,上述仪器的连接顺序：,e,接,_,，,_,接,_,，,_,接,_,，,_,接,_(,按气流方向，用小写字母表示,),。,d,c,a,b,i,h,g,10.,亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置,(,夹持装置已省略,),及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。,答案,气体液化的温度：,NO,2,(21,),、,NO(,152,),(1),反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是,_,_,。,排出装置中的空气，防止干扰,NO,的检验,解析,解析,反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排出装置中的空气，防止干扰,NO,的检验，否则会影响,NO,和,NO,2,的检验。,(2),为了检验装置,A,中生成的气体产物，仪器的连接顺序,(,从左向右连接,),：,A,_,；组装好仪器后，接下来进行的操作是,_,。,答案,解析,CEDB,检查装置的气密性,解析,为了检验装置,A,中生成的气体产物，仪器的连接顺序,(,从左向右连接,),：,A,是发生装置，,C,是干燥除去水。因为,NO,2,更易液化，先分离,NO,2,，所以接,E,冷却二氧化氮，,NO,2,分离后再检验,NO,，再接,D,通氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明是,NO,，,B,是尾气处理；吸收反应后剩余的,NO,和,NO,2,的混合气体，防止污染空气。装置的连接为,A,C,E,D,B,；有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。,11.,利用如图装置，进行,NH,3,与金属氧化物,M,x,O,y,反应生成,M,、,N,2,、,H,2,O,，通过测量生成水的质量来测定,M,的相对原子质量。,a,中试剂是浓氨水。,答案,(1),仪器,a,的名称为,_,，仪器,b,中装入的试剂可以是,_,_,。,分液漏斗,NaOH,或生石灰,或碱石灰,解析,仪器,a,的名称为分液漏斗，仪器,b,中装入的试剂可以是,NaOH,或生石灰或碱石灰。,解析,(2),按气流方向正确的装置连接顺序为,_(,填字母，装置可重复使用,),。,答案,解析,该实验在,B,处产生氨，通过,D,干燥氨，在,A,处,NH,3,与,M,x,O,y,反应，生成的水在,D,处被吸收，残留氨被,C,吸收，所以按气流方向正确的装置连接顺序为,BDADC,。,解析,BDADC,