资源简介

微专题7　常见气体的制备、净化、收集与尾气处理
1.气体制备装置的模块组成
2.常见气体的基本发生装置
确定原则:根据反应物状态和反应条件。
(1)一般发生装置。
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 Cl2、HCl等 ①烧瓶加热时要隔陶土网; ②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)
固、液不加热型或液、液不加热型 H2、CO2、SO2、 NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下; ②使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速; ③启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体不溶于水
(2)发生装置的创新设计。
①“固+液气体”装置的创新。
②“固+固气体”装置的创新。
3.气体的净化方法
(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。
(2)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。
(3)气体干燥净化装置。
类型 装置图 常见试剂
液态干 燥剂 浓硫酸(酸性、 强氧化性)
固态干 燥剂 无水氯化钙(中性)、 碱石灰(碱性)
续　表
类型 装置图 常见试剂
固体, 加热 Cu、CuO、Mg等
(4)气体除杂的注意事项。
①需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如氯化氢气体、CO2、SO2等,水蒸气要在最后除去。
②除杂选用方法时要保证杂质完全除掉,如除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液。有时候为了保证气体除尽,还要验证一步,如验证混合气体中既有CO2又有SO2,通常用品红溶液检验SO2,然后用溴水或酸性KMnO4溶液除去SO2,再用品红溶液检验是否除尽SO2,最后用澄清石灰水检验CO2。
4.气体的收集方法
(1)常见的收集方法。
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,且不与水反应的气体 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等
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等
(2)排液集气装置的创新应用。
①装置(Ⅰ)从 　　　管进气 　　　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:
Cl2—　　　　　　。
CO2—　　　　　　　　　。
H2S—饱和NaHS溶液。
HCl或NH3—四氯化碳。
②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A瓶中收集到气体。
(3)气体的量取装置。
对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。
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)实验室中常见有毒气体的处理方法如下表:
Cl2 SO2 NO2 H2S HCl
　　　 　
NH3 CO NO
　　　 　　　
(4)尾气处理装置(见图a、b、c)。
①实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用 　　　　装置。
②制取CO时,尾气的处理可采用 　　　　装置。
③制取H2时,尾气的处理可采用 　　　　装置。
6.典型气体制备装置举例
制取 气体 装置
Cl2
SO2
NH3
7.气体制备装置的气密性检查
(1)气密性检查的基本原理。
在密闭装置中利用装置内外的压强不相等,通过观察气泡或液面变化来判断装置是否漏气。
(2)气密性检查方法。
①升温法。
其原理是使装置中的气体受热后体积膨胀,插入水中的导管口处有气泡产生,冷却至室温时,装置内气体的压强小于外界大气压,从而在导管中形成一段液柱。
简单装置可用手掌焐热;复杂装置应该用酒精灯微微加热。用此方法检验气密性时,除插入水中的导管外,其余各端点处导管和活塞均应封闭以与大气隔绝。
②注水法。
其原理是通过漏斗向一封闭的装置中注入水,使装置内气体的体积减小,压强增大,从而在装置和漏斗颈内形成一段稳定的液面差。
实验时将长颈漏斗插入气体发生装置中的液面以下,关闭各端点处导管和活塞,从漏斗中加水,观察液面稳定后是否下降。若液面下降,表示漏气;若液面不下降,表示不漏气。用此方法检验气密性时,除插入水中的长颈漏斗外,其余各端点处导管和活塞均应封闭以与大气隔绝。
8.化学实验安全防护措施
(1)防倒吸安全装置。
①倒吸现象的产生。
倒吸现象的发生是因为气体在水中的溶解度很大,当导管直接插入水中时,由于气体的迅速溶解,导管内压强减小,外界大气压大于管内压强,水便会倒吸入导管继而倒吸入其他装置中,从而导致实验失败甚至发生安全事故。
②基本防倒吸装置及其改进创新。
装置 防倒吸原理
肚容式(图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ) 由于上部有一容积较大的空间,当水进入该部分时,烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏斗口(或导管口),由于重力作用,液体又流回烧杯(或试管)中
接收式(图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ) 使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收,防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它与肚容式的主要区别是液体不再流回原容器
隔离式(图中的Ⅵ、Ⅶ) 导管末端与液体吸收剂呈隔离状态,导管内压强不会减小,能起到防倒吸作用
(2)防堵塞安全装置。
①堵塞问题的产生。
在气体实验中,由于固体或泡沫涌入导管或装置本身的问题而发生堵塞时,气体物质不能顺利排出,导致装置内气体的压强增大,从而使实验无法顺利进行甚至发生安全事故。
②常见的防堵塞安全装置有如下三种类型。
分液漏斗与烧瓶中的压强相等,以保证分液漏斗中的液体能够顺利流下 当发生堵塞时,锥形瓶内气体的压强增大,锥形瓶中的液体沿直玻璃管上升,从而避免发生安全事故 避免固体物质或泡沫涌入导管而发生堵塞
考向一　考查气体的制备、净化和收集
1.(2024·广东卷,8)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是(　　)
[A] [B]
制备Cl2 净化、干燥Cl2
[C] [D]
收集Cl2 验证Cl2的氧化性
[变式发散]
(1)如果想用A装置制备氯气,应该选用哪些化学药品
(2)不更换装置的话,还可以用什么药品代替CaCl2
(3)若用C装置收集NH3,如何改进
考向二　和气体制备有关的组合装置分析与应用
2.(2024·浙江1月选考,20节选)H2S可用于合成光电材料。某兴趣小组用CaS与MgCl2反应制备液态H2S,实验装置如图所示,反应的化学方程式为CaS+MgCl2+2H2OCaCl2+Mg(OH)2+H2S↑。
已知:①H2S的沸点是-61 ℃,有毒;
②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。
请回答:
(1)仪器X的名称是　　　　。
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→(　　)→(　　)→(　　)→F→G。
(3)下列干燥剂,可用于装置C中的是　　　　(填字母,下同)。
A.氢氧化钾 B.五氧化二磷
C.氯化钙 D.碱石灰
(4)装置G中汞的两个作用:①平衡气压;②　　　　　　　　　。
(5)下列说法正确的是　　　　。
A.该实验操作须在通风橱中进行
B.装置D的主要作用是预冷却H2S
C.加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,有利于平稳持续产生H2S
D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收
1.(2024·山东德州第一中学三模)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　)
选 项 气体 试剂 制备 装置 收集 方法
[A] NO2 Cu+浓硝酸 b f
[B] NH3 NH4Cl+ Ca(OH)2 a d
[C] CO2 石灰石+ 稀硫酸 b e
[D] CH2CH2 C2H5OH+ 浓硫酸 c f
2.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置,图1中虚线框内的装置是图2),其中能完成相应实验目的的是(　　)
选项 [A] [B] [C] [D]
a中的 物质 稀硝酸 浓硝酸 浓氨水 浓盐酸
b中的 物质 Cu Na2SO3 碱石灰 MnO2
实验 目的 收集贮 存NO 检验SO2 的氧化性 收集贮 存氨 检验Cl2 的氧化性
续　表
选项 [A] [B] [C] [D]
c中的 物质 水 品红 溶液 饱和NH4Cl 溶液 Na2S 溶液
进气 方向 N→M M→N N→M M→N
3.(2024·河北名校联盟三模)实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气,并且利用其废渣制氯气,下列图示装置和原理不能达到目的的是(　　)
[A] 制备氧气 [B] 收集氧气
[C] 制备氯气 [D] 尾气吸收
4.实验室制备下列气体的方法可行的是(　　)
选项 气体 方法
[A] 氨 加热氯化铵固体
[B] 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
[C] 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
[D] 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
5.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(锌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] ①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓硫酸、焦性没食子酸溶液
[B] 管式炉加热前,用试管在④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
6.碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症,其制备反应的化学方程式为2LaCl3+6NH4HCO3La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是(　　)
[A] 导管的连接顺序为f→a→b→d,e←c
[B] X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液
[C] 球形干燥管的作用为防倒吸
[D] Z中通入气体的方式是先通入足量CO2,后通入过量的NH3
微专题7　常见气体的制备、净化、收集与尾气处理
4.(2)①a　b　饱和食盐水　饱和NaHCO3溶液
5.(3)NaOH溶液　CuSO4溶液或NaOH溶液　水　水或浓硫酸　点燃　与O2混合后通入NaOH溶液　(4)①b　②a、c　③a、c
[典型例题]
1.A　利用浓盐酸和MnO2反应制Cl2需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的Cl2中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水CaCl2干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;Cl2的密度大于空气的,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰,Cl2将H2氧化,验证了Cl2的氧化性,D不符合题意。
[变式发散]
(1)可用KMnO4、Ca(ClO)2、KClO3与浓盐酸。
(2)五氧化二磷。
(3)从短管进,把空气从长管排出。
2.【答案】 (1)圆底烧瓶
(2)E　C　D
(3)BC
(4)液封
(5)ABC
【解析】 A作为H2S的发生装置;由于不能骤冷,所以D、E都是冷却H2S的装置;装置C用于干燥H2S;装置F用于冷却并收集H2S;G作为平衡气压和防止空气进入F中(液封)的装置。
(1)仪器X的名称是圆底烧瓶。
(2)制备气体的装置包括发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置,由于不能骤冷,要逐步冷却,所以B连E,E连C,C连D,D连F。
(3)H2S是酸性气体,不可以用碱性干燥剂,所以不可以用氢氧化钾和碱石灰,故选BC。
(4)装置G中汞的两个作用是①平衡气压;②液封。
(5)H2S有毒,该实验操作须在通风橱中进行,故A正确;气体不能骤冷,装置D的主要作用是预冷却H2S,故B正确;加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,MgCl2溶液浓度一定,有利于平稳持续产生H2S,故C正确;硝酸的氧化性虽然可以把H2S氧化为硫单质,但是H2S与稀硝酸反应产生的NO或者与浓硝酸反应产生的NO2会污染空气,该实验产生的尾气不可用硝酸吸收,故D错误。
[针对训练]
1.D　二氧化氮与水反应,不能选f收集二氧化氮,A错误;氨的密度小于空气,不能使用向上排空气法收集,B错误;实验室制CO2用的试剂为石灰石和稀盐酸,不能用稀硫酸,稀硫酸和碳酸钙生成的硫酸钙微溶,阻碍了反应进行,且CO2的密度大于空气,不能使用向下排空气法收集,C错误;乙醇在170 ℃时发生消去反应生成乙烯,可选c装置,乙烯不溶于水,可选f装置收集,D正确。
2.A　稀硝酸和Cu反应生成NO,NO不溶于水,不与水反应,可用排水法收集NO,进气方向是N→M,故A符合题意;浓硝酸具有强氧化性,与Na2SO3反应生成硫酸钠、NO2气体和水,因此无法检验SO2的氧化性,故B不符合题意;氨极易溶于水,因此氨溶于饱和NH4Cl溶液,不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨,故C不符合题意;二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应,而该实验没有加热装置,因此不能产生氯气,故D不符合题意。
3.D　氯酸钾在二氧化锰催化及加热条件下分解生成氯化钾和氧气,故A正确;氧气不易溶于水,可用排水法收集氧气,故B正确;废渣的主要成分为二氧化锰和氯化钾,二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水,可制取氯气,故C正确;氯气是有毒气体,能与NaOH溶液反应,尾气吸收应该选用NaOH溶液,故D错误。
4.D　氯化铵不稳定,加热易分解生成氨和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨,A不可行;将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化,不能用于制备二氧化氮,B不可行;硫化钠具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,硫化钠与浓硫酸发生氧化还原反应,不能得到硫化氢,C不可行;实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行。
5.B　气体从溶液中逸出易带出水蒸气,所以浓硫酸应放在③中,A错误;先通H2以排出空气,加热前应先检验H2的纯度,B正确;若先停止通H2,空气中的氧气有可能重新将W氧化,应先停止加热,再关闭活塞K,C错误;MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热,不能用启普发生器制备,D错误。
6.D　由装置可知,W中制备二氧化碳,X除去HCl,Y中制备氨,在Z中制备碳酸镧,则制备碳酸镧实验流程中导管的连接顺序为f→a→b→d,e←c,故A正确;X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液,其作用为吸收挥发的HCl,故B正确;氨极易溶于水,球形干燥管的作用为防倒吸,故C正确;Z中应先通入NH3,后通入过量的CO2,故D错误。
(
第
1
页
)(共49张PPT)
常见气体的制备、净化、收集与尾气处理
微专题7
1.气体制备装置的模块组成
2.常见气体的基本发生装置
确定原则:根据反应物状态和反应条件。
(1)一般发生装置。
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 Cl2、HCl等 ①烧瓶加热时要隔陶土网;
②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)
固、液不加热型或液、液不加热型 H2、CO2、SO2、 NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下;
②使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速;
③启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体不溶于水
(2)发生装置的创新设计。
3.气体的净化方法
(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。
(2)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。
(3)气体干燥净化装置。
类型 装置图 常见试剂
液态干 燥剂 浓硫酸(酸性、
强氧化性)
固态干 燥剂 无水氯化钙(中性)、
碱石灰(碱性)
固体, 加热 Cu、CuO、Mg等
(4)气体除杂的注意事项。
①需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如氯化氢气体、CO2、SO2等,水蒸气要在最后除去。
②除杂选用方法时要保证杂质完全除掉,如除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液。有时候为了保证气体除尽,还要验证一步,如验证混合气体中既有CO2又有SO2,通常用品红溶液检验SO2,然后用溴水或酸性KMnO4溶液除去SO2,再用品红溶液检验是否除尽SO2,最后用澄清石灰水检验CO2。
4.气体的收集方法
(1)常见的收集方法。
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,且不与水反应的气体 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等
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等
(2)排液集气装置的创新应用。
①装置(Ⅰ)从 管进气 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:
Cl2— 。
CO2— 。
H2S—饱和NaHS溶液。
HCl或NH3—四氯化碳。
a
b
饱和食盐水
饱和NaHCO3溶液
②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A瓶中收集到气体。
(3)气体的量取装置。
对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。
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)实验室中常见有毒气体的处理方法如下表:
Cl2 SO2 NO2 H2S HCl
NH3 CO NO
NaOH溶液
CuSO4溶液或NaOH溶液
水或浓硫酸
点燃
与O2混合后通入NaOH溶液
水
(4)尾气处理装置(见图a、b、c)。
①实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用 装置。
②制取CO时,尾气的处理可采用 装置。
③制取H2时,尾气的处理可采用 装置。
b
a、c
a、c
6.典型气体制备装置举例
制取 气体 装置
Cl2
SO2
NH3
7.气体制备装置的气密性检查
(1)气密性检查的基本原理。
在密闭装置中利用装置内外的压强不相等,通过观察气泡或液面变化来判断装置是否漏气。
(2)气密性检查方法。
①升温法。
其原理是使装置中的气体受热后体积膨胀,插入水中的导管口处有气泡产生,冷却至室温时,装置内气体的压强小于外界大气压,从而在导管中形成一段液柱。
简单装置可用手掌焐热;复杂装置应该用酒精灯微微加热。用此方法检验气密性时,除插入水中的导管外,其余各端点处导管和活塞均应封闭以与大气隔绝。
②注水法。
其原理是通过漏斗向一封闭的装置中注入水,使装置内气体的体积减小,压强增大,从而在装置和漏斗颈内形成一段稳定的液面差。
实验时将长颈漏斗插入气体发生装置中的液面以下,关闭各端点处导管和活塞,从漏斗中加水,观察液面稳定后是否下降。若液面下降,表示漏气;若液面不下降,表示不漏气。用此方法检验气密性时,除插入水中的长颈漏斗外,其余各端点处导管和活塞均应封闭以与大气隔绝。
8.化学实验安全防护措施
(1)防倒吸安全装置。
①倒吸现象的产生。
倒吸现象的发生是因为气体在水中的溶解度很大,当导管直接插入水中时,由于气体的迅速溶解,导管内压强减小,外界大气压大于管内压强,水便会倒吸入导管继而倒吸入其他装置中,从而导致实验失败甚至发生安全事故。
②基本防倒吸装置及其改进创新。
装置 防倒吸原理
肚容式(图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ) 由于上部有一容积较大的空间,当水进入该部分时,烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏斗口(或导管口),由于重力作用,液体又流回烧杯(或试管)中
接收式(图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ) 使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收,防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它与肚容式的主要区别是液体不再流回原容器
隔离式(图中的Ⅵ、Ⅶ) 导管末端与液体吸收剂呈隔离状态,导管内压强不会减小,能起到防倒吸作用
(2)防堵塞安全装置。
①堵塞问题的产生。
在气体实验中,由于固体或泡沫涌入导管或装置本身的问题而发生堵塞时,气体物质不能顺利排出,导致装置内气体的压强增大,从而使实验无法顺利进行甚至发生安全事故。
②常见的防堵塞安全装置有如下三种类型。
分液漏斗与烧瓶中的压强相等,以保证分液漏斗中的液体能够顺利流下 当发生堵塞时,锥形瓶内气体的压强增大,锥形瓶中的液体沿直玻璃管上升,从而避免发生安全事故 避免固体物质或泡沫涌入导管而发生堵塞
典型例题
考向一　考查气体的制备、净化和收集
1.(2024·广东卷,8)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是(　　)
[A] [B]
制备Cl2 净化、干燥Cl2
[C] [D]
收集Cl2 验证Cl2的氧化性
A
【解析】 利用浓盐酸和MnO2反应制Cl2需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的Cl2中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水CaCl2干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;Cl2的密度大于空气的,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰,Cl2将H2氧化,验证了Cl2的氧化性,D不符合题意。
[变式发散]
(1)如果想用A装置制备氯气,应该选用哪些化学药品
【提示】 可用KMnO4、Ca(ClO)2、KClO3与浓盐酸。
(2)不更换装置的话,还可以用什么药品代替CaCl2
【提示】 五氧化二磷。
(3)若用C装置收集NH3,如何改进
【提示】 从短管进,把空气从长管排出。
考向二　和气体制备有关的组合装置分析与应用
已知:①H2S的沸点是-61 ℃,有毒;
②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。
请回答:
(1)仪器X的名称是　　 　　。
圆底烧瓶
【解析】 A作为H2S的发生装置;由于不能骤冷,所以D、E都是冷却H2S的装置;装置C用于干燥H2S;装置F用于冷却并收集H2S;G作为平衡气压和防止空气进入F中(液封)的装置。
(1)仪器X的名称是圆底烧瓶。
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→(　　)→(　　)→(　　)→F→G。
E　
C
D
【解析】 (2)制备气体的装置包括发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置,由于不能骤冷,要逐步冷却,所以B连E,E连C,C连D,D连F。
(3)下列干燥剂,可用于装置C中的是　　　　(填字母,下同)。
A.氢氧化钾 B.五氧化二磷
C.氯化钙 D.碱石灰
BC
【解析】 (3)H2S是酸性气体,不可以用碱性干燥剂,所以不可以用氢氧化钾和碱石灰,故选BC。
(4)装置G中汞的两个作用:①平衡气压;②　　　　　　　　　。
液封
【解析】 (4)装置G中汞的两个作用是①平衡气压;②液封。
(5)下列说法正确的是　　　　。
A.该实验操作须在通风橱中进行
B.装置D的主要作用是预冷却H2S
C.加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,有利于平稳持续产生H2S
D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收
ABC
【解析】 (5)H2S有毒,该实验操作须在通风橱中进行,故A正确;气体不能骤冷,装置D的主要作用是预冷却H2S,故B正确;加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,MgCl2溶液浓度一定,有利于平稳持续产生H2S,故C正确;硝酸的氧化性虽然可以把H2S氧化为硫单质,但是H2S与稀硝酸反应产生的NO或者与浓硝酸反应产生的NO2会污染空气,该实验产生的尾气不可用硝酸吸收,故D错误。
针对训练
1.(2024·山东德州第一中学三模)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　)
D
【解析】 二氧化氮与水反应,不能选f收集二氧化氮,A错误;氨的密度小于空气,不能使用向上排空气法收集,B错误;实验室制CO2用的试剂为石灰石和稀盐酸,不能用稀硫酸,稀硫酸和碳酸钙生成的硫酸钙微溶,阻碍了反应进行,且CO2的密度大于空气,不能使用向下排空气法收集,C错误;乙醇在170 ℃时发生消去反应生成乙烯,可选c装置,乙烯不溶于水,可选f装置收集,D正确。
2.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置,图1中虚线框内的装置是图2),其中能完成相应实验目的的是(　　)
选项 [A] [B] [C] [D]
a中的 物质 稀硝酸 浓硝酸 浓氨水 浓盐酸
b中的 物质 Cu Na2SO3 碱石灰 MnO2
实验 目的 收集贮 存NO 检验SO2 的氧化性 收集贮 存氨 检验Cl2
的氧化性
c中的 物质 水 品红 溶液 饱和NH4Cl 溶液 Na2S
溶液
进气 方向 N→M M→N N→M M→N
A
【解析】 稀硝酸和Cu反应生成NO,NO不溶于水,不与水反应,可用排水法收集NO,进气方向是N→M,故A符合题意;浓硝酸具有强氧化性,与Na2SO3反应生成硫酸钠、NO2气体和水,因此无法检验SO2的氧化性,故B不符合题意;氨极易溶于水,因此氨溶于饱和NH4Cl溶液,不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨,故C不符合题意;二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应,而该实验没有加热装置,因此不能产生氯气,故D不符合题意。
3.(2024·河北名校联盟三模)实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气,并且利用其废渣制氯气,下列图示装置和原理不能达到目的的是(　　)
[A] 制备氧气 [B] 收集氧气
[C] 制备氯气 [D] 尾气吸收
D
【解析】 氯酸钾在二氧化锰催化及加热条件下分解生成氯化钾和氧气,故A正确;氧气不易溶于水,可用排水法收集氧气,故B正确;废渣的主要成分为二氧化锰和氯化钾,二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水,可制取氯气,故C正确;氯气是有毒气体,能与NaOH溶液反应,尾气吸收应该选用NaOH溶液,故D错误。
4.实验室制备下列气体的方法可行的是(　　)
选项 气体 方法
[A] 氨 加热氯化铵固体
[B] 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
[C] 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
[D] 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
D
【解析】 氯化铵不稳定,加热易分解生成氨和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨,A不可行;将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化,不能用于制备二氧化氮,B不可行;硫化钠具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,硫化钠与浓硫酸发生氧化还原反应,不能得到硫化氢,C不可行;实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行。
5.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(锌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] ①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓硫酸、焦性没食子酸溶液
[B] 管式炉加热前,用试管在④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
B
【解析】 气体从溶液中逸出易带出水蒸气,所以浓硫酸应放在③中,A错误;先通H2以排出空气,加热前应先检验H2的纯度,B正确;若先停止通H2,空气中的氧气有可能重新将W氧化,应先停止加热,再关闭活塞K,C错误;MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热,不能用启普发生器制备,D错误。
[A] 导管的连接顺序为f→a→b→d,e←c
[B] X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液
[C] 球形干燥管的作用为防倒吸
[D] Z中通入气体的方式是先通入足量CO2,后通入过量的NH3
D
【解析】 由装置可知,W中制备二氧化碳,X除去HCl,Y中制备氨,在Z中制备碳酸镧,则制备碳酸镧实验流程中导管的连接顺序为f→a→b→d,e←c,故A正确;X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液,其作用为吸收挥发的HCl,故B正确;氨极易溶于水,球形干燥管的作用为防倒吸,故C正确;Z中应先通入NH3,后通入过量的CO2,故D错误。

展开更多......

收起↑