考点08-气体的实验室制取(要点总结).doc

2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版2019必修第二册）
考点08 气体的实验室制取
复习要点
1.掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器装置、反应原理和收集方法）；
2.会根据反应物状态、反应条件、气体性质选择合适的发生、净化、收集和尾气处理装置。
核心梳理
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：
(1)固体＋固体气体
发生装置：

制备气体：O2、NH3等。
氨气的实验室制取装置详解：

注意：（1）实验室快速制取氨气的方法：用浓氨水和固体NaOH反应或直接加热浓氨水。
（2）氨气的验满方法：可用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试纸变蓝，则氨气已满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果产生白烟，则氨气已满)。用碱石灰(CaO和NaOH混合物)干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨气。
(2)固体＋液体或液体＋液体气体
发生装置：

制备气体：Cl2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：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
固态干燥剂
固体，加热
装置

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ
常见干燥剂
浓H2SO4(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CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。
4.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

O2、H2、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

Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应

H2、NH3

5.集气装置的创新——排液集气装置

装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
装置(Ⅱ)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。
6.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)

①制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时，尾气处理可采用ac装置。
③制取H2时，尾气处理可采用ac装置。
对于氨气等极易溶解的气体，在处理吸收时，要注意防倒吸（见下图）

深化理解
(1)实验室制取氨气的注意事项
①试剂的选择：考虑操作方便、安全，铵盐一般用氯化铵或硫酸铵，碱一般用Ca(OH)2，不用NaOH，因为后者易潮解，成本高。
②发生装置的试管口略向下倾斜。
③加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
④棉花团上蘸有稀硫酸，可防止空气对流又可防止氨气逸出污染空气。
⑤吸收尾气(NH3)时防止倒吸。
(2)实验室快速制取氨气的试剂与装置

(3)氨气的干燥装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。

典型例题
例1 （2020·山东省高一期末）如图装置可以达到实验目的的是

选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Na2SO3与浓盐酸制取并收集纯净干燥的SO2
饱和Na2SO3溶液
浓硫酸
C
用Zn和稀盐酸制取并收集纯净干燥的H2
NaOH溶液
浓硫酸
D
CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和NaHCO3溶液
浓硫酸
答案 D
解析 【分析】X之前的装置为发生装置，而集气瓶不能进行加热；X和Y装置为除杂装置，Y之后的装置为气体的收集装置，其中导管长进短出，为向上排空气法收集气体。
【详解】A.用MnO2和浓盐酸制取Cl2需要加热条件，图示装置不能完成，故A错误；
B.用Na2SO3与浓盐酸制取SO2，二氧化硫气体中会混有氯化氢气体，应用饱和的亚硫酸氢钠进行除杂，若用亚硫酸钠，二氧化硫会与亚硫酸钠发生反应，故B错误；
C.氢气的密度比空气的密度小，所以应用向下排空气法进行收集，而图示方法用的是向上排空气法，故C错误；
D.碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，可以用饱和的碳酸氢钠进行除杂，后进行干燥可得到纯净的二氧化碳，故D正确；
综上所述，答案为D。
变式强化
图中装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于 ( )

A．锌和盐酸生成氢气
B．二氧化锰和浓盐酸生成氯气
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳
D．浓氨水和烧碱制取氨气
答案 A
解析 A、锌和盐酸反应生成的氢气可以用水除去挥发出来的氯化氢气体，可以用浓硫酸干燥，可以用向下排空气法收集，因此该装置可用于锌和盐酸反应制取氢气，故A正确；
B、二氧化锰和浓盐酸生成氯气，反应需加热，氯气和水反应，氯气比空气重应用向上排气法收集，故B错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，因此该装置不能用于碳酸钙和盐酸反应制取二氧化碳，故C错误；
D、氨气极易溶于水，能和浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，因此该装置不能用于浓氨水和烧碱混合制取氨气，故D错误；
答案选A。