专题04 常见气体的实验室制取（知识串讲）-2022-2023学年高一化学下学期期中期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题04 常见气体的实验室制取 【知识串讲】 一、几种常见气体的实验室制取 一）氯气的制备 1．反应原理 实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液气 (2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。 (3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。 (4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。 3．收集方法 (1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。 4．验满方法 (1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 5．尾气处理 (1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。 (2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 (3)导气管要伸入液面以下。 二）二氧化硫的制备 1.反应原理：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ 利用强酸制弱酸的原理制备SO2 2.实验装置：(1)气体发生装置类型：固＋液→气[固液常温制取气体] (2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。 3.在还原性探究实验中，发生反应：5SO2+2MnO4－+2H2O====5SO42－+2Mn2++4H+ 4.在氧化性探究实验中，发生反应：SO2+2S2－+4H+====3S↓+2H2O 5.在漂白性探究实验中，品红溶液褪色，加热后又恢复红色； 6．尾气处理：SO2 +2NaOH====Na2SO3+H2O 7.SO2密度比空气大，在水中溶解度较大，选择向上排空气法收集 8.思考探究：除去酸性气体中HCl的方法？通入其酸式盐的饱和溶液。 如：CO2(HCl)→NaHCO3(aq)→CO2 H2S(HCl)→NaHS(aq)→H2S 三）氨气的制备 1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．气体制备流程：原理——发生装置——除杂干燥——收集——验满——尾气处理。 3．注意事项 (1)制备装置中试管口要略低于试管底、收集装置中导管应插入试管底部。 (2)浓氨水(或浓铵盐溶液)滴到生石灰或烧碱中制氨气，或浓氨水直接加热也可制氨气。 (3)试剂的选择 ①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。 ②消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水、易结块，不利于产生NH3，且碱性太强高温下腐蚀试管。 (4)净化干燥 用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨。 (5)尾气处理 多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有： (4)快速制备氨的方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2OH2O＋NH3↑ 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；②增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度 二、常见气体的实验室制取分析归纳 1.气体制备实验的基本思路 2.重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体气体 发生装置： 制备气体：O2、NH3等。 (2)固体＋液体或液体＋液体气体 发生装置： 制备气体：Cl2等。 (3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置： 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3.气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热 装置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常见干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ