资源简介

(共59张PPT)
[学习目标]
1.了解常见气体的基本发生装置,了解气体制备的原理和基本流程。
2.了解常见气体的净化、性质验证、收集和有毒气体的处理方法。
3.了解常见气体制备过程中的条件控制的目的和方法。
1.气体制备实验的基本思路
2.常见气体的基本发生装置
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)
反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项
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不用加热的反应,且生成的气体不溶于水
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)
(3)气体干燥净化装置
类型 装置图 常见试剂
固态干燥剂 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)、五氧化二磷(酸性)、硅胶(酸性)
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溶液不用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。
SO2—饱和NaHSO3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。
5.尾气处理的原因及方法
(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
___________ 点燃 与O2混合后通入NaOH溶液
NaOH溶液
CuSO4溶液或NaOH溶液
水
水或浓硫酸
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
×
(1)制Cl2( ) (2)制SO2( )
(3)制CO2( ) (4)制NH3( )
×
×
×
(5)吸收NH3( ) (6)吸收Cl2( )
(7)吸收SO2( ) (8)收集NH3( )
×
√
×
×
1.(2026·高三上湖北武汉开学考试)某小组用如图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是(　　)
C
A.若制取C2H2,则甲中a可为蒸馏水,b可为电石
B.若制取NH3,则乙中可盛浓H2SO4 溶液以除去H2O
C.若制取SO2,则丙可作气体收集装置
D.若制取Cl2,则丁可盛饱和NaCl 溶液用作尾气处理装置
解析　电石和水反应可生成C2H2,由于反应过于剧烈,实验室用饱和食盐水代替水以减缓反应速率,则甲中a 为饱和食盐水,b 为电石,A错误;NH3 具有碱性,能和浓H2SO4 发生反应,浓H2SO4 不能用来干燥氨气,B错误;SO2 比空气的密度大,可用向上排空气法收集,收集时丙中“长进短出”,C正确;若制取Cl2,需用氢氧化钠溶液吸收尾气Cl2,氯气不溶于饱和食盐水,丁中不能盛放饱和NaCl 溶液,D错误。
2.(2025·云南大理一模)实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是(　　)
A.制取Cl2 　 B.除去Cl2 中的HCl
C.收集Cl2 　 D.吸收尾气中的Cl2
C
解析　实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;除去Cl2 中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
3.(2025·甘肃白银二模)如图是实验室某些气体的制取、收集装置(省略除杂净化、尾气处理装置)。用此装置和表中提供的物质能完成相关实验的是(　　)
C
选项 气体 试剂
A NH3 浓氨水+CaO固体
B NO2 浓硝酸+Fe片
C SO2 Na2SO3 固体+70% 的硫酸
D NO 稀硝酸+Cu片
解析　制取NH3 时,浓氨水与CaO固体反应为固液不加热型,发生装置适用,NH3的密度小于空气,应采用向下排空气法(短进长出),故收集装置不适用,A错误;浓硝酸与Fe片在常温下发生钝化,无法持续生成NO2,B错误;Na2SO3 固体与70%硫酸反应生成SO2,为固液不加热型,发生装置适用,SO2 密度大于空气,可用向上排空气法(长进短出)收集,装置匹配,C正确;稀硝酸与Cu反应生成NO,但NO易与空气中O2 反应生成NO2,不能用排空气法收集,收集装置错误,D错误。
典型气体制备装置举例
[归纳总结]
制取气体 装置
Cl2
制取气体 装置
SO2
NH3
1.化学反应温度的控制
2.反应进行和固液分离的控制
固体+液体―→ 气体:
3.化学反应的变量控制
在很多探究性化学实验中,杂质气体的干扰是实验中常涉及的,排除杂质气体对化学实验的影响,即为化学反应的变量控制。
如:某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计了如图装置。
此实验,装置中的水蒸气和二氧化碳与过氧化钠反应,会影响Na2O2与H2反应的探究,装置C加热前,必须用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度。
1.(2025·河南信阳二模)利用下列装置完成相应实验,能达到实验目的的是(　　)
C
2.(2026·山东烟台一模)碘化亚铜(CuI)常用作有机反应催化剂,难溶于水和酸,受热易被氧化。实验室可利用下列装置及药品制备少量碘化亚铜,下列有关叙述正确的是(　　)
A.装置B的主要作用是收
集气体
B.实验时,关闭a,点燃A处
的酒精灯,一段时间后,再开启电磁加热搅拌器
C.停止制备时,先熄灭酒精灯,再关闭电磁加热搅拌器
D.收集产品时,通入空气,排尽SO2,将装置C处溶液趁热过滤,即得产品
B
解析　装置A为加热装置,且装置B中进出的导管都一样,则装置B应做安全瓶,防倒吸作用,A错误;由于CuI受热易被氧化,关闭a先用装置A中产生的SO2将C中空气排尽,一段时间后再开始装置C的反应,B正确;停止制备时,保持SO2持续通入防止CuI被氧化,先关闭电磁加热搅拌器,再熄灭酒精灯,C错误;CuI受热易被氧化,且难溶于水,装置C处溶液应冷却后直接过滤,即得产品,D错误。
1.(2025·河北卷)如图所示装置(加热、除杂和尾气处理装置任选)不能完成相应气体的制备和检验的是(　　)
A.电石与饱和NaCl溶液
B.Na2SO3固体与70%的浓H2SO4
C.大理石与稀HCl
D.Al2S3固体与水
C
解析　电石与饱和NaCl溶液反应制备乙炔,乙炔可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色,A不符合题意;Na2SO3固体与70%的浓H2SO4反应制备SO2 ,SO2可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色,B不符合题意;大理石与稀HCl反应制备CO2,CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,C符合题意;Al2S3固体遇水发生水解反应生成Al(OH)3和H2S,H2S可与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色,D不符合题意。
2.(2025·四川卷)下列实验装置使用正确的是(　　)
A.实验室制取氨气　 B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯　 D.实验室制备溴乙烷
C
解析　氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,故A错误;实验室制取氯气,尾气处理应该选取氢氧化钠溶液,故B错误;酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,故C正确;实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,故D错误。
3.(2024·河北卷)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)(　　)
C
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2+ 浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+ 熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
解析　如题图所示的气体发生装置可以为固液(液液)加热型反应,也可以是固液(液液)不加热型;右侧为气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法;饱和Na2SO3 溶液和浓硫酸反应可以制SO2,使用固液(液液)不加热制气装置,SO2 密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;MnO2 和浓盐酸加热反应可以制Cl2,使用固液(液液)加热制气装置,Cl2 密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;固体NH4Cl 与熟石灰加热可以制NH3 需要使用固固加热型制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生和收集实验,C符合题意;石灰石(主要成分为CaCO3 )和稀盐酸反应可以制CO2,使用固液(液液)不加热型制气装置,CO2 密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意。
4.(2024·重庆卷)某小组用如图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是(　　)
D
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
解析　氧化钙和水反应放出大量热,且生成Ca(OH)2,增大c(OH-)都有利于释放出氨气,A正确;饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取Cl2,乙可盛饱和食盐水以除去HCl,B正确;氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;氨气极易溶于水,容易倒吸,题图中没有防倒吸装置,D错误。
[夯基固本练]
C
1
2
3
5
6
7
8
9
4
1.(2025·江西新余一模)16世纪,利巴菲乌斯正式记载了将食盐和浓硫酸混合加热制备氯化氢的方法。某小组在实验室做HCl 红色喷泉实验,下列原理、装置或操作错误的是(　　)
A.制备HCl 气体　 B.干燥HCl
C.收集干燥的HCl 　 D.启动红色喷泉
解析　浓硫酸难挥发,利用难挥发性酸制取易挥发性酸,能达到实验目的,且装置选择正确,A正确;HCl气体不和浓硫酸反应,可以用浓硫酸进行干燥,能达到实验目的,B正确;HCl气体密度比空气大,采用向上排空气法收集,图中收集装置进气方向错误,应该短进长出,C错误;HCl气体易溶于水,能够形成压强差,从而形成红色喷泉(甲基橙在酸性较强时变红),D正确。
1
2
3
5
6
7
8
9
4
2.(2025·广西三模)氨气是一种重要的化工原料,在工农业生产中有着极为重要的应用,某兴趣小组利用下列装置制取并收集氨气,下列装置(“→”表示气流方向)可以达到目的的是(　　)
A.制备氨气　 B.净化氨气
C.收集氨气　 D.尾气处理
D
1
2
3
5
6
7
8
9
4
解析　实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气,NH4NO3受热易爆炸,故A错误;无水氯化钙吸收NH3,生成CaCl2·8NH3,故不可用无水氯化钙干燥氨气,故B错误;氨气密度比空气小,故C装置收集氨气应短进长出,故C错误;氨气极易溶于水,用水吸收氨气,且该装置能防倒吸,故D正确,故选D。
1
2
3
5
6
7
8
9
4
3.(2025·北京房山一模)完成下述实验,装置和试剂均正确的是(　　)
A.实验室制Cl2　 B.实验室制取NH3
C.实验室收集O2　 D.干燥NH3
C
1
2
3
5
6
7
8
9
4
解析　二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2,需要加热,故不选A;实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取NH3,故不选B;氧气难溶于水,用排水法收集氧气,故选C;氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥氨气,故不选D。
1
2
3
5
6
7
8
9
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2026·济宁市高三期末)根据下列实验操作及现象所得出的结论正确的是(　　)
A.常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生大量气泡,后者无明显现象,说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B.向淀粉 KI溶液中通入Cl2,溶液变蓝后,再通入SO2,蓝色褪去,说明还原性:SO2>I->Cl-
C.室温下,分别测定浓度均为1 mol·L-1的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH,前者的pH大,说明C的非金属性小于S
D.将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液,无红色出现,说明该样品中无Fe(Ⅲ)
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
5
6
7
8
9
5.(2025·广东揭阳二模)大约4000年前,埃及人采用硫燃烧的产物来漂白布匹。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中能达到相应目的的是(　　)
4
B
A.用甲制取SO2
B.用乙验证SO2的还原性
C.用丙收集SO2
D.用丁处理实验室SO2尾气
1
2
3
5
6
7
8
9
解析　浓HNO3具有强氧化性,能将Na2SO3、SO2氧化,不能用浓HNO3与Na2SO3固体反应制取SO2,A不正确;SO2与KMnO4发生反应5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+
2MnSO4+2H2SO4,SO2为还原剂,被KMnO4溶液氧化,则用乙可验证SO2的还原性,B正确;SO2的密度比空气大,采用排空气法收集SO2时,SO2气体应长进短出,C不正确;SO2易溶于水,但难溶于饱和NaHSO3溶液,则用丁不能处理实验室SO2尾气,D不正确。
4
1
2
3
5
6
7
8
9
6.(2025·河南郑州三模)用如图装置及所给试剂能完成相应气体制备和收集的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)(　　)
4
D
选项 A B C D
试剂 CaO 、浓氨水 CaC2 、饱和食盐水 Cu 、稀HNO3 MnO2、浓盐酸
气体 NH3 C2H2 NO2 Cl2
1
2
3
5
6
7
8
9
解析　浓氨水滴入生石灰中能产生氨气,但氨气的密度比空气小,收集氨气不能使用向上排空气法,A不符合题意;CaC2 和饱和食盐水反应生成C2H2,C2H2密度与空气密度接近,应用排水法收集,B不符合题意;Cu 和稀HNO3 反应生成NO,不能生成NO2,C不符合题意;MnO2 和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,氯气的密度比空气大,收集氯气可以使用向上排空气法,D符合题意。
4
1
2
3
5
6
7
8
9
[能力技能练]
7.(2025·山东威海二模)利用下列装置可实现实验目的的是(　　)
A.制备并收集NH3 　B.制备氯气
C.定量制备氧气 　D.制备HCl
4
D
1
2
3
5
6
7
8
9
解析　碱石灰溶于水放热,促进浓氨水分解生成氨气,氨气的密度比空气小,用向下排气法收集,试管口应该放置棉花,减少对流,但是导管应该伸入到试管的底部,A错误;电解饱和食盐水,阳极应该使用惰性电极,而不是活泼的铁电极,B错误;过氧化钠粉末会透过隔板,隔板不起作用,C错误;浓盐酸滴入浓硫酸中,浓硫酸被稀释放出大量的热,促使HCl逸出,能制备HCl,D正确。
4
8.(2025·广东茂名二模)按下图连接好实验装置,三通阀接通氨气发生器与烧瓶,滴入浓氨水,待烧杯中酚酞完全变红后,再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置,可见a管液面迅速上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是(　　)
A.该喷泉颜色为红色
B.该装置的优点为能处理多余氨气,减少污染
C.浓氨水与CaO 反应有NH3 生成,产氨过程熵减
D.若烧瓶内先集满HCl 气体,则产生氨气后可见“喷烟”现象
1
2
3
5
6
7
8
9
4
C
解析　氨气溶于水反应生成一水合氨,一水合氨为弱碱,遇酚酞变红,因此该喷泉颜色为红色,A正确;该装置形成喷泉后,装置中产生的多余氨气可通过三通阀利用倒扣的漏斗所处烧杯中的水吸收,减少污染,B正确;浓氨水与CaO 反应有NH3 生成,产氨过程气体分子数增加,为熵增,C不正确;若烧瓶内先集满HCl 气体,则产生氨气后相遇能反应生成氯化铵,故可见“喷烟”现象,D正确。
1
2
3
5
6
7
8
9
4
[素养提升练]
9.(2025·江西上饶二模)实验室用下列装置测量钢材含碳量(部分夹持装置已略去)。下列判断正确的是(　　)
A.点燃酒精灯前,打开K1、K2,关闭K3,a处通入N2的目的是排出装置中的O2
B.实验过程中,打开K1、K3,关闭K2,K1起到平衡气压的作用
C.装置②中的酸性KMnO4溶液可替换为饱和NaHCO3溶液
D.实验前后需称取装置④的质量,即准确地测得钢材的含碳量
1
2
3
5
6
7
8
9
4
D
解析　①中铁、碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫,②中高锰酸钾吸收二氧化硫,③中浓硫酸干燥二氧化碳,④中碱石灰吸收二氧化碳,⑤中碱石灰防止空气中二氧化碳、水进入④,根据实验前后装置④的质量差计算碳元素的质量。为防止装置内的二氧化碳干扰实验,点燃酒精灯前,打开K1、K2,关闭K3,a处通入N2的目的是排出装置中的CO2,故A错误;若打开K1,碳与浓硫酸反应生成的二氧化碳由K1排出,所以点燃酒精灯前,需要关闭K1、K2,打开K3,故B错误;装置②中的酸性KMnO4溶液若替换为饱和NaHCO3溶液,二氧化硫和NaHCO3反应产生二氧化碳,使二氧化碳的量增大,导致所测结果偏高,故C错误;实验前后需称取装置④的质量,质量差即为二氧化碳的质量,根据碳元素守恒,即准确地测得钢材的含碳量,故D正确。
1
2
3
5
6
7
8
9
4

展开更多......

收起↑