Transcript 气体制备

气体的制备复习课
实验室制取气体应从哪些方面考虑？
1、选药品
2、选反应装置
3、选收集装置
4、净化和检验
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1、实验室制取氧气、氢气、
二氧化碳通常选用的药品是
什么？反应条件是什么？(写
出反应的方程式）
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O2：
△
2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑
MnO2
2H2O2=====2H2O+O2↑
H2：
Zn+H2SO4 ==ZnSO4+H2↑
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
CO2： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
一.发生装置的选择
1.
反应物状态：固体+固体反应
反应条件： 加热
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2.
反应物状态： 固体+液体反应
反应条件： 常温
块状固体+液体反应
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实验设计：
现有下列仪器，设计一个制二氧化碳的装
置，要求反应能随时发生、随时停止：
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[小结] 凡是对固体物质进行加热
制取气体时，均可采取制取氧气
的这套反应装置；当用固体和液
体在常温下制气体时，用实验室
制氢气的装置。
实验室常用加热醋酸钠和碱石灰的固
体混合物来制取甲烷（CH4）气体，甲
烷是一种无色无味、密度比空气小、
极难溶于水的气体。制甲烷时，气体
的发生装置与实验室制 氧气 气体的
发生装置相同，气体的收集可选用
法。排水法或向下排空气
实验室收集气体选用装置时应考虑哪些因素？从所给
图中选出收集氧气、氢气、二氧化碳的装置，并解释
原因。
（1）
（4）
（2）
（5）
（3）
（6）
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二.收集装置的选择
排水集气法：
难溶于水，不与水反应
向上排空气法： 密度比空气大，
不与氧气反应
向下排空气法：
密度比空气小，
不与氧气反应
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1.若气体密度比空气大： a进b出
2.若密度比空气小：
b进a出
A进B出
a
b
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气体的性质：密度、溶解性（物理性质）
不与氧气、水反应（化学性质）
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实验室制取并收集气体的常见装置如图：
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3、改正下列制取气体装置中的错误，说明原因。
制氧气
伸入试管内
的导气管应
刚露出胶塞
制氢气
试管口应竖直
向上
制取CO2
长颈漏斗应该插
入液面以下。伸
入反应容器中的
导气管应稍伸出
橡皮塞。
[小结]实验室制气体的一般思路
回顾制取O2、H2、CO2等气体的实验
（1）首先研究生成该气体的化学反应
原理；（2）然后根据 反应物状态 和
反应条件
选择并安装实验仪器，
而且一定要检查 装置的气密性
；
（3）根据 气体的性质 确定气体的收集
方法。
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三.气体的净化、干燥及检验
1.净化装置
洗气瓶
（长进短出）
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吸收酸性气体，如：CO2、
SO2、HCl等
----NaOH溶液
吸收极易溶于水
的气体，如：
HCl、NH3等
----H2O
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2.干燥装置
干燥管
U型管
洗气瓶
（大进小出）
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CaO或NaOH固体
1.干燥中性气体： H2、O2、N2、CO等
2.干燥碱性气体： NH3
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1.干燥中性气体：
H2、O2、N2、CO等
2.干燥酸性气体:
-----浓硫酸 HCl、CO2、SO2等
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3.气体检验装置
水蒸汽
无水硫酸铜
（检验水蒸汽的存在）
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HCl气体
----AgNO3溶液
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CO2气体
检验CO2气体
----澄清石灰水
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为了除去N2中混有的少量的CO2和水蒸气，两
位同学将混合气体分别通过下面两个装置，最
后得到的气体分别是什么？
如果想检验N2中含有的CO2和水蒸气，该如何设计实验
装置？
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知识积累
实验目的
装置
所用药品
检验HCl气体
B
A
A
无水CuSO4
Ca(OH)2
AgNO3
除去CO2
A
NaOH溶液
B
碱石灰
检验水蒸气
检验CO2气体
除去N2中的O2
C
铜粉
将CO转化为CO2
C
氧化铜
将CO2转化为CO
C
碳粉
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练习二：
1. 如下图所示，该装置有洗气、检验及储气等用途。
（1）若用此装置来除去氢气中混有的少量水蒸气时，在锥形
瓶内应该盛放的试剂是 浓H2SO4
（2）若要验证氢气中是否混有HCl气体，锥形瓶内应该盛放
的试剂是 AgNO3溶液
（3）若用来收集气体，当气体从b端通入时，能收集到的气体
可以是 密度比空气小的气体，如H2
。
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练习一：1 ．硫化氢（H2S）是一种有毒气体，其密度比
空气的密度大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用
块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，在常温下通过
发生复分解反应制得硫化氢气体。根据装置图回答下列
问题：
c
d a
b
e
f g
①制取硫化氢气体的发生装置可以选用 B ，
②若用C装置收集H2S气体，进气口应为 b ，原因
是 H2S的密度比空气大。
③在你看来不选择装置D的原因是H2S能溶于水
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2.
c
d a
b
e
f
g
③为了验证H2S的水溶液呈酸性，可以将该气体通入装置D，D
中所盛的试剂应该是 紫色石蕊试液 ，现象是 紫色石蕊试液变红
④做上述实验时，为了防止多余的硫化氢逸出污染环境，可以
将其通入装置E吸收，E中的试剂应该为 NaOH 溶液。
⑤请从上图中选择装置，完成H2S的制气、收集、尾气处理，
将接口顺序填在横线上： d-b -a -g （填接口字母）
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[例题]用锌与盐酸反应制得的氢气中混有氯化氢
和水蒸气。现有以下装置：
（1）制氢气的发生装置应选用（填装置对应的字
母号，下同） D 。
（2）检验氯化氢气体，可选 B
装置；除去氯
化氢气体，应选 F 装置。
（3）检验水蒸气，应选 C 装置；除去水蒸气，
应选用 E 装置。
（4）如果要制取和收集纯净、干燥的氢气，各装
置的导管连接顺序是 6-10-9-3-2-8-7-4-5-11 。
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综合性气体制备实验装置的设计包括哪些方面
四.综合性气体制备方案
发生
装置
净化
装置
干燥
装置
收集
装置
尾气处理
装置
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[练习]利用纯净、干燥的氢气还原灼热的氧化铜
来测定水的组成。实验装置由A、B、C、D组成
（氢气发生装置省略未画出）。回答下列问题：
（1）如果某学生用锌和较浓的盐酸制取氢气，他
用装置A、B是为了得到纯净、干燥的氢气，在装
置A中通常放 NaOH 溶液，其作用是 除HCl ；
在装置B中通常放 浓硫酸 溶液，其作用
除水
是
。
（2）若实验前后，称量结果如下，装氧化铜
的玻璃管的质量减少6.4克，装氯化钙的U型
管的质量增加了7.2克。根据上述实验数据，
写出水中氢、氧两种元素质量比的原始计算
式 (7.2g-6.4g):6.4g
无水硫酸铜
（3）在装置D中，将CaCl2改换为
，
才能检验出氢气还原氧化铜有水生成。
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6、草酸晶体与浓硫酸共热可制得一氧化碳气体，其化学
方程式如下：
现利用该反应制取一氧化碳并要求：
（a）验证CO的还原性及氧化产物；
（b）剩余CO不能排入大气。
试从下图选用几种装置（可重复使用）连接成一套实验
用的装置，连接顺序是什么？[发生装置略]
发生
装置
A
选择仪器：A、C、E、F、H 连接顺序：A—E—F—C—F—H
【随堂检测】例1、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合
气，其主要成分是CO、H2、CO2和水蒸气。请用下列
装置设计一个实验，以确认混合气中含有CO和H2。
（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码
字母）混合气→( F ) ( E )接 ( D ) ( C )接 (A ) ( B )
接 ( J ) ( I )接 ( H) ( G )。
（2）确认混合气中含有H2的实验现象是：黑色氧化铜变红，
无水硫酸铜由白变蓝；其理由 H2通过灼热的CuO后生成Cu和水
蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝
例2、为了验证某混合气体由H2、CO和HCl三种气体组
成，请从下图中选择适当的装置设计一实验，并回答问题
（假设每步均完全反应）：
①装置连接的顺序是
。
②你所选 择的第一装置的作用
。
③最后一个装置中反应化学方程式
。
④A装置在实验过程中玻璃管中现象
。
⑤若省略第二个装置，不能验证的气体
。
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例3、甲、乙两同学利用下面装置测定铜和氧化铜的混合物
中铜元素的质量分数。回答问题：
①A中可观察到的现象
，化学方程式 。
②B装置作用
；C装置作用
。
③D装置中铜和氧化铜总质量为10克，充分反应后，
E装置的质量增加1.8克，则原混合物中铜元素的质
量分数为
。
④F装置的作用是
，如果没有F装置，
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会使实验结果
（偏大、偏小）。
例4、现只有稀盐酸、浓硫酸和NaOH溶液。要用如图所示装置对
O2和CO2的混合气体进行分离和干燥，则：
①甲中应盛
，乙中应盛
；
②首先打开活塞a，可分离出
，反应化学方程式
为
。
③再关闭活塞a，向b中加入稀盐酸，又可分离出
，反应
化学方程式
。
④b仪器为何要伸入液面下
。
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净化装置(洗气瓶的多功能性)
→
→
洗气瓶（长进短出）
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1.洗气（除去气体中的杂质）
（1）除去H2或CO中的CO2气体
气体从A进B出
NaOH溶液
2.干燥气体
除去H2或O2中的水蒸气
气体从A进B出
A
B
浓H2SO4
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3.收集气体
A
B
(1)收集密度大于空气密度的气体如O2、
CO2等气体流向A
B
(2)收集密度小于空气密度的气体如H2、CH4
等气体流向B
A
(3)收集难溶于水且不与水发生化学反应的气体
如H2、O2 等 气体流向B
A
A
B
水
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4、检验气体
证明H2中含有少量的CO2气体
A
B
澄清石灰水
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5、医疗上用于监测O2放出的速度
气体流向A
A
B
B
蒸馏水
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6、气体体积的测量
主要用于测量难溶与水，不与水发生化学反应的气体的体
积。如测量不纯的锌粒与足量的稀硫酸反应生成H2的体积，
可将两个仪器连接到一起，气体从A进入,水从B流入量筒
中，进入量筒中水的体积就是生成的H2的体积。
A
B
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