氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集試劑的作用規(guī)范答題(學(xué)案)

氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集 1．氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程 (1)氣體制備實(shí)驗(yàn)裝置一般包含以下幾部分 發(fā)生裝置―→除雜、干燥裝置―→性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置―→收集裝置―→尾氣吸收裝置 (2)氣體制備的一般實(shí)驗(yàn)操作步驟 ①組裝(從下到上，從左到右) ②檢驗(yàn)裝置的氣密性 ③加入藥品 ④排盡裝置內(nèi)的空氣 ⑤驗(yàn)純 ⑥反應(yīng) ⑦拆除裝置 2．氣體發(fā)生裝置 依據(jù)制備氣體所需的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類(lèi)： (1)固體＋固體氣體 發(fā)生裝置： 制備氣體：O2、NH3、CH4等 注意事項(xiàng)：①試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止產(chǎn)生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流，而使試管破裂。 ②鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處。 ③固體藥品應(yīng)平鋪在試管底部。 ④膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)影響氣體導(dǎo)出。 ⑤如用排水集氣法收集氣體，當(dāng)停止制氣時(shí)，應(yīng)先從水槽中把導(dǎo)管撤出，然后再撤走酒精燈，防止水倒吸。 (2)固體＋液體或液體＋液體氣體 發(fā)生裝置： 　 　 制備氣體：Cl2、C2H4等 注意事項(xiàng)：①燒瓶應(yīng)固定在鐵架臺(tái)上。②先把固體藥品放入燒瓶中，再緩緩加入液體。③分液漏斗應(yīng)蓋上蓋，注意蓋上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗頸部的小孔。④對(duì)燒瓶加熱時(shí)要墊上石棉網(wǎng)。 (3)固體＋液體(不加熱)―→氣體 發(fā)生裝置： 　 制備氣體：H2、CO2、NO2、SO2、NO等 注意事項(xiàng)：①塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體，可用啟普發(fā)生器制備，當(dāng)制取氣體的量不多時(shí)，也可采用簡(jiǎn)易裝置。 ②簡(jiǎn)易裝置中長(zhǎng)頸漏斗的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到液封作用而無(wú)法使用。 ③加入塊狀固體藥品的大小要適宜。 ④加入液體的量要適當(dāng)。 ⑤最初使用時(shí)應(yīng)待容器內(nèi)原有的空氣排凈后，再收集氣體。 ⑥在導(dǎo)管口點(diǎn)燃?xì)錃饣蚱渌扇夹詺怏w時(shí)，必須先檢驗(yàn)純度。 3．氣體的除雜方法 除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性、可燃性。除雜原則：(1)不損失主體氣體，(2)不引入新的雜質(zhì)氣體，(3)在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行，(4)先除易除的氣體。一般可從以下幾個(gè)方面考慮：①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑吸收；⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀或可溶性的物質(zhì)，也可用作吸收劑。 【例1】　為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)氣體) (1)含有HCl雜質(zhì)的氣體 ①CO2(HCl)：_______________________________________________________________； ②SO2(HCl)：_______________________________________________________________ ③Cl2(HCl)：________________________________________________________________ (2)中性氣體中含有酸性雜質(zhì)氣體 ①O2(Cl2)：__________________________________________________________________； ②CO(CO2)：________________________________________________________________ ③NO(NO2)：________________________________________________________________； (3)酸性氣體中含有其他酸性雜質(zhì)氣體 CO2(SO2)：__________________________________________________________________； (4)含有O2雜質(zhì)的氣體 ①CO2(O2)：________________________________________________________________； ②N2(O2)：_________________________________________________________________。 (5)HCl(Cl2)：_______________________________________________________________。 4．氣體凈化與干燥的先后順序 (1)若采用溶液除雜，應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過(guò)程中會(huì)從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實(shí)驗(yàn)室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，欲制得干燥、純凈的CO2，可先將產(chǎn)生的氣體通過(guò)飽和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl氣體，再通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣。 (2)若采用加熱除雜，則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先將混合氣體通過(guò)堿石灰，除去CO2和H2O(g)，再將從干燥管中導(dǎo)出的氣體通過(guò)裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管，除去O2，即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過(guò)灼熱的銅網(wǎng)，因氣體中混有水蒸氣，易使硬質(zhì)玻璃管破裂。 【例2】　為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先后通過(guò)裝有下列物質(zhì)的兩個(gè)吸收裝置，兩個(gè)裝置中應(yīng)依次裝入 (　　) ①飽和NaHCO3溶液；無(wú)水CaCl2固體 ②飽和NaHCO3溶液；濃硫酸 ③濃硫酸；飽和NaHCO3溶液 ④飽和Na2CO3溶液；稀硫酸 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 5．氣體的干燥 (1)選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣體發(fā)生反應(yīng)。 ①酸性干燥劑，如濃H2SO4、P2O5、硅膠等。一般用來(lái)干燥酸性或中性氣體，而不能用來(lái)干燥堿性氣體。 思考：下列氣體中不能被濃H2SO4干燥的是哪些？為什么？ NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2 提示　NH3因?yàn)轱@堿性而不能被濃H2SO4干燥，H2S因?yàn)閺?qiáng)還原性而不能被濃H2SO4干燥。 ②堿性干燥劑，如生石灰、固體NaOH、堿石灰等。堿性干燥劑不能干燥酸性氣體，如堿石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。 ③中性干燥劑，如無(wú)水CaCl2。無(wú)水CaCl2呈中性，對(duì)各類(lèi)氣體一般均可干燥，但NH3能與其發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能使用，其反應(yīng)方程式為CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。 (2)氣體干燥凈化裝置 液態(tài)干燥劑 固態(tài)干燥劑 固態(tài)干燥劑 固體，加熱 裝置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常見(jiàn)干燥劑 濃H2SO4(酸性、強(qiáng)氧化性) 無(wú)水氯化鈣(中性) 堿石灰(堿性) 除雜試劑Cu、CuO、Mg 當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉或Mg粉。 6．氣體的收集 收集方法 收集氣體的類(lèi)型 收集裝置 可收集的氣體(舉例) 排水法 難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體 O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO 排空氣法 向上排空氣法 密度比空氣大 Cl2、SO2、NO2、CO2 向下排空氣法 密度小于空氣 H2、NH3 7. 尾氣的吸收 (1)用水吸收的是：HCl、NH3(注意防倒吸)。 (2)用燒堿溶液吸收的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。 (3)用燃燒的酒精燈可點(diǎn)燃除去的是：CO。 (4)防倒吸裝置 針對(duì)性訓(xùn)練 1．如圖裝置，將溶液A逐滴加入固體B中，下列敘述正確的是 (　　) A．若A為濃鹽酸，B為MnO2，C中盛品紅溶液，則C中溶液褪色 B．若A為醋酸，B為貝殼，C中盛過(guò)量澄清石灰水，則C中溶液變渾濁 C．若A為濃氨水，B為生石灰，C中盛AlCl3溶液，則C中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解 D．若A為濃硫酸，B為Na2SO3固體，C中盛石蕊試液，則C中溶液先變紅后褪色 2、利用下圖裝置制取干燥氣體，下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)行的是（　?。? A.用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣 B.加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣 C.用大理石與鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳 D.用大理石與稀硫酸作用制取 3、用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)（部分儀器已省略），能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? A干燥Cl2 B 吸收HCl C 石油的蒸餾 D 吸收NH3 4、 、A B C D E ⑴、電源負(fù)極產(chǎn)生的氣體是＿＿＿＿，正極產(chǎn)生的氣體是＿＿＿＿，除用排水法收集，該氣體還可以采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿收集。 ⑵、裝置C內(nèi)的液體是＿＿＿＿＿起＿＿＿＿作用。 ⑶、裝置D硬質(zhì)試管中發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為＿＿＿＿＿ ⑷、上圖中多余的裝置是＿＿＿＿＿ 5、為了確定三種可燃性氣體CH4、H2、CO（簡(jiǎn)稱(chēng)試驗(yàn)氣體），分別將它們?cè)谘鯕庵腥紵?，把燃燒生成的氣體依次通過(guò)A、B兩個(gè)洗氣瓶。 （1）裝置A中的液體是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，裝置B中的液體是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （2）若裝置A的質(zhì)量增加，裝置B的質(zhì)量不變，則試驗(yàn)氣體是＿＿_(dá)_______________________＿ （3）若裝置A、B的質(zhì)量都增加，則試驗(yàn)氣是＿＿＿＿＿。若B的質(zhì)量增加m克，則A質(zhì)量增加＿＿克 6、水蒸氣通過(guò)熾熱的煤層產(chǎn)生水煤氣，其主要成分是一氧化碳和氫氣，還含有二氧化碳和水蒸氣。用下列實(shí)驗(yàn)裝置證明水煤氣中含有一氧化碳和氫氣，（裝置中藥品任選）。 （1）裝置可分別放入的藥品B＿＿＿＿＿、C＿＿＿＿、D＿ ＿、E＿＿＿＿＿＿、F＿＿＿＿＿＿。 （2）證明水煤氣中含有氫氣，可觀(guān)察到的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）F處可觀(guān)察的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，說(shuō)明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 7、某同學(xué)用下圖所示的裝置試驗(yàn)一氧化碳的性質(zhì)。 1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃管中的現(xiàn)象 是＿＿＿＿＿＿＿，盛石灰水的試劑瓶中的現(xiàn)象 是＿＿＿＿＿＿＿＿。 2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了一氧化碳有哪些化學(xué)性質(zhì)？ 3）用28克一氧化碳與足量氧化銅反應(yīng)能否生成63.5克銅？ ＿＿＿理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 8、如圖所示，圖中B裝置中放有固體物質(zhì)可能是碳酸鈣或鋅?；騼烧叩幕旌衔?， D中放有黑色物質(zhì)（固體），可能是炭粉或氧化銅或兩者的混合物，向A中加入鹽酸，點(diǎn)燃酒精燈。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答： 1）放入試劑的作用是：C中濃硫酸＿＿＿，F(xiàn)中白色硫酸銅＿＿＿＿＿＿＿， （2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)，在G中出現(xiàn)白色渾濁，H處導(dǎo)出的氣體又不可燃，且白色硫酸銅無(wú)明顯現(xiàn)象，則D中放入的粉未是＿＿＿＿ B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 規(guī)范答題（一）試劑的作用 1、某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組為了探究在實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的過(guò)程中有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來(lái)，同時(shí)證明氯氣的某些性質(zhì)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(支撐用的鐵架臺(tái)省略)，完成下列問(wèn)題。 (1)裝置B、E的作用分別為_(kāi)________ _，_____ _。 (2)裝置C、D的作用分別為_(kāi)____________ __，________ ______________。 (3)裝置F中AgNO3溶液的作用是___________________ ； 倒置漏斗的作用是_______________ ___________。 (4)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)有缺陷，不能確保最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種，乙同學(xué)提出在某兩個(gè)裝置之間加一個(gè)裝置。你認(rèn)為該裝置加在__ _與__ __之間(填裝置各部分字母)，裝置中應(yīng)放入_____________________________，作用是___________________。 2、(2012·山東高考節(jié)選)無(wú)水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧,實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。 （1）裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是_________________________________ （2）F中試劑的作用是________________________。 (3)用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用,所裝填的試劑為_(kāi)___________。 3、(2013·廣州模擬)實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取某種較純凈的氣體。 (1)在燒瓶里放置的反應(yīng)物可能是_________。 A.稀硫酸和鋅?！　　　　? 　B.濃鹽酸和石灰石 C.濃鹽酸和二氧化錳 D.濃鹽酸和高錳酸鉀 (2)集氣瓶里收集到的氣體是_________。 A.H2　　　　B.Cl2　　　　C.CO2　　　　D.O2 (3)兩個(gè)洗氣瓶(從左到右)中盛放的試劑是__________。 A.濃硫酸;飽和食鹽水 B.氫氧化鈉溶液;濃硫酸 C.氫氧化鈉溶液;飽和食鹽水 D.飽和食鹽水;濃硫酸 (4)燒杯中應(yīng)盛放的試劑及作用是_________。 A.NaOH溶液,吸收多余的Cl2,防止污染空氣 B.NaOH溶液,吸收CO2 C.純水,充分吸收多余的HCl,防止污染空氣 D.飽和食鹽水,減少Cl2在水中的溶解 4.(2013·海門(mén)模擬)磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國(guó)目前最常見(jiàn)的熏蒸殺蟲(chóng)劑的主要成分,它們都能與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體PH3，PH3具有較強(qiáng)的還原性,能在空氣中自燃。我國(guó)糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,糧食中磷化物(以PH3計(jì))含量≤0.05 mg·kg-1。現(xiàn)用如下裝置測(cè)定糧食中殘留磷化物含量。 已知:5PH3+8KMnO4+12H2SO4 ==== 5H3PO4+8MnSO4+4K2SO4+12H2O C中盛有200 g原糧;D、E、F中各盛裝1.00 mL濃度為1.00× 10-3mol·L-1的KMnO4溶液(H2SO4酸化)。 (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用抽氣泵抽氣的目的是___________ ； (2)B中盛裝堿性焦性沒(méi)食子酸溶液的作用是____________ ； (3)如去除B裝置,則實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的PH3含量將____________ 。 第8頁(yè)（共8頁(yè)）