常见气体制备课件.ppt

1气体的发生装置 一般根据反应物状态和反应条件选择气体发生装置，通常气 体发生装置有如下几种。,2.气体的收集装置根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体收集装置分为三种。(1)排水集气法适用于不溶于水或微溶于水且与水不发生反应的气体，优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可用此法收集，但需在水中加入电解质，抑制气体与水的反应，如用排饱和食盐水的方法收集浓度较高的Cl2，其装置见下图a。,图a,(2)向上排空气集气法适用于跟空气不发生反应且密度比空气大的气体，其装置见图b。,(3)向下排空气集气法适用于跟空气不发生反应且密度比空气小的气体，其装置见图c。,图c,图b,3常见气体制备的反应原理及装置选择,4.气体的干燥装置(气体的净化),5.气体的安全装置,【例1】(2009山东省实验中学)某课程实验小组拟用50 mL NaOH溶液 吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生 成NaHCO3，设计了如下实验步骤：a用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶 解；b.在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使其充分混合。（1）此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出a、b两步的化学反应方程式.,NaOHCO2=NaHCO3,NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O,此方案第一步的实验装置如右图所示：（2）加入反应物前，如何检验整个装置的气密性；.（3）装置B中盛放的试剂是，作用是；（4）.在实验室制法中，装置A还可作为下列气体的发生装 置。(填序号)NH3 Cl2 HCl H2S CH4 C2H2,夹住B与NaOH溶液连接处导管，然后往漏斗注入一定量的水，使,漏斗内的水面高于锥形瓶内的水面，若漏斗内与锥形瓶中的液面差保持,不变，说明装置不漏气,饱和NaHCO3溶液,除去气体CO2中混有的HCl,.下图表示尾气处理装置(液体为H2O或NaOH溶液)，将以上六种 气体的序号分别填入最适合的装置图的下方空格中：,（5）已知所用的NaOH溶液中溶质的质量分数为40%，室温下该溶 液密度为1.44 gcm3，假设反应前后溶液的体积不变，不考虑实 验误差，计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为；,50 mL1.44 gcm340%103 mLL140 gmol1250 mL7.2 molL1,（6）若实验得到的Na2CO3溶液物质的量浓度偏低，在上述实验操 作中，产生误差的可能原因是.,a步骤中，通入CO2的量不足，未能使NaOH完全转化成NaHCO3，导致b步骤生成Na2CO3的量减少；或a步骤中，因通入过量CO2，使溶液中还存在少量的CO2，在b步骤中，溶液中残存的CO2会消耗部分NaOH，使生成Na2CO3的量减少,你的思路是：。,a步骤通入足量的CO2，然后，加热赶走溶解的过量的CO2。,思路点拨（3）此实验用A制取CO2，采用稀盐酸与CaCO3反应，由于CO2中混有HCl，所以B作为除杂装置，B内加入饱和NaHCO3(aq)可吸收HCl同时又增多了CO2；（4）从左到右的装置用来吸收极易溶于水的气体，可溶于NaOH(aq)的气体(与NaOH发生反应)；难溶于水的气体(用气球收集)。,变式练习1(高考广东卷)某研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。(1)根据反应Na2SO3(固)H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O制备 SO2气体 用下列简图，画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。,实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是_（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：品红溶液，现象是_；溴水溶液，现象是_；硫化钠溶液，现象是_。,打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加,溶液褪色,溶液褪色,有浅黄色沉淀(或溶液变浑浊),(3)有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)。原因，验证方法_。原因，验证方法_,Na2SO3变质,取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，,再滴入BaCl2溶液有白色沉沉生成，则证明该Na2SO3固体变质,不是浓硫酸,用洁净玻璃棒蘸取待测试样，,涂在白纸上不变黑，则证明该硫酸溶液不是浓硫酸,解析：本题以二氧化硫为载体，将其实验室制取原理、实验装置的 选择、典型仪器的使用操作、性质检验及实验过程中异常现象的解释有机地结合在一起，考查对气体制备方法的迁移应用能力和实验操作的分析处理能力。(1)分析制备二氧化硫的反应原理，由制备二氧化硫所用试剂的状态、反应条件确定气体的发生装置；由二氧化硫的性质(密度、水溶性、毒性等)确定其收集装置和吸收装置，在此基础上画出收集二氧化硫的实验装置图。(2)二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色；二氧化硫具有还原性，可被溴水氧化，而使溴水褪色；二氧化硫具有氧化性，能与还原剂硫化钠溶液反应生成单质硫，而使溶液变浑浊。,（3）由题意可知制取二氧化硫过程中，气体产生缓慢，实验现象 很不明显，但不是气密性问题，所以只能与所用试剂有关，如 Na2SO3变质，被氧化为Na2SO4，或所用液体不是浓硫酸等。,【考题一】某化学课外小组欲用固体与液体反应(不需加热)，快速简 便制取一满瓶(125 mL)干燥的氧气。（1）从AG中，选出所需要的仪器(或装置)_(填序号)；除 导管及胶管外，还需要的仪器有，选用的试剂 为。,AEC,火柴、玻璃片,Na2O2、水(或MnO2、H2O2溶液)、碱石灰或浓硫酸,（2）用上述所选的气体发生装置，除可制取O2、H2、CO2外还可制取 其他气体，请写出还可用此装置制取的两种其他气体及制取该气体 所需的试剂。,NH3 浓氨水、生石灰,C2H2 电石、水或饱和食盐水,解析：通过观察题中AG装置，可知只有A可作制取O2、H2、CO2气体的发生装置，即固液，不加热型装置，有了气体发生装置后，按照制备气体的流程，接下来该是除杂、收集气体，则选择E、C或F、C。,错因分析：有关实验的考题中有一类是限定了条件的，如：限定 使用试剂的范围，限定反应的条件，要求出现什么现象等，解这类题时要特别小心，超出了这些条件就很难得到正确的答案。本题的限制条件是：“用固体与液体反应(不需加热)”，还有“快速简便”“干燥”等，如果没注意到这些条件，就很容易出错。如装置序号答为AFG，则不满足“干燥”的要求。,【考题二】(2009西城抽样)某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教 材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是_。（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是 _。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_。（3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_，理由是_。,检查装置气密性,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,反应变缓，气体颜色变淡,丙,耗酸量最少，无污染,(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2。操 作步骤为_，实验现象为_；但此实验的不足之处是_。,向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸,c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色,没有处理尾气装置,解析（1）联想有气体参与或生成的反应首先需检查装置的气密性，特别是题目中的“加热c”的暗示信息，更易想到其目的是检查装置的气密性。(2)Cu与浓HNO3反应生成NO2，加入蒸馏水后硝酸的浓度变小，反应速率变慢，生成的NO2量减少，其颜色变浅。(3)根据方案丙的反应原理：2CuO2 2CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O，可知该方案制备等量的Cu(NO3)2时，消耗的HNO3量少，且无有害的NO2、NO等氮氧化物的生成。,（4）要证明氧化性KMnO4Cl2Br2，可根据以下反应原理实现：2KMnO416HCl(浓)=2MnCl22KCl5Cl28H2O，Cl2 2KBr=2KClBr2，根据反应的颜色变化来说明反应的发生，再根 据装置的特点即可得出其实验步骤。因生成的Cl2等有毒，可得该 装置的缺点是没有尾气处理装置。,(2009江苏如皋)据下图所示的实验装置回答问题：,(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。,A,D,B,C,（3）实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空 气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为 _，收集装置为_。,A,E,(4)利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管(试管小孔处事先放有一缝隙很小的铜网)组成制取氧气的装置(如图所示)。该装置中A中应盛放，B中应放进，若使正在发生的反应停止，可以通过操作 来实现。,H2O2溶液,MnO2粉末,将试管提出液面,思路点拨：(1)固体加热制取气体应选用装置A，欲收集干燥的氧气，故应用排空气法收集，由于O2的密度大于空气的密度，故选用装置D。(2)液体与固体不加热制取气体，应选用装置B，为了收集到较纯净的氧气，故可用排水法收集O2。所以选装置C。(3)固体与固体加热制取气体，反应装置应选A，根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度，故只能用向下排空气法收集，故选用E装置收集氨气。(4)此装置类似于启普发生器，故可用于固体与液体的反应，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放MnO2粉末。若使正在发生的反应停止，可以将试管提出液面即可实现。,高分解密对实验基础知识掌握不牢固、对气体的制备和收集方法没有灵活掌握是导致出错的根本原因。在复习备考中，一是要加强对基础知识的记忆，掌握物质制备的基础知识和基本操作技能；二是要学会识别、分析常见实验装置图，正确运用化学实验基本操作等知识。通过联想、迁移和重组，解决具体实际问题。,1（5分）下列各组气体中其制备装置、收集装置和收集方法均相 同，且都可用浓H2SO4干燥的是()ASO2和H2S BCH4和NH3 CCH4和O2 DCO2和H2 解析：A、B项中的H2S、NH3不能用浓H2SO4干燥；D项，CO2 用向上排空气法收集，H2用向下排空气法收集。答案：C,2（5分）(2008山东信息卷)按下述实验方法制备气体，合理又 实用的是()A锌粒与稀HNO3反应制备H2 B向饱和NaCl溶液中滴加浓硫酸制备HCl C亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D大理石与浓硫酸反应制备CO2 解析：锌粒与稀HNO3反应，被还原的是氮元素，产生的是氮 的氧化物而不是H2；因HCl极易溶于水，制备时应用固体氯 化钠与浓硫酸反应；浓硫酸与固体CaCO3反应的生成物 CaSO4微溶于水，阻止反应进行；亚硫酸钠与浓硫酸反应易 得到二氧化硫。答案：C,3（5分）图中集气瓶里充满了溴化氢气体，若要把集气 瓶中的溴化氢气体排出到集气试管里，漏斗里应装的 液体是()A浓H2SO4 BH2O C浓H3PO4 D浓盐酸 解析：HBr与HCl类似，极易溶于水，且具有还原性，可被浓H2SO4 氧化，故A、B不正确；D项浓盐酸具有挥发性，可导致试管中气体 不纯；浓H3PO4具有难挥发性和吸水性，故应选择C项。答案：C,4(5分)(2009太原调研)以下气体发生装置中，不易控制反应产 生气体的量的是()解析：C、D两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关 调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。答案：AB,5（5分）(2009山东泰安)现用二氧化锰、浓盐酸来制取氯气，将氯 气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯 化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸 收装置中，若只有以下试剂，你认为最不适宜的试剂是()A溴化钠溶液 B氢氧化钠溶液 C饱和氯化钠溶液 D硫酸亚铁溶液 解析：只要能与氯气反应且不产生污染空气的试剂即符合要求。A 项溴化钠溶液与氯气反应：Cl22NaBr=2NaClBr2；B项NaOH 溶液与氯气反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O；D项硫酸亚 铁溶液与氯气反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl；C中饱和氯 化钠溶液与氯气不反应。答案：C,*（15分）(2009长沙调研)利用右图所示装置收集或干燥以下三种气 体。(图中烧瓶的位置不得变化)Cl2NH3NO(答案均填序号)（1）若烧瓶是干燥的，则由B口进气可收集的气体有_。（2）若烧瓶是干燥的，则由A口进气可收集的气体有_。（3）若烧瓶充满水，可收集的气体有_；此时气体由_口 进入。（4）若烧瓶内装入浓硫酸进行气体干燥，可用此装置干燥的气体是 _，这时气体由_口进入。解析：排空气法收集的气体不能与空气反应；由B进气收集气体密度小于空气的气体，由A进气收集气体密度大于空气的气体；排水法收集的气体不能与水反应；干燥气体时气体必须经过干燥剂，且不与干燥剂反应。,B,A,