专题二 常见气体的实验室制备     

考纲要求：

1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理、收集方法等）

2、能够绘制和识别典型的气体制备的实验仪器装置图。

3、气体制备和其它实验知识和技能的综合应用。

学习重、难点：

掌握常见气体的实验室制法

学习方法：读书-归纳-练习

学习过程：

一、         基础知识：

    1、常见气体的制备原理：

写出下列制备么反应的化学方程式：

H₂:                                    NO₂:                              

O₂:                                    NO：                             

  或：                                 SO₂:                             

Cl₂:                                    CO₂:                             

NH₃:                                   C₂H₄:                            

  或：                                 C₂H₂:                            

  2、气体发生装置：

    （1）固、固加热：

即： 固+固   ^△   气

如制取                     等。

装置如右图：

（2）液固或液、液加热：

即：液+固  ^△   气

    液+液  ^△   气

如制取                          等。装置如下图左：

（3）液固不加热：

即：液+固      气

    如制取                          等。装置如下图右：

3、气体的收集：

（1）排水集气法：

           气                           此法可收集气体有             

                                                                    等

（2）向上排空气法：                    气

        此法可收集气体有            

                                    等

（3）向下排空气法：

                                         此法可收集气体有             

                               棉花                                   等

                      气           气

注意：

所制气体如难溶于水又不要求干燥时，应该用排水集气法；如气体溶于水则只能用排空气法收集。排气集气时，应使气体导管伸到瓶底。

3、净化与干燥装置

（1）装置基本类型：

（2）气体干燥剂的类型及选择

常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：

①酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷等。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO₂、SO₂、NO₂、HCI、H₂、Cl₂ 、O₂、CH₄等气体。

②碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH₃、H₂、O₂、CH₄等气体。

③中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。

在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCI₂来干燥NH₃（因生成 CaCl₂·8NH₃），不能用浓 H₂SO₄干燥 NH₃、H₂S、HBr、HI等。

气体净化与干燥注意事项

一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。

对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为xx、无害、无污染的物质。如尾气Cl₂、SO₂、Br₂（蒸气）等可用NaOH溶液吸收；尾气H₂S可用CuSO₄或NaOH溶液吸收；尾气CO可用点燃法，将它转化为CO₂气体。

4、气体实验装置的设计

（1）装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置

（2）安装顺序：由下向上，由左向右

（3）操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品

二、典型例题

[例1]下列反应适用于实验室制氢气的是（      ）。

①锌与稀硫酸反应②甲烷热分解③电解稀硫酸④赤热的炭与水蒸气反应

A.只有①        B.①②        C.①③         D.①②④        

[例2] 今有下列气体：H₂、Cl₂、CH₄、HCl、NH₃、NO、H₂S、SO₂，用右图装置进行实验，填写下列空白：

①当烧瓶干燥时，从A口进气可收集的气体是                   ，从B口进气可收集的气体是                                                         。

②当烧瓶中充满水时．可用来测量                                         

等气体的体积。

③当烧瓶中装入洗液，用于洗气时，气体应从           口进入烧瓶。

 [例3]下图所示的装置最适宜于干燥、收集的气体是 （  　）                       

　　A． 　　           B．HCl　　              C． 　　           D．                                                      

三、基础训练：

1．某学生只有锥形瓶、集气瓶、玻璃导管、带孔胶塞、分液漏斗等仪器，以及所需药品，他可以制取和收集的气体是(    )

  A Cl₂、CH₄    B H₂S、SO₂

  C H₂、O₂      D C₂H₂、NO

2．下列四种制气方案：①加热稀硫酸和乙醇制乙烯，②加热稀盐酸和二氧化锰制Cl₂，③用稀硫酸和大理石制备二氧化碳，④用稀硝酸和硫化亚铁制H₂S，不宜采用的是(   )

  A只有①②   B只有②③   

  C只有③④    D①②③④

3．实验室用KClO₃和MnO₂来制取O₂，要进行以下操作；①向试管加入药品；②加热试管；③检查装置的气密性；④用带有导管的橡皮塞塞紧试管；⑤将装置固定在铁架台上；⑥将导管口伸入水槽里装满水的倒立的集气瓶中。其中正确的操作顺序是(   )

  A①④③⑤②⑥    B⑤④③①②⑥

  C④③①⑤②⑥    D④③①⑤⑥②

4．下图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥和收集气体。

下列各组物质中能用这套装置进行的是(   )

A铜屑和浓硝酸  

BMnO₂和浓盐酸

C电石和水

D  CaCO₃和盐酸

5．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（   ）

A                    B                C              D

四、能力提高 

6．拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。

（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是                            。

（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）

①气体            ，理由是                                           。

②气体            ，理由是                                           。

③气体            ，理由是                                           。

④气体            ，理由是                                           。

答案

[例1] C  [例2] （1） 、 、 ； 、HCl、 、

（2） 、 、NO（3）B

[例3]D

练习答案：1 BC  2 D  3  C   4 AD    5 AC  

 6（1）NO

（2） ①C₂H₄   装置中没有温度计，无法控制反应温度

②Cl₂     反应生成的Cl₂被c中的NaOH溶液吸收了

③NH₃    反应生成的NH₃被c中的H₂O吸收了