第4章 素养提升 熟练运用非金属及其化合物知识解决气体的实验室制备问题-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 老高考）

熟练运用非金属及其化合物知识解决气体的实验室制备问题 授课提示：对应学生用书第139页 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、CH4等。 (2)固(液)体＋液体气体 发生装置： 制备气体：Cl2、C2H4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．气体制备装置的改进 (1)“固体＋固体气体”装置的创新 改进的目的：用于加热易熔化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。 (2)“固体＋液体―→气体”装置的创新 (3)“固(液)＋液气体”装置的创新 图A的改进优点是能控制反应液的温度。 图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。 4．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 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中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。 5．气体的收集方法 收集 方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例) 排水 法 难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体 O2、H2、NO、CO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 6．集气装置的创新——排液集气装置 装置Ⅰ从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。 ①饱和食盐水——收集Cl2。 ②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。 ③饱和NaHS溶液——收集H2S。 ④四氯化碳——收集HCl或NH3。 装置Ⅱ储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体。 7．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ac装置。 ③制取H2时，尾气处理可采用ac装置。 1．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(　　) 解析：A、B、C三装置原理与启普发生器相似，均具有随开随关功能；而D装置关闭止水夹后，反应仍持续进行，无法通过关闭止水夹控制反应的停止。 答案：D 2．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 试剂a 试剂b 试剂c 装置 A 验证非金属性：S>C>Si 稀硫酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 B 制备纯净的氯气 浓盐酸 MnO2 饱和食 盐水 C 检验溶液X中含有CO 盐酸 溶液X 澄清石 灰水 D 除去Na2SO3中的Na2SO4 氯水 混合物 NaOH 溶液 解析：A项，锥形瓶中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，广口瓶中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即非金属性：S>C>Si，正确；B项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的HCl，从广口瓶中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；C项，锥形瓶中加入盐酸，出现能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明溶液X中含有CO，可能含有HCO或SO或HSO，错误；D项，氯水具有强氧化性，能把SO氧化成SO，不能达到实验目的，错误。 答案：A 3．用如图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是(　　) 选项 ①中试剂 ①中现象 解释 A 品红溶液 溶液褪色 SO2具有漂白性 B Na2SiO3溶液 产生胶体沉淀 酸性：H2SO3>H2SiO3 C Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀 SO与Ba2＋生成白色BaS