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1、常见气体的制备与收集一、几种气体制备的反应原理气体反应原理C化寺方程式）氧气2KC10s=2KCl+3O2t3.2KMl10$KjMnO4+MxiOa+0a12HR”皿如2Pd0/氨气2HH4cL+Ca(晒CaCfa+2NH/t+240氨气Zn+HaSQLAiSa+H并co2CaCHCl=CaCl2+CO21+H20NaaSO!+H3SO4CrR)=NaSO4+HiO+SO31NOaCu+4HNO3(Cu(NO3)2+2NO2t+2H2OC皿CaC2+2H2O。父。H)2+C2H21氨气MnO/4HCK浓=MnCVClif+2H2ONO3Cu十另HNQK稀尸籥u（N5力+2N。t+4坨口CA二
2、气体发生装置的类型lL1.设计原则：由根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。2装置基本类型：囹装置固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热）类型试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂； 操作铁夹应夹在距试管口 要点1/3 处；胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则在用简易装置时，如用长 颈漏斗，长颈漏斗的下口应 伸入液面以下，否则起不到 液封的作用；加入的液 体反应物（如酸）要适当； 块状固体与液体的混合 物在常温下反应制备气体 可用启普发生器制备。制C2H 2：先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品;要正确使用分液漏斗。制C2
3、H 4：装置图主要仪器酒精灯、试管启普发生器酒精灯、烧瓶、分液漏斗典型气体。2、NH3等H2、CO2、H2s等。C12会妨碍气体的导出、气体的收集方法和装置上根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。1、收集方法：一JA、排水集气法凡难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体都可用排水法收集，如图甲。B、排空气法一种是向上排空气法，凡是气体的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量的可用此法，如图乙；若气体的相对分子质量小于空气的平均相对分子质量，则用向下排空气法,如图内2、收集装置：国（1）图甲可收集。2、H2、N2、C12（饱和NaCl溶液）、NO、CO2（饱和NaHCO3溶液）
4、、CO(2)图乙可收集CI2、NO2、CO2、SQ等。(3)图内可收集H2、NH3、CH4等。(4)图丁从A进气相当于图乙，从B进气相当于图内四、气体的干燥净化装置1、气体干燥净化装置由气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见浓硫酸(酸性、无水氯化钙碱石灰除杂试剂干燥剂强氧化性)(中性)（W生）Cu、CuO、Mg等可干燥H2、C12、。2、SQ、H2、Cl2、。2、SQ、H2、。2、N2、CO、可除去H2、。2、N2、的气体N2、CO2、CO、CH4N2、CO2、CO、CH4CH4、NH3CO/、可干燥HBr、NH3、HINH
5、3Cl2、SO2、CO2、的气体NO2等(1)洗气瓶中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SQ、H2sCI2、NO2等呈酸性的气体。饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。1饱和NaHSO3溶液能除去SO2中混有的HCl、SQ等气体。饱和NaHS溶液能除去H2s中混有的HCl气体。浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥
6、具有强还原性气体，如H、HBr、HI等。酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2s等。(2)干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶等。碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰、固体NaOH等。中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCb(但CaC2不能干燥NH3,因易形成CaC2-8NH3氨合物)。(3)双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：CU和混合气体中。2反应而将。2除去。另外还常用固体的无水CuSQ装入干燥管中，
7、通过颜色变化检验水蒸气的存在(但不能用CuSQ作干燥剂，因CuSO4吸水率低)。用Na2。?固体也可将CO2、出0(气)转化为。2。2、尾气处理装置由尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。(1)图甲装置中若装NaOH可吸收Cl2、SO2、NO2、CO2等酸性气体。若装Na2SO3可吸收Cl2、SO2、NO2等。(2)图乙和图内装置中若装碱石灰可吸收CLSO2、NO2、CO2等酸性气体，同时他们还是一个双吸收装置，应用于制取易潮解的物质，如，制无水AICI3时，正好可吸收多余的Cl2,反应结束后冷却过程中又可吸收回流的空气以防止潮解。(3)尾气处理还可以用下列装置：A.甲装置吸收极易溶于水的
8、气体如HCl、NH3等。B.乙装置吸收溶解度较小的气体如C12等。C.丙装置除去可燃的有毒气体如CO等。D.无需要吸收直接排放的气体有。2、N2、H2、CO2、CxHy,其中H2和CxHy必须排放到室外。3、防倒吸完全装置国4.测量气体的体积国一利用气体的不溶于某些液体的性质（如H2难溶于水，C12难溶于饱和食盐水）可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图。混合三休 .反应*一实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，应注意：装置（A）,反应后应恢复到室温再读数，实验前集气瓶应充满水。气体体积即量筒中水的体积，装置（B）:读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。读取
9、反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积.装置（C）:测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数.装置（D）:实验中水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成气体的体积即为量筒内气体的体积。装置（E）:用于测量混合气体中被吸收（或不被吸收）的体积分数.读数时球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积.五、气体制备实验的基本过程1、气体制备实验一般分为以下六个环节制气一安全装置一除杂一干燥一反应一尾气处理2、气体制备实验操作的一般步骤：闺（1）组装（从上到下、从左到右）（2）检验气密性（3）加
10、入药品（4）排尽装置内的空气（5）验纯（6）性质实验或反应（7）拆除装置【典型例题】由1.下列实验装置图正确的是囹B宾默*乙睇京辛制就儿故D.2.下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是DA. NO 和。2和CO2B. HCI 和 NH3C. H2和 COD. SO23.实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化俊溶液经加热后反应制取氮气(1)从上图中选择制取气体的合适装置:(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有?(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因
11、是：o(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铝丝插入乙装置的锥形瓶内，能使柏丝保持红热的原因是：,锥形瓶中还可观察到的现象是：o(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、离子。(B)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆研其设计的实验过程为：(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷地竭置于上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用地竭应使用灼烧后的培竭应放在上,不能直接放在桌面上。实验所用仪器：A.蒸发皿B.石棉网C.泥三角D.表面皿EJ甘竭钳F.试管火(2)杂铜经灼烧后得到
12、的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆研。灼烧后含有少量铜的可能原因是。A.灼烧过程中部分氧化铜被还原B.灼烧不充分铜未被完全氧化C.氧化铜在加热过程中分解生成铜D.该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径R实现用粗制氧化铜制取胆帆，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、:冷却2晶、?自然干燥。（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆帆，与途径I相比，途径R有明显的两个优点是：?（5）在测定所得胆研（CuSQ-xHzO）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行次。（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是oa加热温度过高b.胆研晶体的颗粒较大c加热后放在空气中冷却d.胆研晶体部分风化分析
13、与解答：（A）（1）由题给反应物的状态，NaNO2和NH4CI都是饱和溶液，可推知N2用a装置，而H2是由锌粒（固）和稀酸（液）来制取，则可用b制取。（2）干燥气体和调节（或控制）H2和N2的流速。（3）不会，因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体除NH3以外还有大量的N2和H2存在。（4）从能使柏丝保持红热可以推知，氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有NO生成，NO被O2氧化又产生NO2,所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。（5）乙装置中氨氧化的反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2。（6）因氨氧化生成的NO与。2、也0反应生成HNO3,未氧化的氨与HNO3反应生成NH
14、4NO30因此，反应结束后，锥形瓶内的溶液中除有H+、OH-外，还应有NH；和NO、(B)(1)因地竭加热后温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用地竭时要用培竭钳，并且为防止地竭炸裂和烧坏桌面，烧后的培竭要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜其原因可能是灼热不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径R制取胆研时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径I的反应方程式Cu+2H2SO4(浓)工CuSO4+SO2T+2
15、H2O和途径n的反应方程式2CU+O2+2H2SO4匾n2CuSO4+2H2O,可以看出途径H的优点是：产生等量的胆研比途径I耗硫酸少；途径R不产生污染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行4次，分别是：称量地竭；称量加入晶体后的培竭；称量加热冷却后的培竭；称量再加热、再冷却后的培竭至两次称量的值相差不超过0.14(6)若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。答案：(A)(1)a、b(2)干燥气体控制氢气和氮气的流速(3)不会因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体(4)说明氨的氧化反应是侬一+一个放热反应有红棕色气体产生(5)4NH3+5O2=h4NO+6H2。(6)NH+NO：(B)(1)CEB(2)AB(3)蒸发过滤(4)产生等量胆研途径II消耗硫酸少途径II不会产生污染大气的气体(5)4(6)a
高考化学复习专题常见气体的制备与收集
