气体制备专题复习.doc

气体制备专题复习
一、常见气体制备原理
1．二氧化碳：碳酸钙与盐酸的反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（为什么不能用稀硫酸？）
2．氧气：①高锰酸钾受热分解：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
②氯酸钾受热分解：2KClO32KCl+3O2↑
③双氧水催化分解：2H2O22H2O+O2↑
3.氨气:（1）工业制法：合成氨工业N2+3H2 2NH3
（2）实验室制法①： 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O
②浓氨水滴入到生石灰(烧碱或碱石灰)快速产生氨气③直接加热浓氨水④直接加热NH4HCO3
4．氯气:①常温氧化浓盐酸：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②加热氧化浓盐酸：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
5. 二氧化硫:（1）工业制法 ：燃烧硫磺得到二氧化硫：S+O2SO2
（2）实验室制法：①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
②Na2SO3+ H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2 ↑
6.一氧化氮：（1）工业制法（硝酸工业的第一步反应）：4NH3+5O24NO+6H2O
（2）实验室制法：3Cu+8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7．二氧化氮（1）工业制法：（硝酸工业的第二步反应）：2NO+O2=2NO2
（2）实验室制法：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
二、常见气体制备发生装置
反应装置类型
反应装置图
适用气体
操作注意事项
固、固加热型

O2、NH3等
①试管要干燥②试管口略低于试管底③加热时先均匀加热再固定加强热
固、液加热型或液、液加热型

NH3 、 Cl2、等
①烧瓶加热时要隔石棉网②反应物均为液体时，烧杯内要加碎瓷片
固、液不加热型或液、液不加热型
有孔塑板

O2、NH3、H2、CO2、SO2、NO2、NO等
①使用长颈漏斗时，要使漏斗插入液面以下②使用分液漏斗可控制液体流速
三、常见气体的净化
（一）净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。
（二）气体的净化装置与方法（a装液体，bcde装固体）

1、酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO（CO2），可将混合气体通过盛NaOH溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。
2、还原性杂质，CO2（CO），可将混合气体通过盛灼热CuO的e
常考：①．CO2 中混有SO2——饱和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液
②．CO2 中混有HCl——饱和NaHCO3溶液 ③．SO2中混有HCl——饱和NaHSO3溶液
④．Cl2中混有HCl——饱和NaCl溶液 ⑤H2（HCl）、N2（NH3）、NO（NO2）用水吸收
（三）干燥：1、常见的干燥剂
干燥剂
可干燥气体
不可干燥气体
干燥
装置
名称或化学式
酸碱性
状态
浓H2SO4
酸性
液态
H2、N2、O2、CO2、CO、SO2、HCl、Cl2等
H2S、NH3
洗气瓶
固体NaOH、
生石灰、碱石灰
碱性
固态
H2、N2、O2、CO、NH3等
CO2、SO2、HCl
干燥管、
U形管
2、常用干燥装置如下：
①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是“长进短出”。
②除杂试剂为固体时，常选用干燥管（球形或U形），气体一般是“大进小出”。
3、装置连接顺序的确定规律：
①除杂和干燥的先后顺序：
若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体肯定混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸气，应将气体先通过NaOH溶液，再通过浓H2SO4。
若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。原因：加热时气体中最好不混有水蒸气。如除去CO2中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H2SO4，再通过灼热的CuO。
②检验多种气体的先后顺序：（一般先验水）有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO2
四、常见气体的收集方法
收集方法
排液体法
向上排空气法
向下排空气法
收集原理
收集的气体不与液体反应或难溶于液体
收集的气体密度比空气大
收集的气体密度比空气小
收集装置

适用气体
H2、O2、NO等
Cl2、HCl、CO2、NO2、SO2等
H2、NH3等
补充：NO 只能用排水收集，不能用排空气的方法收集；
NH3 通常用排空气收集，如果排液体可以排四氯化碳溶液来收集。
五、常见气体的尾气处理
1、Cl2、SO2、NO2——NaOH溶液；NH3——水或者稀硫酸
2、吸收溶解度较大的尾气（如HCl、NH3等）用防倒吸装置

六、 常见气体性质的检验
气体
鉴别鉴定方案
H2
①通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜，前者变红色，后者变蓝色。
②点燃，用干燥的烧杯罩住火焰，内壁有水珠产生；另用一个附有澄清石灰水的烧杯罩住火焰，石灰水不变浑浊。
CO
①通过灼热的氧化铜，再通过澄清石灰水，前者变红色，后者变浑浊。
②点燃，发出蓝色火焰，用干燥的烧杯罩住火焰，内壁没有水珠产生；另用一个附有澄清石灰水的烧杯罩住火焰，石灰水变浑浊。
NH3
①用湿润的红色石蕊试纸，放在试管口，变蓝色。
②用玻璃棒蘸取浓盐酸，靠近试管口，有白烟产生。
NO
无色气体，遇到空气变红棕色。
NO2
红棕色气体，通入水中，变无色。
SO2
①通过品红溶液，品红褪色；②通过高锰酸钾溶液，紫红色褪色。
Cl2
黄绿色气体，用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近试管口，变蓝色。
水蒸气
无水硫酸铜，白色粉末变为蓝色晶体

补充：检验SO2氧化性的实验：通入氢硫酸或者硫化钠的水溶液，如果产生黄色沉淀，说明有氧化性。
检验SO2还原性的实验：通入溴水或者高锰酸钾观察是否褪色
检验SO2漂白性的实验：通入品红
检验SO2酸性氧化物的实验：通入紫色石蕊试液，只变红不褪色
检验次氯酸具有漂白性的实验：将氯气通入湿润的有色布条看是否褪色
七、气密性的检验
【例1】图A

图A 图B 图C
方法：将导管伸入水中，用手或热毛巾焐热烧瓶，导管口是有气泡逸出， 过一会移开手或毛巾，导管末端形成一段水柱，说明装置不漏气。
【例2】图B
方法：关闭分液漏斗活塞，将将装置末端导气管插入水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止微热，有水柱形成，说明装置不漏气。
【例3】图C: 检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性。
方法：关闭K，向长颈漏斗中注入水至颈中形成水柱，一段时间内液柱不下降，说明气密性良好。
八、喷泉实验
（1）原理：内外形成压强差
（2）范围：烧瓶内的气体极易溶于滴管内的液体
（3）实验成功的关键：气密性好；烧瓶干燥；收集的氨气尽量满
（4）引发图一喷泉的实验操作是：打开止水夹，挤压胶头滴管
（5）引发图二喷泉的实验操作是：打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。