第2部分 第4章 第23讲 常见气体制备方法及装置的研究(能力课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)鲁科版

第23讲　常见气体制备方法及装置的研究(能力课) 　1.掌握常见气体的制备原理、发生装置、净化装置、收集装置和尾气处理装置。　2.根据实验目的，灵活掌握仪器的组装和连接。　3.气体制备与性质探究实验装置分析与评价。 　常见气体的制备、净化、收集和尾气处理 1．气体制备实验的基本思路 2．常见气体的发生装置 反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、固 加热型 O2、 NH3等 ①试管要干燥； ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 固、液加热 型或液、 液加热型 Cl2、 HCl等 ①烧瓶加热时要隔石棉网； ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石) 固、液不 加热型 或液、液 不加热型 H2、CO2、 SO2、NO、 NO2、 C2H2等 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下； ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且固体不溶于水； ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 　“固＋液气”装置的改进 ①控制温度(图1) ②平衡气压、便于液体滴下(图2) 　　　 图1　　　　　　图2 3．常见气体的净化(包含气体的干燥) (1)除杂(净化)试剂选择：被净化气体和除杂试剂不发生溶解、氧化、还原或其他反应。即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 固体、 加热 装置 (洗气瓶) Ⅰ (干燥管) Ⅱ (U形管) Ⅲ (硬质 玻璃管) Ⅳ 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) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 处理气体 干燥Cl2、CO2、CH4等；不宜干燥NH3、H2S等还原性气体 干燥H2、O2、Cl2、CO2等，不能干燥NH3 干燥NH3、CH4、H2、O2等；不能干燥CO2、Cl2、HCl等 除杂O2或转化H2、CO等 　酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)：不能干燥NH3等碱性气体；碱性干燥剂(碱石灰、NaOH、CaO)：不能干燥SO2、Cl2等酸性气体；中性干燥剂(CaCl2)：不能干燥NH3。 4．常见气体的收集方法 (1)排水法：收集难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。 (2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用排饱和食盐水法收集。 (3)向上排空气法：收集气体密度比空气大且相差较大又不与空气中成分反应的气体，如Cl2、CO2、NO2等。 (4)向下排空气法：收集气体密度比空气小且不与空气中成分反应的气体，如CH4、H2、NH3等。 　①“万能收集瓶”的使用 ②排液集气收集装置的创新 5．尾气处理的原因、方法及装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。 (2)处理方法：一般使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施处理。 (3)尾气处理装置(Cl2尾气—b，CO、H2尾气—ac) 　尾气吸收防倒吸装置 1．下列实验方案最合理的是(　　) A．制备并收集Cl2　　　　B．制备氨气 C．制备并收集NO2气体　D．制备氧气 [答案]　B 2．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　 　D [答案]　D 3．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　) A．在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3 B．用装置乙作为反应过程的安全瓶 C．制备水合肼时从装置丙的b口通入NH3 D．用装置丁吸收反应中过量的NH3 C　[浓氨水遇碱放出氨气，在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰可以制取NH3，故A正确；氨气极易溶于水，为防止倒吸，用装置乙作为反应过程的安全瓶，故B正确；氨气密度比空气小，为有利于氨气和NaClO溶液反应，制备水合肼时应从装置丙的a口通入NH3，故C错误；氨气会污染环境，用装置丁可以吸收反应中过量的NH3，并能防止倒吸，故D正确。] 4．下列实验装置或操作正确的是(　　) 　A．干燥NH3　　B．检查装置气密性 C．测定化学反应速率　　D．制备乙炔 B　[氨气会和硫酸反应，所以不能用浓硫酸干燥氨气，A项错误；关闭弹簧夹，捂热烧瓶，若玻璃管中液面上升，则说明气密性良好，B项正确；使用长颈漏斗会导致生成的气体逸出，使测定结果偏小，C项错误；由于电石和饱和食盐水制备乙炔的反应剧烈，放出大量的热，不易控制等原因，不能使用启普发生器制备乙炔，D项错误。