2020版高考專題講座2常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究

1、13/12高考專題講座（二）常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究（對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第78整合歸納1.氣體制備及其性質(zhì)探究的基本思路發(fā)生 裝置.反應(yīng)物 狀怒段 反應(yīng)條件干燥 裝置凈化 裝置體架的殖代及質(zhì)性性防 探究也體性啜“靠擇劑據(jù)的選收氣水性宙體溶及度2.常見(jiàn)氣體的發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注息事項(xiàng)固、固加熱型£卜。2、NH3 等試管要干燥；試管口略低于試管底；加熱時(shí)先均勻加熱冉固定加強(qiáng)熱固、液加熱型或液、液加熱型LCl2、HCl 等燒瓶加熱時(shí)要隔石棉網(wǎng)；反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶?jī)?nèi) 要加碎瓷片（或沸石）固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用長(zhǎng)頸漏

2、斗時(shí)，要使漏斗 下端插入液面以下；啟普發(fā)生器只適用于塊狀 固體和液體反應(yīng)，且氣體不溶 于水；使用分液漏斗既可以增強(qiáng) 氣密性，又可控制液體流速3.常見(jiàn)氣體的除雜裝置(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。除雜原則：不損失主體氣體；不引入新的雜質(zhì)氣體；在密閉裝置內(nèi)進(jìn) 行；先除易除的雜質(zhì)氣體。類型液態(tài)固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體,加熱干燥劑常見(jiàn) 濃硫酸干燥(酸性、強(qiáng)劑 氧化性)無(wú)水氯化 鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuOMg等(2)氣體干燥凈化裝置提醒：氣體除雜的注意事項(xiàng)(1)需凈化的氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，除雜順序：一般先除去酸性氣體，如 氯

3、化氫氣體、CO2、SO2等，水蒸氣要在最后除去；(2)除雜選用方法時(shí)要保證雜 質(zhì)完全除掉，如除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液。有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC氣體 除盡，還要驗(yàn)證一步，如驗(yàn)證混合氣體中既有 CO2,又有SO2,通常用品紅溶液 檢驗(yàn)SO2,然后用濱水或酸性 KMnO4溶液除去SO2,再用品紅溶液檢驗(yàn)是否除 盡，最后用澄清石灰水檢驗(yàn) CO2。4.常見(jiàn)氣體的收集方法(1)排水法：收集難溶于水的氣體，如 。2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。(2)排液法：收集難溶于所選溶液的氣體，如 C12用排飽和食鹽水法收集。(3)向上排空氣法：收集氣體密度比空氣的大且相差較大的氣體，如C»

4、CO2、 NO2 等。(4)向下排空氣法：收集氣體密度比空氣的小的氣體，如CH4、H2、NH3等。提酉!：(1)排液集氣收集裝置的創(chuàng)新裝置()從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如 H2、02等。若將廣 口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。飽和食鹽水一一收集C12。飽和NaHCO3溶液收集C02。飽和NaHS溶液一一收集H2S。四氯化碳一一收集HCl或NH3。裝置(0)儲(chǔ)氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由 A瓶排入B瓶，在A瓶 中收集到氣體。(2)排空法收集的連接hm口璉京收集的'體密度比空氣的大L h0進(jìn)三收集的切體密度比空士的小5.尾氣處理分析對(duì)有毒、有害的氣體必須用適當(dāng)?shù)?/p>

5、方法予以吸收或點(diǎn)燃變?yōu)闊o(wú)毒、無(wú)害的氣體，再排放到空氣中。(1)用水吸收的是：NH3、HCl(注意防倒吸)。(2)用燒堿溶液吸收的是：Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2。(3)用硫酸銅溶液或醋酸鉛溶液吸收的是：H2S0(4)用點(diǎn)燃法除去的是：CO、H2、CH4。(5)用收集法除去的是：NO。提醒：溶液或水吸收尾氣時(shí)防倒吸裝置試題分類探究常見(jiàn)儀器的連接順序典例導(dǎo)航(2018專家原創(chuàng))某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室制備 CO,用制備的CO還原氧化銅, 并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物?？赡苡玫降难b置如圖所示。查閱資料：實(shí)驗(yàn)室制備CO的原理：HCOOH幽噠COT + H2O,反應(yīng)過(guò)程可能有SO2、CO2生成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:（

6、1）為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，裝置接口的連接順序是 ; E裝置內(nèi)加入的試劑 為 0（2）甲同學(xué)提出從環(huán)保角度考慮，裝置不完善，改進(jìn)措施為 ;乙同學(xué)認(rèn)為A裝置可能發(fā)生副反應(yīng)生成 CO2、SO2等酸性氣 體，理由可能是/化 學(xué)方程式表示）0思路點(diǎn)撥各儀器的作用：A生成CO, B驗(yàn)證CO還原性，C檢驗(yàn)CO 的氧化產(chǎn)物CO2, D安全瓶，E吸收雜質(zhì)氣體（如SO2、CO2、H2。）。制取CO時(shí)可生成雜質(zhì)氣體SO2、CO2、H2。驗(yàn)證CO還原CuO應(yīng)用干燥純凈的CO,在進(jìn)入B裝置前應(yīng)除去SO2、 CO2、H2O（g）等。吸收SO2、CO2、H2O（g）可以用堿石灰固體干燥劑。解析：（1）用甲酸與濃硫酸共熱制取CO

7、,制取的CO中可能含有揮發(fā)出來(lái)的 HCOOH與水蒸氣，需要除去雜質(zhì)后才能用于還原氧化銅，可用堿石灰除去雜質(zhì) 氣體，則E裝置應(yīng)連接在A、B裝置之間，C裝置可用于檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物 CO2, D 裝置為安全瓶，則接口連接順序?yàn)閍一h一i一b一c（或b）f-g（或gf）一d-e, E裝置中加入的試劑為堿石灰（或生石灰、燒堿）。（2）尾氣中含有有毒的CO,排 放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，題圖中缺少一個(gè)尾氣處理裝置，可用燃燒法或用氣球收 集等方法處理尾氣；甲酸與濃硫酸在加熱條件下可能生成CO2、SO2和H2Oo答案：（1）c hibc f一 g一de（b 與 c、f與 g 可互換）堿石灰（或生 石灰、燒堿）（2）在

8、最后導(dǎo)管口處放置一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈（或用氣球收集尾氣，其 他合理方案均可）HCOOH + H2SO4（濃）CO2 T + SO2 T + 2H2O母題變式（1）制CO反應(yīng)過(guò)程中有SO2生成，體現(xiàn)濃硫酸的 性。(2)D裝置的作用是(3)B中黑色物質(zhì)變紅，C中溶液變(3)該實(shí)驗(yàn)證明CO還原性的現(xiàn)象是_ 答案：(1)強(qiáng)氧化(2)安全瓶，防倒吸 渾濁題后反思儀器連接的一般順序及說(shuō)明氣體的發(fā)生氣體的除雜氣體的干燥氣體性質(zhì)驗(yàn)證或收集尾氣處理說(shuō)明：(i)注意兩處的防倒吸問(wèn)題，一是氣體發(fā)生和氣體的除雜之間，二是 氣體收集或性質(zhì)驗(yàn)證與尾氣處理之間，為了防倒吸，常加一安全瓶。(2)防堵塞安全裝置*(3)防污染安全裝

9、置收集或葡花創(chuàng)曲就式曲社式u a對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練211 .氫化鈣是重要的生氫劑，遇水或酸能夠引起燃燒。利用下列裝置制備CaH2 固體(提供的實(shí)驗(yàn)儀器不得重復(fù)使用)，下列說(shuō)法正確的是()mi 耕e _思_A .裝置在加入試劑前無(wú)需檢查氣密性B.各個(gè)裝置儀器接口的連接順序?yàn)閏c-b-f-gd-eC .加熱裝置之前必須檢查氣體的純度D.裝置的主要作用是防止空氣中的 CO2、H2O(g)進(jìn)入裝置中C 裝置為啟普發(fā)生器，加入試劑之前必須檢查裝置的氣密性，A錯(cuò)誤；裝置中產(chǎn)生的氫氣會(huì)混有 HCl、H2O(g),通過(guò)裝置可以除去這兩種雜質(zhì)，所 以儀器接口的連接順序?yàn)?a-d一f一g(或g一f)一b一c, B錯(cuò)誤；在加

10、熱前需通 入氫氣排盡裝置硬質(zhì)玻璃管中的空氣，通過(guò)檢查氫氣的純度確定是否將空氣排 盡，C正確；裝置的作用是除去氫氣中混有的HCl、H2O(g), D錯(cuò)誤。2. (2019長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)實(shí)驗(yàn)室制備鹵砂(NH4C1)所需的裝置如圖所示，裝置 可重復(fù)選用。ABCD(1)裝置接口連接順序是 -a； b。(2)C裝置的作用是, D裝置盛裝的物質(zhì)是 。(3)寫出用上述裝置制備氨氣的一組試劑：0解析：(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康募邦}給裝置可知，從 a、b接口分別向錐形瓶中通入HCl和NH3,可用B裝置制備HCl,經(jīng)D裝置干燥后通入a,裝置接口連接順序 為c-f-g-a；也可用B裝置制備NH3,經(jīng)C裝置干燥后通入b,裝置

11、接口連接 順序?yàn)?d一門bo (2)C裝置用于干燥NH3, D裝置用于干燥HCl,盛裝的物 質(zhì)是濃硫酸。(3)用B裝置制備NH3可選用濃氨水和堿石灰。答案：(1)fg e-dc(2)干燥氨氣濃硫酸(3)濃氨水和堿石灰(或其他合理答案)以氣體性質(zhì)驗(yàn)證和物質(zhì)制備為目的的綜合實(shí)驗(yàn)探究典例導(dǎo)航(2019黃岡調(diào)研)氮化錢(GaN)被稱為第三代半導(dǎo)體材料，其應(yīng)用已經(jīng)取得了 突破性的進(jìn)展。已知：(i )氮化線性質(zhì)穩(wěn)定，不與水、酸反應(yīng)，只在加熱時(shí)溶于濃堿。(ii )NiCl2溶液在加熱時(shí)，先轉(zhuǎn)化為 Ni(OH)2,后分解為NiOo(iii)制備氮化錢的反應(yīng)為 2Ga+ 2NH3=2GaN+ 3H2。Ni某學(xué)校

12、化學(xué)興趣小組實(shí)驗(yàn)制備氮化錢，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：滴加幾滴NiCl2溶液潤(rùn)濕金屬錢粉末，置于反應(yīng)器內(nèi)。先通入一段時(shí)間的H2,再加熱。停止通氫氣，改通入氨氣，繼續(xù)加熱一段時(shí)間。停止加熱，繼續(xù)通入氨氣，直至冷卻。將反應(yīng)器內(nèi)的固體轉(zhuǎn)移到盛有鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干儀器X中的試劑是,儀器Y的名稱是。該套裝置中存在一處明顯的錯(cuò)誤是 0(3)步驟中選擇NiCl2溶液不選擇氧化鍥的原因是 。a增大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率b,使鍥能均勻附著在錢粉的表面，提高催化效率c.能更好地形成原電池，加快反應(yīng)速率請(qǐng)寫出步驟中檢驗(yàn)產(chǎn)品氮化鐵固體洗滌干凈的操作0NaOH 溶(5)錢元素與鋁元

13、素同族，其性質(zhì)與鋁類似，請(qǐng)寫出氮化錢溶于熱液的離子方程式：思路點(diǎn)撥部分裝置作用：A裝置產(chǎn)生H2排空氣，C裝置產(chǎn)生NH3與 Ga反應(yīng)，B、Y裝置除雜，E裝置為反應(yīng)器，F(xiàn)裝置吸收尾氣NH3。解析：（1）實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間H2可排出裝置中的空氣，故A裝置用來(lái)制 備H2,停止通入H2后改通NH3,則裝置C用來(lái)制備NH3,故儀器X中的試劑 應(yīng)為濃氨水。儀器Y為球形干燥管，可裝堿石灰，目的是干燥 NH3。（2）直接將 過(guò)量的NH3通入裝置F中的稀硫酸中，NH3極易溶于稀硫酸，會(huì)引起倒吸。（3） 步驟中選擇NiCl2溶液而不選擇氧化鍥，一方面因?yàn)槟茉龃蠼佑|面積，從而加 快反應(yīng)速率；另一方面可使鍥能均勻地附

14、著在錢粉表面，提高催化效率。（4）制備的氮化錢固體表面會(huì)含有雜質(zhì)Cl,故檢驗(yàn)產(chǎn)品氮化鐵固體洗滌干凈的操作為：取最后一次洗滌液于試管中，滴加 AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀，則證明產(chǎn) 品氮化錢固體已洗滌干凈。（5）根據(jù)Ga與Al性質(zhì)相似，類比可知，GaN與熱NaOH 溶液反應(yīng)的離子方程式為 GaN + OH- + H2OGaO2 + NH3T。答案：（1）濃氨水球形干燥管（2）裝置F中的溶液會(huì)發(fā)生倒吸（3）ab（4）取最后一次洗滌液于試管中，滴加 AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀，則證明 產(chǎn)品氮化鐵固體已洗滌干凈（5）GaN+ OH + H2OGaO2 + NH3 T理題變式（1）A、C裝置中連接分液

15、漏斗上口的橡膠管作用是： 若C中固體為 CaO,則C中反應(yīng)方程式為 Y中試劑為答案：（1）保證上下壓強(qiáng)相同，便于液體順利流下(2)CaO+ 2NH3 H2O=2NH3T + Ca(OH)2(3)堿石灰(或CaO或NaOH)題后反思有氣體參與實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)(1)爆炸：可燃性氣體的點(diǎn)燃、不純氣體受熱、氣體導(dǎo)管堵塞導(dǎo)致。(2)炸裂：玻璃儀器的驟冷驟熱、受熱不均等導(dǎo)致。(3)倒吸：氣體在用液體吸收或與液態(tài)試劑反應(yīng)時(shí)，由于極易溶解或反應(yīng)導(dǎo) 致。(4)堵塞：生成的蒸氣易凝結(jié)、生成氣體的同時(shí)產(chǎn)生粉塵等導(dǎo)致。(5)空氣污染：生成的氣體有毒、缺少尾氣處理措施或措施不當(dāng)導(dǎo)致。(6)若制備物質(zhì)易水解，要注意防止外

16、界空氣進(jìn)入。(7)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點(diǎn)燃酒精燈。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3. (2017全國(guó)卷I , T10)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬 W的裝置如圖所 示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒(méi)食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說(shuō)法正確的是()笆式爐活塞K盛有明口的空舟A.、中依次盛裝 KMnO4溶液、濃硫酸、焦性沒(méi)食子酸溶液B.管式爐加熱前，用試管在處收集氣體并點(diǎn)燃，通過(guò)聲音判斷氣體純度C.結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞 K,再停止加熱D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化鈕與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣B A項(xiàng)，若中為焦性沒(méi)食子酸溶液，則進(jìn)入中的氣體還會(huì)有水蒸氣,錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若在處收集氣體點(diǎn)燃，發(fā)出

17、“噗”聲，則證明制取的氫氣較純，可以加熱管式爐，正確；C項(xiàng)，為了防止生成的 W被氧化，反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止加熱，待管式爐冷卻后再關(guān)閉活塞 K,錯(cuò)誤；D項(xiàng)，二氧化鈕與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣需要加熱，而啟普發(fā)生器不能加熱，錯(cuò)誤。 4. (2018專家原創(chuàng))磺酰氯(SO2cl2)是一種重要的有機(jī)合成試劑，實(shí)驗(yàn)室可利 用SO2與Cl2在活性炭作用下反應(yīng)制取少量的 SO2cl2,裝置如圖所示(部分火持 裝置省略)。已知SO2cl2的熔點(diǎn)為一54.1 C,沸點(diǎn)為69.1 C,遇水能發(fā)生劇烈 的水解反應(yīng)，并產(chǎn)生白霧。(1)SO2c12中S元素的化合價(jià)為 。(2)儀器B的名稱為,由儀器B的使用可知 SO2與C12反

18、應(yīng)的H_0(填“”或“ < ”)，儀器 C 的作用是(3)試劑X、Y的組合最好是 。5. 18.4 mol L1H2SO4 溶液 + Cu6. 4 mol L 1HNO3溶液 + Na2SO37. 75% H2SO4 溶液 + K2SO3(4)本實(shí)驗(yàn)中制取Cl2的離子方程式為(5)反應(yīng)結(jié)束后,將丙中產(chǎn)物分離的實(shí)驗(yàn)操作是 。(6)分離產(chǎn)物后，向獲得的SO2cl2中加入足量NaOH溶液，振蕩、靜置得到 無(wú)色溶液Wo寫出該反應(yīng)的離子方程式：檢驗(yàn)溶液 w中存在so4的方法是(7)若反應(yīng)中消耗的氯氣的體積為 896 mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況，SO2足量)，最后得到純凈的磺酰氯3.3 g,則磺酰氯的產(chǎn)率為 (保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為 0,可判斷出S的化合價(jià)為+ 6,注意書(shū)寫規(guī)范，“十”不能省略。(2)球形冷凝管B起冷凝回流作用，故可 推出內(nèi)中SO2與C12的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AH<0,儀器C為盛有堿石灰的干燥管， 其作用一是可吸收未反應(yīng)完的污染性氣體 SO2與C12,二是可避免空氣中的水蒸 氣進(jìn)入內(nèi)裝置引起SO2c12的水解。(