专题7 微专题一 常见气体的实验室制法（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

微专题一　常见气体的实验室制法 [对应学生用书P47] 1．常见气体的制备原理 气体 制备反应原理 H2 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ O2 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO32KCl＋3O2↑ Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O SO2 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O NO2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 2.实验室制备常见气体的发生装置 反应装置类型 反应装置图 适用气体 固、固加热型 O2、NH3等 固、液加热型或液、 液加热型 Cl2等 固、液不加热型 O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等 3.常见气体的净化 气体 所含杂质 净化剂 净化装置 O2 Cl2 氢氧化钠溶液 H2 H2S 硫酸铜溶液 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 Cl2 HCl 饱和食盐水 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液 CO CO2或H2O 碱石灰 N2 O2 灼热的铜网 4.常见的收集方法 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 收集的气体不与水反应且难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小 收集装置 适用的气体 H2、O2、 NO、CH4 Cl2、CO2、 NO2、SO2 H2、NH3 5.尾气处理方法 对于有毒、有害、可燃、污染空气的尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质；对于无毒、无害气体可直接排放，如N2、O2、CO2等。 (1)吸收原则：能充分吸收气体，不能倒吸。 (2)常见装置 ①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用装置D； ②吸收溶解度较大的尾气(如HCl等)用装置B、C； ③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用装置A、E。 6．制取步骤 气体制取(性质验证)：气体发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置(性质验证装置)→吸收装置。 1．某化学课外活动小组的同学在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨气的催化氧化”实验。 (1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。 若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是________(填标号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为________(填下列仪器标号，固定装置省略)。 (2)将该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题： ①装置B的作用是______________________； ②写出装置C中发生反应的化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________； ③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有_______________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)②或③　efgh (2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置 ②在装置D后增加一个尾气吸收装置 (3)①吸收CO2和水蒸气，并生成O2　②4NH3＋5O24NO＋6H2O　③铜片逐渐溶解直至消失，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色 2．某化学实验小组的同学探究浓硝酸、稀硝酸氧化性的相对强弱，设计如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。 可选药品：N2、浓硝酸、稀硝酸(3 mol·L－1)、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液。 已知：①浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。 ②NaOH溶液不与NO反应，但能与NO2反应生成NaNO3和NaNO2。 回答下列问题： (1)写出装置A发生反应的化学方程式：_________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)实验开始前，要先通入一段时间的N2，然后再滴加浓硝酸，这样操作的目的是________________。 (3)装置B中的试剂是________。D中发生反应的化学方程式是____________________。 (4)实验结论：浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。得出该结论所依据的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)实验结束后，同学们发现装置A中溶液呈绿色，而不显蓝色。小组同学产生两种猜想： Ⅰ.溶液中硝酸铜的浓度较高所致；Ⅱ.溶液中溶解了生成的气体所致。 他们设计方案进行实验： ①验证方案Ⅰ：向盛有水的大试管中加入______，振荡，至不再溶解，观察到溶液为蓝色。 ②验证方案Ⅱ：取反应后的绿色溶液于试管中，______________，观察到溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色。 通过实验验证，发现猜想Ⅱ正确。 答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)排净装置内的空气 (3)蒸馏水　2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (4)装置C中液面上方气体由无色变为红棕色，装置E中液面上方气体仍为无色 (5)①硝酸铜　②加热(或向溶液中通入空气) [阶段质量评价(七)见P151] 学科网（北京）股份有限公司 $$