内容正文:
第六单元 常见气体的制备、净化和收集
复习目标
1.掌握常见气体的制备、净化、收集及尾气处理的方法。
2.能对整套气体制备及性质实验装置进行分析,处理相关问题。
1.常见气体的发生装置
(1)固体+固体气体
发生装置
制备气体
O2、NH3等
(2)固体(液体)+液体气体
发生装置
制备气体
Cl2、CH2===CH2等
(3)固体+液体(不加热)―→气体
发生装置
制备气体
选择合适的试剂和装置能制取中学化学中常见的气体,如NH3(生石灰、浓氨水)、O2(MnO2、过氧化氢)、Cl2(KMnO4、浓盐酸)、SO2(Na2SO3、较浓硫酸)等
2.常见气体的除杂装置
类型
液体干燥剂
固体干燥剂
装置
常见干
燥剂
浓硫酸(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
3.常见气体的收集方法
气体类型
收集装置
应用举例
排水法
难溶于水,又不与水反应的气体
O2、H2、NO、CO、C2H4等
排空气法
向上排
空气法
密度大于空气且不与空气中的成分反应
Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排
空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应
H2、NH3
4.尾气处理装置
(1)实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用b装置(填标号,下同)。
(2)制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
(3)实验室制取SO2时,尾气的处理可采用d装置。
考向1 常见气体的制备和收集
【例1】(2023·北京大兴区模拟)实验室制取下列气体,所选反应试剂、制备装置与收集方法合理的是( )
气体
反应试剂
制备装置
收集方法
A
NO2
Cu、稀硝酸
b
e
B
C2H4
C2H5OH、浓硫酸
c
f
C
NH3
Ca(OH)2、NH4Cl
a
d
D
SO2
Na2SO3、70%硫酸
b
f
B 解析:铜和稀硝酸生成NO且反应不需加热,不能用其制备NO2,且不能用向下排空气法收集NO2,A错误;乙醇在浓硫酸作用下迅速升高温度到170 ℃,乙醇生成乙烯气体,乙烯难溶于水,可以用排水法收集,B正确;氨气的密度小于空气,应该使用向下排空气法收集,C错误;Na2SO3和硫酸反应不需要加热,且SO2能和水反应不能用排水法收集,D错误。
考向2 常见气体的净化和尾气处理
【例2】(2023·辽宁本溪模拟)实验室采用如图所示装置进行气体的干燥、收集和尾气处理,其中合理的是( )
气体
溶液X
A
NO
氢氧化钠溶液
B
NH3
水
C
SO2
氢氧化钠溶液
D
Cl2
饱和食盐水
B 解析:NO与空气中O2反应生成NO2,不能用排空气法收集,NO与氢氧化钠溶液不反应,不能用NaOH溶液处理尾气,A错误;SO2是酸性氧化物,不能用碱石灰干燥,密度比空气的密度大,不能用向下排空气法收集,C错误;Cl2不能用碱石灰干燥,密度比空气的密度大,不能用向下排空气法收集,D错误。
实验室中制取气体时实验装置的选择
1.实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( )
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
NO2
Cu+稀硝酸
b
c
B
NH3
NH4Cl
a
d
C
O2
过氧化氢溶液+MnO2
b
e
D
Cl2
KMnO4+浓盐酸
b
d
C 解析:制取NO2要选用Cu+浓硝酸反应,不能选用稀硝酸,A错误;NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,遇冷重新化合生成NH4Cl,不能用于制取NH3,B错误;H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,用排水法收集O2,C正确;KMnO4和浓盐酸在常温下反应生成Cl2,Cl2的密度大于空气的密度,采用向上排空气法收集,选择装置c,D错误。
2.(2023·北京丰台区模拟)能用下图所示装置完成气体制备、尾气处理(加热和夹持等装置略去)的是( )
气体
制备试剂
烧杯中试剂
A
NO2
铜与浓硝酸
NaOH溶液
B
NH3
浓氨水与碱石灰
水
C
C2H2
电石与水
水
D
Cl2
MnO2与浓盐酸
饱和NaCl溶液
A 解析:浓氨水与碱石灰在不加热的条件下能反应制得氨气,但氨气极易溶于水,直接通入水中会产生倒吸,B错误;电石与水在不加热的条件下能反应制得乙炔气体,乙炔难溶于水,不能与水反应,不能用水吸收乙炔气体,C错误;MnO2与浓盐酸共热反应制备氯气,常温下不反应,且氯气不溶于饱和氯化钠溶液,不能用饱和氯化钠溶液吸收氯气,D错误。
1.实验室制取Cl2
2.实验室制取NH3
3.实验室制取SO2
考向1 常见气体的制