1、1第 7 讲 专题 气体的制备一、装置连接的一般顺序：气体发生装置气体净化装置气体干燥装置气体收集装置 (或参与反应收集新物质或验证新产物其他处理)尾气处理装置。二、气体的发生装置：根据要制取的气体所需的反应条件（如常温、加热、加催化剂等） 、反应物（药品）的状态等来确定。固体 + 液体 气体三、气体的净化（除杂和干燥）装置：解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题，可参考下列规律：考虑干燥与除杂顺序时，若采用溶液除杂，则先除杂后干燥。接口的连接：洗气装置应“长进短出”；球形干燥管的连接一般是“粗进细出”； 形干燥管和硬质玻璃管（盛装碳粉或氧化铜）则无特殊要求，一般按照仪器接口的字母顺序连接
2、。装置类型 液体除杂剂（不加热） 固体除杂剂（不加热） 固体除杂剂（加热）装 置示意图四、气体的收集装置：根据气体的水溶性和密度以及是否能与水或空气反应来确定。装置类型 排水（液）集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法装 置示意图适用范围 不溶于水（液）的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体典型气体 H2、O 2、CO、CH 4 Cl2、HCl、CO 2、SO 2、H2SH2、NH 3、CH 4五、尾气的处理：对于 CO、SO 2、NO 2 等污染性气体，一般常采用吸收、点燃或收集的方法进行处理。六、实验步骤及注意事项实验步骤：以 KMnO4 制 O2 为例： “查装定点收离熄”注
3、意事项：KMnO 4 制氧气：试管口略向下倾斜、放棉花、外焰加热；H 2O2 制 O2：长颈漏斗插入液面下；带小孔的隔板2排空气法收集气体要验满：放瓶口； 气体检验：放瓶内典例精析例 1使用右图装置可以进行下列实验中的（ ）A锌与稀硫酸制取、收集氢气 BKClO 3 与 MnO2 制取、收集氧气CKMnO 4 制取、收集氧气 D过氧化氢溶液与 MnO2 制取、收集氧气例 2通过一年的化学学习，我们知道了常见气体的实验室制取方法和相关性质，我能根据所学知识回答下列问题：下图是实验室制取气体时常用的装置：实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为 ，所选用的发生装置是_(填序号 )，用
4、E 装置收集氧气，判断氧气已收集满的现象是_ 。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气，为了制取并收集到干燥的氨气，我选用的装置组合是_( 填序号) 。使用氢气时，要特别注意安全。右图是检验氢气纯度的实验，据此我能得出氢气的相关性质有 、 。如图右所示，做硫在氧气中燃烧实验时，盛硫的燃烧匙应从瓶口向下缓慢插入，原因是 ，实验中观察到 火焰。瓶中装水的作用是吸收有毒的二氧化硫，如果将水换成一种溶液效果更好，体现该溶液作用的化学方程式为 。例 3氯气（Cl 2）通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的有毒气体，密度比空气大，可跟水反应，反应后溶液呈酸性。实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热的方
5、法来制取氯气。实验室制取气体的一套完整装置应包括发生装置、净化装置（包括干燥） 、收集装置、尾气处理装置。回答下列问题：（1）制取氯气的发生装置应选用下左图中的 ，写出标号的名称 ；（2）用上右图中的仪器（不一定全部用到）完成氯气的净化（包括干燥） 、收集、尾气处理，其正确的连接方法是：A 接 接 接 F 接 接 ；A B C DEF G饱和 NaCl 溶液（吸杂质 HCl ）浓硫酸NaOH 气体发生装置甲 乙 丙3（3）在放入药品之前必须检查 。例 4某学习小组用如右图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：；（2）实验操作步骤有：检查气
6、密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：记录 C 的液面位置；将 B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；待 B 中不再有气体产生并恢复至室温后，记录 C 的液面位置；由 A 向 B 滴加足量试剂；检查气密性。上述再进行的操作的顺序是 （填序号） ；记录 C 的液面位置时，除视线平视外，还应 ；（3）B 中发生反应的化学方程式为 ；（4）若实验用锌铜合金的质量为 a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为 V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 ；A反应前加入稀酸的体积 B反应前加入稀酸的质量分数 C实验前反应装置中空气的体积 D实验条件下氢气的密度（5）若实
7、验用锌铜合金的质量为 a g，与酸充分反应后，B 中剩余固体的质量为 b g，则锌的质量分数为 ；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 （填“偏大”“偏小”或“不受影响”） 。巩固练习1下图是实验室常用的装置。请据图回答：（1）写出仪器的名称 。收集某气体只能用 E 装置，由此推测该气体具有的性质是；（2）用高锰酸钾制氧气的装置组合是 （填序号） ，反应的化学方程式为 ；（3）实验室制得的 CO2 气体常含有 HCl 和水蒸气。为了制得纯净、干燥的 CO2 气体，除杂装置的导管按气流方向连接顺序是 （填序号） 。Aabcd Bba cd Ccdab Ddcba 2下
8、面是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答：（1）仪器 a 的名称是_。（2）用 B 装置制取气体并能随时停止反应，上部与下部对接应选_（填“b”、 “c”） 。（3）从装置 AD 中选择：加热 KMnO4 制取 O2 并用排水法收集，应选用图中的_（填字母） ；实验室制取并收集 CO2 应选用图中的_（填字母） 。（4）用装置 E 排空气收集 H2，气体应从导管的_（填“d” 、 “e”）端进入；若制取 O2 用 F 装置排4水收集，请将图 F 补画完整。（5）右下图为制取 H2 并还原 Fe3O4 的微型实验装置，针筒与青霉素瓶组合部分相当于上图装置_（填字母） ；检查此装置气密性的具体
9、操作是 ，若现象为 ，则气密性良好。3在实验室用下图所示装置进行 CO 和 CO2 的分离和干燥。现只有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液，按要求填写下列空白。操作过程：应先关闭 b，再打开 a，乙中排出 气体。若获得另一种气体，丙中盛放的溶液为 ，操作为 ，此刻甲中反应的化学方程式： 。4实验室常用 MnO2 与浓盐酸反应制备 Cl2，其反应方程式为：MnO2 + 4 HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2 H 2O反应装置如右图所示（夹持装置已略去）。（1）检查装置气密性之后的操作依次是 （填序号）。A向烧瓶中加入 MnO2 粉末 B加热 C向烧瓶中加入浓盐酸（2）制备反应会因盐酸浓度下降而
10、停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：甲同学的方案为：与足量 AgNO3 溶液反应，称量生成沉淀的质量。此方案_（填“ 可行 ”或“不可行 ”） ，原因是 。 乙同学的方案为：与足量 Zn 反应，测量生成的气体体积。实验装置如右图所示（夹持装置已略去） 。使 Y 形管中的残余溶液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。反应完毕，每间隔 1 分钟读取气体体积。气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐渐减小的原因是（仪器和实验操作的影响因素除外） 。5实验室获取氮气有很多种途径，常见的 3 种方法是：方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜；方法二：将空气通过
11、灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；方法三：将亚硝酸钠（NaNO 2）和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气。进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）：5（1）方法一：制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最好选用 （选填装置编号） 。请写出生石灰在此反应中的两个作用： ，。（2）方法二：为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置 （选填装置编号）中加入 以除去其它杂质气体。（3）方法三：制氮气的化学方程式为： 。（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。
12、在制取氮气的 3 种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价： 。（5）1892 年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大 5左右。若上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因： 。6化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究。查得资料：该牙膏摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝组成；其他成分遇到盐酸时无气体生成。进行实验：利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定 B 中生成的 BaCO3 沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。依据
13、实验过程回答下列问题: （1）准确称取 8.00 g 样品三份，进行测定，测得 BaCO3 平均质量为 3 . 94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为 。（2）若计算值比实际值偏小，分析其原因；若计算值比实际值偏大，分析其原因；改进措施是 。7亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取 N2。N 2 的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与 H2 部分化合生成 NH3。下图为制取少量 NH3 的装置（制取 H2 的装置已略去）：6（1）C 装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为 _。（2）反应时 N2 和 H2 的最佳质量比是_。如果按此比例进行反应，反应时， D 中导管口是否会逸出气泡？（已知 NH3 极易溶于水） ，说明逸出气泡的原因： _ _。（3）B 中浓硫酸的作用是 。（4）用实验方法证明确实有 NH3 生成： _。
