2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及其化合物 專題講座二 氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集學(xué)案.doc

專題講座二　氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集1．氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路2．重要?dú)怏w的發(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：(1)固體＋固體氣體發(fā)生裝置：制備氣體：O2、NH3、CH4等2)固體＋液體或液體＋液體氣體發(fā)生裝置：制備氣體：Cl2、C2H4等3)固體＋液體(不加熱)―→氣體發(fā)生裝置：制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學(xué)化學(xué)中常見的氣體3．氣體制備裝置的改進(jìn)(1)改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時(shí)造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體2)“固體＋液體―→氣體”裝置的創(chuàng)新(3)“固(液)＋液氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等，便于液體順利流下4．氣體的除雜方法(1)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先除易除的雜質(zhì)氣體2)氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置ⅠⅡⅢⅣ常見干燥劑濃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等當(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。

5．氣體的收集方法收集方法收集氣體的類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、NO、CO等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)H2、NH36.集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體①飽和食鹽水——收集Cl2②飽和NaHCO3溶液——收集CO2③飽和NaHS溶液——收集H2S④四氯化碳——收集HCl或NH3裝置(Ⅱ)儲(chǔ)氣式集氣氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體7．尾氣處理的原因、方法及裝置(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無(wú)毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施3)尾氣處理裝置(見下圖a、b、c)①實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置②制取CO時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置③制取H2時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置。

題組一　氣體的制備與性質(zhì)探究1．(2017臨沂市高三上學(xué)期期中考試)用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述錯(cuò)誤的是(　　)實(shí)驗(yàn)試劑甲試劑乙試劑丙丙中的現(xiàn)象A稀鹽酸CaCO3Na2SiO3溶液有白色沉淀生成B濃硫酸Na2SO3BaCl2溶液有白色沉淀生成C過氧化氫MnO2酸性KI淀粉溶液溶液變?yōu)樗{(lán)色D濃鹽酸KMnO4Na2S溶液有淡黃色沉淀生成答案　B解析　A項(xiàng)，鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成CO2，CO2與硅酸鈉溶液反應(yīng)生成硅酸白色沉淀，正確；B項(xiàng)，濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成SO2，但SO2與氯化鋇不反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成氧氣，氧氣把碘化鉀氧化為單質(zhì)碘，碘遇淀粉顯藍(lán)色，正確；D項(xiàng)，濃鹽酸與高錳酸鉀混合生成氯氣，氯氣把硫化鈉氧化為單質(zhì)S，產(chǎn)生淡黃色沉淀，正確2．(2018曲阜市高三檢測(cè))用如圖所示裝置和相應(yīng)試劑能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑噭゛試劑b試劑c裝置A驗(yàn)證非金屬性：S>C>Si稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制備純凈的氯氣濃鹽酸MnO2飽和食鹽水C檢驗(yàn)溶液X中含有CO鹽酸溶液X澄清石灰水D除去Na2SO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液答案　A解析　A項(xiàng)，裝置b中出現(xiàn)氣體，說(shuō)明硫酸的酸性強(qiáng)于碳酸，裝置c中出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，即S>C>Si，正確；B項(xiàng)，MnO2和濃鹽酸反應(yīng)，需要加熱，此裝置中沒有加熱裝置，飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，從裝置c中出來(lái)的氯氣中混有水蒸氣，不是純凈的，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，裝置b中加入鹽酸，出現(xiàn)能使澄清石灰水變渾濁的氣體，不能說(shuō)明X中含有CO，可能含有HCO或SO或HSO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氯水具有強(qiáng)氧化性，能把SO氧化成SO，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模e(cuò)誤。

3．(2017湖北省部分重點(diǎn)高中協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考)利用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能得到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是(　　)選項(xiàng)①②③實(shí)驗(yàn)結(jié)論A濃硫酸Na2SO3KMnO4溶液褪色SO2有漂白性B濃鹽酸KMnO4FeBr2溶液變?yōu)辄S色氧化性：Cl2>Br2C稀硫酸碳酸鈉CaCl2溶液無(wú)明顯變化CO2不與CaCl2反應(yīng)D濃硫酸蔗糖溴水褪色濃硫酸具有脫水性、吸水性答案　C解析　A項(xiàng)，二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色表現(xiàn)的是二氧化硫的還原性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氯氣通入溴化亞鐵溶液先氧化亞鐵離子，使溶液變?yōu)辄S色，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，碳酸的酸性弱于鹽酸，所以二氧化碳不與氯化鈣反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，溴水褪色說(shuō)明有二氧化硫生成，證明了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，錯(cuò)誤4．(2017江西省臨川區(qū)第一中學(xué)高三上學(xué)期期中考試)用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋不合理的是(　　)選項(xiàng)①中試劑①中現(xiàn)象解釋A品紅溶液溶液褪色SO2具有漂白性BNa2SiO3溶液產(chǎn)生膠體沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3CBa(NO3)2溶液生成白色沉淀SO與Ba2＋生成白色BaSO3沉淀D酸性KMnO4溶液紫色褪去SO2具有還原性答案　C解析　Cu和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

A項(xiàng)，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，正確；B項(xiàng)，通入SO2后產(chǎn)生膠體沉淀，說(shuō)明產(chǎn)生H2SiO3，即H2SO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，正確；C項(xiàng)，SO2溶于水，溶液顯酸性，NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能把H2SO3或SO氧化成SO，因此沉淀是BaSO4，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，酸性高錳酸鉀溶液具有氧化性，紫色褪去，說(shuō)明SO2具有還原性，正確題組二　高考新題型——和氣體制備有關(guān)的儀器連接分析5．(2017全國(guó)卷Ⅰ，10)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)下列說(shuō)法正確的是(　　)A．①②③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過聲音判斷氣體純度C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱D．裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣答案　B解析　A項(xiàng)，氣體從溶液中逸出易帶出水蒸氣，所以濃硫酸應(yīng)放在③中，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，先通H2以排除空氣，加熱前應(yīng)先檢驗(yàn)H2的純度，正確；C項(xiàng)，若先停止通H2，空氣有可能重新將W氧化，應(yīng)先停止加熱，再關(guān)閉活塞K，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣需要加熱，不能用啟普發(fā)生器制備，錯(cuò)誤。

6．(2018海南省海南中學(xué)高三月考)用下圖所示裝置測(cè)定水中氫、氧元素的質(zhì)量比，其方法是分別測(cè)定通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差和U形管的質(zhì)量差，實(shí)驗(yàn)測(cè)得m(H)∶m(O)>1∶8下列對(duì)導(dǎo)致這一結(jié)果的原因分析中，一定錯(cuò)誤的是(　　)A．Ⅰ、Ⅱ裝置之間缺少干燥裝置B．Ⅲ裝置之后缺少干燥裝置C．Ⅱ裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝D．CuO沒有全部被還原答案　D解析　用H2還原CuO時(shí)，裝置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水，而裝置Ⅱ中玻璃管通H2前后的質(zhì)量差為反應(yīng)時(shí)消耗CuO中氧的質(zhì)量，即生成水中氧元素的質(zhì)量，而m(水)－m(氧)＝m(氫)當(dāng)Zn和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2不干燥[m(水)偏大]，裝置Ⅲ后不加干燥裝置，使Ⅲ中CaCl2吸收空氣中的水分[m(水)偏大]，Ⅱ中玻璃管內(nèi)有水冷凝[m(氧)偏小]，都會(huì)造成測(cè)得m(H)∶m(O)>1∶8H2O的組成與CuO是否完全反應(yīng)無(wú)關(guān)，只與通H2前后玻璃管的質(zhì)量差和生成的水有關(guān)7．(2017河北省武邑中學(xué)高三上學(xué)期期中考試)Cl2O是一種強(qiáng)氧化劑，易溶于水且會(huì)與水反應(yīng)生成次氯酸，與有機(jī)物或還原劑接觸會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸一種制取Cl2O的裝置如圖所示，加熱裝置和夾持儀器已略已知：Cl2O的熔點(diǎn)為－116 ℃，沸點(diǎn)為3.8 ℃；Cl2的沸點(diǎn)為－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。

下列說(shuō)法正確的是(　　)A．裝置②③中盛裝的試劑依次是濃硫酸和飽和食鹽水B．通干燥空氣的目的是作氧化劑C．從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD．裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸答案　D解析　A項(xiàng)，從飽和食鹽水中逸出的氣體中含有水蒸氣，所以氯氣要先通過飽和食鹽水，再通過濃硫酸，即裝置②③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，通干燥空氣的目的是將Cl2O從發(fā)生裝置完全趕出至收集裝置，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸，正確題組三　儀器連接專練8．將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體在通常狀況(約20 ℃，1.01105 Pa)的體積某同學(xué)擬選用如圖實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：最簡(jiǎn)易的裝置其連接順序：A接(______)(________)接(________)(________)接(________)(填接口字母，可不填滿)答案　E　D　G9．實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯要先制取干燥氯氣制備干燥純凈的氯氣所用儀器如下圖：上述儀器的連接順序：e接________，________接________，________接________，________接________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

答案　d　c　a　b　i　h　g10．亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛現(xiàn)用下圖所示裝置(夾持裝置已省略)及藥品，探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)及氣體產(chǎn)物成分已知：① NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O②氣體液化的溫度：NO2(21 ℃)、NO(－152 ℃)(1)反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾，先通入一段時(shí)間氮?dú)?，目的是_______________________________________________________________________________________________________2)為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序(從左向右連接)：A→________；組裝好儀器后，接下來(lái)進(jìn)行的操作是_______________________________________________答案　(1)排出裝置中的空氣，防止干擾NO的檢驗(yàn) (2)CEDB　檢查裝置的氣密性解析　(1)反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾，先通入一段時(shí)間氮?dú)?，排出裝置中的空氣，防止干擾NO的檢驗(yàn)，否則會(huì)影響NO和NO2的檢驗(yàn)2)為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序(從左向右連接)：A是發(fā)生裝置，C是干燥除去水。

因?yàn)镹O2更易液化，先分離NO2，所以接E冷卻二氧化氮，NO2分離后再檢驗(yàn)NO，再接D通氧氣，觀察到氣體從無(wú)色變成紅棕色，說(shuō)明是NO，B是尾氣處理；吸收反應(yīng)后剩余的NO和NO2的混合氣體，防止污染空氣裝置的連接為A→C→E→D→B；有氣體參與或生成的實(shí)驗(yàn)必須檢查裝置的氣密性，故組裝好儀器后，接下來(lái)進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性11．利用如圖裝置，進(jìn)行NH3與金屬氧化物MxOy反應(yīng)生成M、N2、 H2O，通過測(cè)量生成水的質(zhì)量來(lái)測(cè)定M的相對(duì)原子質(zhì)量a中試劑是濃氨水1)儀器a的名稱為________，儀器b中裝入的試劑可以是____________2)按氣流方向正確的裝置連接順序?yàn)開_______(填字母，裝置可重復(fù)使用)答案　(1)分液漏斗　NaOH或生石灰或堿石灰 (2)BDADC解析　(1)儀器a的名稱為分液漏斗，儀器b中裝入的試劑可以是NaOH或生石灰或堿石灰2)該實(shí)驗(yàn)在B處產(chǎn)生氨，通過D干燥氨，在A處NH3與MxOy反應(yīng)，生成的水在D處被吸收，殘留氨被C吸收，所以按氣流方向正確的裝置連接順序?yàn)锽DADC。