《2016屆高考化學二輪復習學案專題11-第4單元《《氣體的實驗室制備、凈化和收集》(共18頁)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2016屆高考化學二輪復習學案專題11-第4單元《《氣體的實驗室制備、凈化和收集》(共18頁)（18頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 考點一　氣體制備的思路與裝置 1.氣體制備實驗的基本思路 2.重要氣體的發(fā)生裝置 依據制備氣體所需的反應物狀態(tài)和反應條件，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＋液體氣體或液體＋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化學中常見的所有氣體。 題組一　氣體制備方案及裝置的選擇 1.實驗室制備下列氣體時，所用方法正確的是(　　) A

2、.制氧氣時，用Na2O2或H2O2作反應物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置 B.制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體 C.制乙烯時，用排水法或向上排空氣法收集氣體 D.制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣 答案　A 解析　A項，用Na2O2和H2O反應制備O2與用H2O2和MnO2制備O2均可采用“固體＋液體―→氣體”的裝置，正確；B項，制備Cl2時，Cl2中含有HCl和H2O雜質，HCl應用飽和NaCl溶液除去，若用飽和NaHCO3溶液，HCl和Cl2都會被吸收，且會引入CO2雜質，水蒸氣可用濃H2SO4干燥，錯誤；C項，乙烯的密度與空氣的密度比較相近，不可用排空氣法收集乙

3、烯，錯誤；D項，NO2與水反應產生HNO3和NO，NO不溶于水，仍會造成環(huán)境污染，應用NaOH溶液吸收，錯誤。 2.下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是(　　) 答案　D 解析　氯化銨和氫氧化鈣反應制取氨氣，生成物中有水，如果試管口高于試管底，會發(fā)生水倒流現象而炸裂試管且集氣試管口要塞一團棉花，故A錯誤；銅和稀硝酸反應制取一氧化氮，反應不需加熱，一氧化氮的密度接近空氣的密度，和空氣中的氧氣易發(fā)生反應生成二氧化氮，所以不可用向下排空氣法收集，即進氣管短，出氣管長，一氧化氮有毒，在水中的溶解度很小，應該用排水法收集，故B錯誤；鋅粒和鹽酸反應制取氫氣，屬于固體、液體不加熱型，生成的氫氣

4、的密度小于空氣的密度，所以不可用向上排空氣法收集，故C錯誤；用過氧化氫與二氧化錳制O2，屬于固體、液體不加熱型，生成的氧氣不易溶于水，所以可采用排水集氣法收集，故D正確。 3.(1)下圖是實驗室制取某些氣體的裝置。 ①該制氣裝置在加入反應物前，應事先進行的操作是__________________________。 ②若用該裝置制取O2，反應物除了可選擇二氧化錳和__________(填試劑名稱)外，還能選擇________(填試劑化學式)和水。 ③利用該裝置還可制取____________(填字母)等氣體。 a.H2b.CO2c.NH3d.SO2 (2)此裝置中加入漂白粉和濃

5、鹽酸也可以制取Cl2。 ①寫出該反應的離子方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②若使用在空氣中放置的漂白粉和濃鹽酸發(fā)生反應，則制取的Cl2中可能含有的雜質為__________________。 答案　(1)①檢查裝置氣密性?、陔p氧水(或過氧化氫)　Na2O2?、踑bcd (2)①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O ②HCl、CO2、H2O(g) 解析　(1

6、)制備氣體的裝置在加入反應物之前均應先檢查裝置的氣密性。該裝置所制氣體應滿足固體(液體)和液體不需加熱制備氣體。符合此條件的制備氧氣的反應可為H2O2在MnO2作催化劑時分解，或Na2O2與H2O反應。該裝置可制備的氣體有H2、CO2、O2、NH3等。 (2)ClO－、Cl－在酸性條件下可發(fā)生歸中反應生成Cl2。漂白粉在空氣中放置會部分變?yōu)镃aCO3，濃鹽酸有很強的揮發(fā)性，因而制取的Cl2中常含有的雜質為HCl、CO2和H2O(g)。 題組二　氣體制備與物質實驗的綜合 4.新型材料納米級鐵粉與普通鐵粉具有不同的性質。已知：在不同溫度下，納米級鐵粉與水蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570

7、℃時生成FeO，高于570℃時生成Fe3O4。 Ⅰ.甲同學用圖1所示裝置進行納米級鐵粉與水蒸氣反應的實驗： (1)該裝置中納米級鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是 ________________________________________________________________________。 Ⅱ.乙同學用圖2所示裝置進行納米級鐵粉與水蒸氣的反應的實驗： (2)裝置C的作用是_______________________________________________________。 (3)酒精燈和酒精噴燈都是實驗室常用的加熱儀器，在該實驗中應先點燃_______

8、_。 (4)不能撤除收集氣體產物裝置B的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Fe＋H2OFeO＋H2↑ (2)提供水蒸氣 (3)酒精燈 (4)氫氣遇明火可能發(fā)生爆炸(其他合理答案也可) 解析　(1)酒精燈火焰的溫度低，故圖1，納米級鐵粉與水蒸氣生成氧化亞鐵和氫氣。(2)裝置C為裝置A中的反應提供反應物——水蒸氣。(3)先提供水蒸氣，故要先點燃酒精燈。(4)裝置B用來收集氫氣，撤除后

9、，氫氣易遇火爆炸。 考點二　氣體的凈化與收集 1.氣體的除雜方法 (1)除雜試劑選擇的依據：主體氣體和雜質氣體性質上的差異，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不引入新的雜質氣體；③在密閉裝置內進行；④先除易除的雜質氣體。 (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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常見 干燥 劑 濃H2SO4(酸性、強氧化性) 無水氯化鈣(中性) 堿石灰(堿性) 除雜試劑Cu、CuO、Mg等 當CO2中混有O2雜質時，應選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝

10、置除O2，除雜試劑是Cu粉。 2.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，又不與水反應的氣體 O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO等 排空氣法 向上排空氣法 密度大于空氣且不與空氣中成分反應 Cl2、SO2、NO2、CO2等 向下排空氣法 密度小于空氣且不與空氣中的成分反應 H2、NH3等 3.尾氣處理的原因和方法 (1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災、爆炸等災害。 (2)處理方法：一般根

11、據氣體的相關性質，使其轉換為非氣態(tài)物質或無毒物質，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點燃等措施。 4.防倒吸裝置的拓展與創(chuàng)新 對于易溶于水的氣體的吸收，經常用到防倒吸裝置。以常規(guī)裝置為發(fā)散源，可以設計出不同的實驗裝置。如下圖所示，圖中以氨氣的吸收為例，未注明的液體為水。 裝置(Ⅰ)把體積較大的部分變?yōu)楦稍锕芑蜷L頸漏斗的球形部分，可倒置或正向連接； 裝置(Ⅱ)把體積較大的部分變?yōu)閳A底燒瓶； 裝置(Ⅲ)把體積較大的部分移到一邊，變?yōu)閺V口瓶； 裝置(Ⅳ)把燒瓶中右側導管變短，這是常見的安全瓶，注意裝置(Ⅲ)、裝置(Ⅳ)中導管長度的不同； 根據裝置(Ⅲ)的原理，液體也可裝在廣口

12、瓶中，可構成裝置(Ⅴ)； 裝置(Ⅵ)導管與雙球緩沖器相連； 裝置(Ⅶ)另辟蹊徑，NH3通入四氯化碳中不能溶解，則肯定不會發(fā)生倒吸；氣泡上浮過程中與水接觸，可被水吸收。 1.為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過裝有下列物質的兩個吸收裝置，兩個裝置中應依次裝入(　　) ①飽和NaHCO3溶液；無水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.①②B.③④C.①③D.②④ 答案　A 解析　用大理石和鹽酸反應制得的CO2中，含有少量HCl，可用飽和NaHCO3溶液除去；干燥CO2可用

13、濃硫酸或無水CaCl2固體作干燥劑。注意應先凈化后干燥。 2.用下列裝置進行對應的實驗(部分儀器已省略)，能達到實驗目的的是(　　) 答案　D 解析　A項，氣體應“長進短出”；B項，HCl易溶于水會倒吸；C項，測餾分的溫度，溫度計水銀球應在支管口附近。 3.實驗室用如圖所示裝置制取某種較純凈的氣體。 (1)在燒瓶和分液漏斗里盛裝的反應物可能是________。 A.稀硫酸和鋅粒 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)新制得的氣體中含有的雜質是________(填化學式)。 (3)兩個洗氣瓶(從左到右)中盛放的試劑是________。

14、 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 答案　(1)C　(2)HCl、H2O　(3)D　(4)A 練出高分 1.下列關于氣體制備的說法不正確的是(　　) A.用碳酸鈉粉末可以制備CO2 B.用鐵片和稀H2SO4反應制取H2時，為加快產生H2的速率可改用濃H2SO4 C.加熱分解NH4H

15、CO3固體，將所得的氣體進行適當處理可獲得NH3 D.用KMnO4固體和用KClO3固體制備O2的裝置完全相同 答案　B 解析　濃H2SO4會使鐵鈍化。 2.下列選用的實驗儀器或實驗裝置符合實驗要求且安全的是(　　) 答案　B 解析　選項A中的蒸餾燒瓶必須墊石棉網才能加熱；選項C中制備的NO2不能用排水法收集；選項D中的長頸漏斗下端應插入液面以下。 3.以下氣體發(fā)生裝置中，不易控制反應產生氣體的量的是(　　) 答案　B 解析　A項可通過控制加入液體的量來控制產生氣體的量；C、D兩項中的裝置類似于啟普發(fā)生器，可通過活塞的開關調節(jié)反應器的壓強，控制反應與否，來控制產生

16、氣體的量。 4.(2013安徽理綜，8)實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗，最合理的選項是(　　) 選項 a中的物質 b中的物質 c中收集 的氣體 d中的物質 A 濃氨水 CaO NH3 H2O B 濃硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 濃鹽酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 答案　B 解析　A項，NH3的密度比空氣的小，收集應用向下排空氣法；C項，銅和稀硝酸反應不能產生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用Na

17、OH溶液；D項，用濃鹽酸與MnO2反應制Cl2需要加熱，本裝置不能滿足。 5.用下列裝置制取并收集NO2氣體，其中最合理的是(　　) 答案　C 解析　銅與濃硝酸反應的氣體產物是NO2，其密度比空氣的大，因此應利用向上排空氣法收集NO2氣體，導氣管應“長進短出”，這樣才能將裝置中的空氣排盡，且能防止倒吸，只有C項符合。 6.如圖所示的裝置常用于制取氣體并檢驗氣體的性質。下列有關說法正確的是(　　) A.關閉分液漏斗的活塞，將干燥管末端放入水中，微熱燒瓶，有氣泡從水中冒出，停止加熱后，干燥管內有一段穩(wěn)定的水柱形成，表明裝置不漏氣 B.若裝置用于制取氯氣并驗證其具有漂白性，則

18、A中所用試劑為稀鹽酸，B中所用藥品為KMnO4固體，C中為品紅溶液 C.若裝置用于制取SO2并驗證其具有漂白性，則A中所用試劑為濃硫酸，B中所用藥品為Na2SO3固體，C中為酸性KMnO4溶液 D.若實驗時B中盛放固體NaOH，A中為濃氨水，C中為稀AgNO3溶液，則實驗過程中，C試管中看不到明顯的實驗現象 答案　A 解析　A項，由于裝置的體積較大，可用酒精燈微熱燒瓶，加熱時干燥管口有氣泡冒出，冷卻后干燥管口有水柱形成，說明裝置的氣密性良好，正確；B項，制氯氣時應用濃鹽酸，錯誤；C項，SO2使酸性KMnO4溶液褪色的原因是SO2能將KMnO4還原，表現其還原性，不表現其漂白性，錯誤；D

19、項，實驗過程中C試管中有沉淀出現，若NH3過量，則可觀察到沉淀溶解，錯誤。 7.(2013海南，6)下圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接順序正確的 是(　　) A.a－b－c－d－e－e－f－g－h(huán) B.a－e－d－c－b－h(huán)－i－g C.a－d－e－c－b－h(huán)－i－g D.a－c－b－d－e－h(huán)－i－f 答案　B 解析　裝置順序為制氯氣、除雜(HCl、水蒸氣)、反應制備、尾氣處理，注意洗氣瓶中導管為“長進短出”。 8.實驗室用貝殼與稀鹽酸反應制備并收集CO2氣體，下列裝置中合理的是(　　) 答案　B 解析　A項，收集裝置應“長進短出”

20、；C項，氣體發(fā)生裝置中長頸漏斗未液封；D項，收集裝置全密封，無法排氣。 9.以下各種尾氣吸收裝置中，適用于吸收NH3，而且能防止倒吸的組合是(　　) A.①③④⑥ B.①②③④ C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥ 答案　A 10.實驗室用MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2，氣體發(fā)生和收集裝置如圖。請回答： (1)實驗裝置連接完成后，首先應進行的操作是__________________。 (2)MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2的化學方程式為_______________________________ _______________________________________

21、_________________________________。 (3)為得到干燥、純凈的Cl2，在收集Cl2之前應依次通過裝有________、________(填試劑名稱)的洗氣瓶。 答案　(1)檢查裝置的氣密性 (2)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)飽和食鹽水、濃硫酸 11.實驗室常用的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示： (1)實驗室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的試劑是____________。 (2)若用A裝置與D裝置相連制取并收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________(填序號)。 ①CO2　?、贜O　

22、　③Cl2　?、蹾2 答案　(1)濃氨水、CaO固體(或NaOH固體)　(2)③ 12.已知乙醇在濃硫酸作用下迅速加熱到170℃時分子內脫水制備乙烯，反應如下： 加熱到140℃時產生一種副產物叫乙醚。 反應裝置如圖所示，試回答下列問題： (1)檢查裝置氣密性的方法是____________________________________，A儀器的名稱是________。 (2)A中加入試劑的順序是______________________________________，A中加入碎瓷片的作用是____________________。 (3)反應中除產生副產物乙醚外，在

23、收集到的乙烯氣體中混有SO2，設計實驗除去SO2：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)將導氣管末端沒入水槽中，加熱圓底燒瓶，導氣管口有氣泡逸出，停止加熱，導氣管末端有一小段水柱上升，說明裝置氣密性良好　圓底燒瓶 (2)先加入乙醇再加入濃硫酸　防暴沸 (3)在收集裝置之前接一個盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶，除去SO2 13.N

24、2在諸多領域中用途廣泛。某化學興趣小組為探究在實驗室制備較為純凈N2的方法，進行了認真的準備。請你參與交流與討論。 [查閱資料]N2的制法有下列三種方案： 方案1：加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2。 方案2：加熱條件下，以NH3還原CuO可制得N2，同時獲得活性銅粉。 方案3：將空氣緩緩通過灼熱的銅粉獲得較純的N2。 [實驗準備]以實驗室常見儀器(藥品)等設計的部分裝置如下圖(部分夾持和加熱儀器未畫出)。 [分析交流] (1)若按方案1制得N2，應選擇的發(fā)生裝置是_________________________________。 (2)若按方案2制得干燥、純

25、凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料，整套制氣裝置按氣流從左到右的連接順序是______________(填字母)。獲得N2的反應原理是________________________________________________________________________(寫反應方程式)。 (3)若以排水法收集N2，其中會混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法，其原因是________________________________________________________________________。 你提出的收集方法是________________________

26、______________________________。 答案　(1)A (2)E→D→B→C　2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (3)N2與空氣密度大小接近，收集的氮氣中易混入氧氣等成分　用真空氣囊收集(其他合理答案也可) 解析　(1)方案1為加熱兩種液態(tài)物質，符合此條件的只有A裝置。(2)方案2為固體和氣體的反應，反應器應選擇B，但要求通入的氨氣干燥且純凈，利用濃氨水和生石灰反應制取氨氣為固液不加熱的裝置，選擇E，但同時有水蒸氣生成，因此利用堿石灰來干燥，反應完畢后產生的水蒸氣與沒有參與反應的氨氣與氮氣一同導出，利用濃硫酸既可以除去水，又可以除去氨氣。(3)排氣法收集

27、氣體主要是利用氣體密度的差別。因此利用可以直接排空內部空氣的裝置來收集氮氣。 14.“84”消毒液與硫酸溶液反應可以制取氯氣(NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O)，為探究氯氣的性質，某同學利用此原理制氯氣并設計了如下所示的實驗裝置。 請回答下列問題： (1)從①②③裝置中選擇合適的制氣裝置(A處)________(填序號)。 (2)裝置B、C中依次放的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條，實驗過程中該同學發(fā)現裝置B中的布條也褪色，其原因可能是__________________________________________， 說明該裝置存在明顯的缺陷

28、，請?zhí)岢龊侠淼母倪M方法： ________________________________________________________________________。 (3)為了驗證氯氣的氧化性，將氯氣通入Na2SO3溶液中，寫出氯氣與Na2SO3溶液反應的離子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)將氯氣通入飽和N

29、aHCO3溶液中能產生無色氣體，已知酸性：鹽酸>碳酸>次氯酸，該實驗證明氯氣與水反應的生成物中含有________。 答案　(1)② (2)產生的氯氣中含有水蒸氣，兩者反應生成次氯酸　在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶(或干燥裝置) (3)Cl2＋SO＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋ (4)HCl(或鹽酸) 解析　本題考查了氯氣的制備及性質的檢驗，意在考查學生運用科學的方法了解化學變化的規(guī)律并對化學現象提出科學合理解釋的能力。(1)根據給出的化學方程式可知反應物為液體，所以不能選用裝置①；反應需要加熱，所以只能選用裝置②。(2)氯氣中混有水蒸氣時，會生成具有漂白性的HClO；為了檢驗具有漂白性的是次氯酸，而不是氯氣，通入裝置B中的應是干燥的氯氣，因此需加干燥裝置。(3)氯氣通入亞硫酸鈉溶液中，亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉，氯氣被還原為氯離子。(4)酸性：鹽酸>碳酸>次氯酸，所以鹽酸能與碳酸氫鈉溶液反應生成CO2，而次氯酸與碳酸氫鈉溶液不反應。 專心---專注---專業(yè)