气体制备与净化.ppt

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1、第三节 气体的制备与净化,今年高考考试说明要求,掌握常见气体实验室制法，包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法,一、气体发生装置,试管 导管酒精灯 铁架台,注意事项：（1）试管口应略向下倾斜（2）试管夹夹在试管的中上部（3）药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入试管过长（5）实验开始时先检验装置的 气密性（6）加热时，先预热且应用外焰加热,1、固固加热,该装置可用于制备O2、NH3和CH4,启普发生器,简易装置,注意事项：(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO2、H2(不可用于制C2H2),(2)操作时应注意：a.检验装置的气密性b.长颈漏斗插入液面下,2

2、、固液不加热,图7,图8,图9,图10,图11,图12,可用于制备H2、O2、CO2、H2S、NO2和C2H2,常见装置,创新装置,氢,注意事项：（1）检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀（3）加热易暴沸的混合物时要 加碎瓷片防止暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度,3、固（液）液加热,液体-分液漏斗 固体-圆底烧瓶 石棉网,常见装置,可用于制备Cl2、HCl、SO2、C2H4,170C,饱和食盐水,乙烯的制取装置,气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度,二、收集装置,3、储气装置,4、量气装置,气体净化装置的设计原则：根据净化药品的

3、状态和净化条件,三、净化装置,酸、碱性据气体的 氧化、还原性,气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性,保持一致,1、选择原则 气体在被干燥的过程中要不能被减少 不要引入新的杂质。,2、选择方法,干燥剂,选择,干燥剂状态,干燥装置,洗气瓶进气管应“长进短出”,干燥管应大口方向进气，小口方向出气,液体试剂,固体试剂,固体试剂需加热,酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥 碱性气体；,碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来 干燥酸性气体如Cl2。,有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气 体（如H2S、HI等）。,3、常见干燥剂,浓硫酸,无水CaCl2,碱石灰,H2,O2

4、,Cl2,SO2,CO,N2,CH4,O2,Cl2,HCl,SO2,H2,CO,N2,CH4,H2,O2,N2,CH4,NH3,H2S,NH3,HBr,HI,C2H4,HX,H2S,SO2,CO2,NO2,Cl2,NH3,洗气装置,干燥器,1、燃烧法 如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。,2、碱液吸收法 如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。,3、水溶解法 如HCl、NH3等。,四、除尾气装置,4、袋装储存法 NO等,思考：,分析右图装置有哪些作用？,1、净化气体,2、收集气体（密度比空气大）,4、排水集气法收集气体,3、收集气体（密度比空气小）,防倒吸装置,把导管的末端浸

5、在水里，用手紧贴容器的外壁或用酒精灯微热。片刻后若导管口有气泡冒出，松开手后或撤去酒精灯，导管末端有一段水柱上升。则证明装置不漏气。,（1）微热法,若装置漏气，须找出原因，进行调整、修理或更换，然后才能进行实验。,一关二热三冷,五、其它问题,1、气密性检查,关闭活塞(或弹簧夹)，从球形漏斗口处注入适量的水，使漏斗中的液面高于容器中的液面，静置片刻，若看到漏斗内液面不变，则表明装置气密性良好。,2.液差法,连接好仪器，向乙管中注入适量的水，使乙管液面高于甲管液面，静置片刻，若看到两管液面保持不变，则表明装置气密性良好。,关闭活塞(或弹簧夹)，从长颈漏斗口处注入适量的水，浸没漏斗下端管口，静置片刻

6、，若看到漏斗内液面不变(出现一段稳定的水柱)，则表明装置气密性良好。,3.液封法,（2004内蒙卷28题）根据下图及描述，回答下列问题：（1）关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？。（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）判断理由：（2）关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”），判断理由：。,不漏气,由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面,无法确定,由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏

7、斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。,检查气密性遵循的基本原则:,1.将装置处理成密闭系统,2.设法使密闭系统内形成压强差，并以一种现象表现出来,(2002海淀一模),总结：,1.将装置处理成密闭系统的方法,(1)加水没过导气管口、长颈漏斗颈口等(2)关闭活塞、止水夹等.,2 改变压强的方式及现象,(1)给容器加热，有气泡，撤去热源有少量水沿导管上升。(2)加水出现液面差，静置液面不下降或上升(3)抽气，有连续的气泡。(4)吹气，形成液面差，夹紧止水夹，液面差不变,03全国考试理综题,（03上海高考）,方法1：分段检验法：关闭活塞，向长颈

8、漏斗中加水，若长颈漏斗与试管存在稳定的液面差，则说明a左端部分不漏气，再在反应管D下部稍加热，若E中导管口有气泡冒出，停止加热后导管末端有一段水柱上升，则证明a右端装置不漏气。(也可以关闭活塞a，用同样的方法分别在烧瓶B底部和反应管D下部稍加热，观察A中液面变化和E中气泡、水柱来检验。),方法2：打开活塞a，给A中加水使长颈漏斗下端液封，再微热烧瓶B，如果既能发现E中有气泡冒出，A中漏斗颈内水面上升，则可说明整个装置气密性良好,a,检验右图装置的气密性,【例1】：氨气溶于水形成的喷泉实验中，如果观察不到“喷泉”或现象不明显，实验不成功的原因可能有：可能是烧瓶中的氨气没充满；可能是烧瓶内壁不是非

9、常干燥；可能是装置气密性不好，有气体泄露；可能是加入的水太少。,2、喷泉实验装置的设计,【例2】在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(),B、D,【例3】喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。（1）图A为化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合中前一物质表示干燥气体，后一液体表示胶头滴管及烧杯中的液体，其中能形成白色喷泉的是（）A、氨和酚酞试液 B、氨和氯化铁溶液C、HCl和AgNO3溶液 D、HCl和酚酞试液,C

10、,（2）图B为重新设计的喷泉装置。在图B的锥形瓶中分别加入足量如下物质，反应后可能产生喷泉的是（）A、NaHSO4与NaOH溶液 B、NH4HCO3和稀盐酸 C、MnO2固体与浓盐酸 D、稀NH4Cl溶液与稀NaOH溶液形成这种喷泉的反应条件是在图B中锥形瓶外放一大烧杯，锥形瓶中加入酒精，大烧杯中加入冷水后，再加入足量下列物质，结果也产生了喷泉，大烧杯中加入的物质可（)A、食盐 B、硝酸铵 C、浓硫酸 D、(NH4)2SO4,(3)比较图A和图B两套装置，从产生喷泉原理来分析，它们的不同点是：,B,（4）在自然界和人类社会中，与上述图B装置原理相似的现象有：,图A：减小上部烧瓶内气体压强 图B

11、：增大下部锥形瓶内气体压强,人造喷泉和火山喷发,C,常温条件下反应产生气体,减小上部烧瓶内气体压强：、增大下部容器内气体压强：、,3、具有特殊作用的实验改进装置的设计,4、Fe(OH)2 的制备操作装置的设计,几种常见气体的实验室制法1、固+固加热,CaO,2、固+液不加热,3、固+液加热,强热,历年高考题选摘,从高考题型看，在第卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。在第卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性

12、以及对改进实验操作上的评估。这对考核实验能力非常重要。,1.(1999,广东,5)右图的装置可用于A.加热NaHCO3制CO2 B.用Cu与稀HNO3反应制NOC.用NH4Cl与NaOH溶液反应制NH3D.用NaCl与浓H2SO4制HCl,2.(2000,广东,12)右图的装置可用于A.加热无水醋酸钠和碱石灰混合物，制取甲烷B.加热硝酸铅制取二氧化铅C.加热氯酸钾和少量二氧化锰，制取氧气D.加热氯化铵和消石灰混合物，制取氨气,A.C,B,练 习 精 选,1、下列反应适用于实验室制备氧气的是(1)高锰酸钾热分解2KMnO4K2MnO4+O2+MnO2(2)硝酸铵热分解2NH4NO34H2O+N2

13、+O2(3)过氧化氢催化分解2H2O2H2O+O2(4)二氧化氮热分解2NO22NO+O2 A.只有(1)B.(1)和(2)C.(1)和(3)D.(1)(3)(4),A,2、按下述实验方法制备气体，合理又实用的是A.锌粒和稀硝酸反应制备H2B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HClC.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D.大理石和浓硫酸反应制备CO2,C,3、设计了四种制备气体的方案:(1)加热稀硫酸和乙醇制备乙烯；(2)加热稀盐酸和二氧化锰制备氯气；(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备硫化氢。不宜采用的方案有哪些？A.只有(1)和(2)B.只有(1)和(3)C.只有(

14、3)和(4)D.(1)(2)(3)(4),D,4、实验室制取下列气体，所用药品和干燥剂都正确的是,D,5、根据下面实验图填空和回答问题:(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 装置()的烧杯中冷水的作用是，装置()的烧杯中液体的作用是。(2)进行此实验时，烧杯内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为。(3)装置()的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其原因。,尾气吸收,冷凝溴蒸气,溴蒸气会腐蚀橡胶,2H2SO4(浓)+2NaBr+MnO2MnSO4+Br2+Na2SO4+2H2O,气体溶于水，内部气压变小，水在大气作用下被吸入漏斗，使得液面与漏斗口脱离，

15、水又回到烧杯,6、实验室里可按下图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是ANO2 BHCl CCH4 DNH3,7、分别由下列四组物质制取气体。浓盐酸和MnO2(NH4)2Cl和Ca(OH)2 NaCl和H2SO4(浓)FeS和稀H2SO4(稀)。所产生的气体在同温同压下的密度，由大到小的排列顺序为A B C D,D,D,8、某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列气体：A浓硫酸 B浓盐酸 C食盐 D二氧化锰 E氯酸钾 F过氧化氢 G高锰酸钾 H浓氨水 J氢氧化钠 试用各试剂序号回答：若要快速制备少量氧气，应选择 若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若

16、要快速制备少量氯气，应选择,D、F,A、B,H、J,B、G,9、下列三个问题均与下图实验装置有关，请选择正确的序号填入空格内。(1)制取某无色非金属氧化物气体时，烧瓶X内的试剂是A.铜和稀硝酸 B.铜和浓硝酸 C.碳酸钙与稀硫酸 D.亚硫酸钠与浓盐酸(2)洗气瓶Y中所盛的液体应是(不允许非水杂质混在气体中 A.饱和NaHCO3 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3 D.澄清石灰水(3)检验集气瓶是否集满气体，设置于瓶口的滤纸润湿时应使用的溶液是A.氯化钠溶液 B.碘化钾溶液C.酸性高锰酸钾溶液 D.澄清石灰水,X,y,z,D,C,B,10、用下图装置制取和收集气体，根据装置分析后填表(写化学式),Na2SO3,浓硫酸,SO2,Cl2,Cu,浓硝酸,浓盐酸,Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2O,Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,KMnO4,NO2,2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,