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专题4 硫与环境保护
专题复习
1.气体的制备装置。
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
常见气体的制备、净化和收集
2.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。
(2)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。
(3)气体的干燥、净化装置。
当CO2中混有O2杂质时,应选用装置Ⅳ除O2,除杂试剂是Cu粉。
3.气体的收集方法。
4.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:一般根据气体的相关性质,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。
(3)尾气处理装置(见图a、b、c)。
①实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时,尾气处理可采用a、c装置。
有气体参与的实验中的注意事项:
(1)操作顺序问题。
与气体有关的实验操作顺序:
装置选择与连接⇨气密性检查⇨装入固体试剂⇨加入液体试剂⇨按程序实验⇨拆卸仪器
(2)加热操作要求。
①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等),先用原料气赶走系统内的空气,再点燃酒精灯加热,以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验),反应结束时,应先熄灭酒精灯,继续通原料气至装置冷却。
(3)尾气处理方法。
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法,不能直接排放。
【例题1】 实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示:
(1)实验室可以用B或C装置制取氧气:
①如果用B装置,通常使用的试剂是 ;
②如果用C装置,通常使用的试剂是 ;
③检查B装置气密性的操作方法是 。
(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是 (填字母,下同)。
a.密度 b.颜色 c.溶解性 d.热稳定性 e.与氧气反应
(3)若用A装置与D装置(部分夹持装置略)相连制取并收集X气体,则X可能是下列气体中的 。
a.CO2 b.H2 c.Cl2
①写出A装置中发生反应的离子方程式: 。
②D装置中烧杯中应盛放 ,目的是 。
③若要收集干燥纯净的X气体,上述装置应如何改进: 。
答案:(1)①氯酸钾和二氧化锰 ②过氧化氢溶液和二氧化锰 ③连接一段导气管并将其插入水中,用酒精灯微热(或用手焐住)试管,如果导管口有气泡产生,松开手或停止加热,冷却后,在导管里回升一段水柱,且保持一段时间不下降,则说明B装置气密性良好
(2)bd
②NaOH溶液 吸收尾气Cl2,防止污染空气
③在盛有浓硫酸的洗气瓶前加一个装有饱和NaCl溶液的洗气瓶
解析:(1)①如果用B装置,实验室常用氯酸钾与二氧化锰在加热条件下分解制备氧气;②如果用C装置,反应不需要加热,则可以用过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂条件下分解制备氧气;③检查B装置气密性是否良好的操作方法是连接一段导气管并将其插入水中,用酒精灯微热(或用手焐住)试管,如果导管口有气泡产生,松开手或停止加热,冷却后,在导管里回升一段水柱,且保持一段时间不下降,则说明B装置气密性良好。(2)选择收集气体的方法可依据气体的密度、溶解性和是否与氧气反应等性质,如气体与氧气反应则只能用排水法收集,气体是否有颜色、气体的热稳定性与选择收集气体的方法无关。
(3)A与D连接是利用向上排气法收集气体;吸收装置是用液体吸收气体;制取CO2时不需要加热,也不必处理尾气;H2不能用向上排空气法收集,且处理尾气时一般采用点燃的方法,故X可能是Cl2。①A装置中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水。②D装置中连接烧杯的目的是用来吸收尾气,防止污染空气,实验室一般用NaOH溶液吸收多余的Cl2。③生成的氯气中含氯化氢气体和水蒸气,通过饱和食盐水除去HCl,通过浓硫酸除去水蒸气,若要收集干燥纯净的X气体,应在盛有浓硫酸的洗气瓶前加一个装有饱和NaCl溶液的洗气瓶。
【例题2】 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略了净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )。
答案:B
解析:H2的密度比空气的密度小,应该采用向下排空气法收集,装置c中的导管应改为短进长出,且尾气处理应采取收集或点燃的方法,A错误;浓硫酸可以与Na2SO3反应生成SO2,SO2气体的密度比空气的大,能使用向上排空气法,S