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2023届高三化学一轮复习 专题4 常见气体的实验室制备、净化和收集 课件
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这是一份2023届高三化学一轮复习 专题4 常见气体的实验室制备、净化和收集 课件，共36页。PPT课件主要包含了核心知识梳理，发生装置，气体的收集方法，收集Cl2，收集CO2，收集H2S，收集HCl或NH3，解题能力提升，装置图，先除去杂质后进行干燥等内容，欢迎下载使用。
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：
制备气体：O2、NH3等。
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂;②铁夹应夹在距试管口约1/3处;③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长,否则会阻碍气体的导出
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：H2、SO2、CO2。
注意：①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器。
②长颈漏斗的下端应伸入液面以下,否则起不到液封的作用。
“即开即用，即关即停”
3.装置气密性检查问题
答题模板:(1)微热法检查:封闭[关闭活塞(或止水夹),导管末端插入盛水的烧杯中等]→微热(双手捂或用酒精灯稍微加热)→气泡(观察到导管口有气泡逸出)→水柱(移开双手或停止加热,观察到导管中形成一段稳定的水柱)。
(2)液差法检查:封闭(关闭活塞或用止水夹夹住橡胶管等)→液差(向××容器中加水,使××和××形成液面差)→不变(停止加水,放置一段时间,液面差保持不变)。
方法:关闭分液漏斗的活塞,将导气管插入烧杯的水中,用酒精灯微热圆底烧瓶。若导管末端产生气泡,停止加热,导管中有一段水柱形成,说明装置不漏气。
方法:塞紧橡皮塞,关闭止水夹K,从长颈漏斗上口注入水,使水浸过长颈漏斗下端,继续加水使长颈漏斗中水面高于试管中水面,静置一段时间,若液面高度差不变,则装置不漏气。
方法:塞紧橡皮塞,向乙管中注入适量水,使乙管液面高于甲管液面,静置片刻,若液面高度差保持不变,则装置气密性良好。
[典型例题1] 如图所示装置的气密性检查中,漏气的是( )
4.气体制备装置的改进(1)
改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，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
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。
5.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
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。
7.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——②饱和NaHCO3溶液——③饱和NaHS溶液——④四氯化碳——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。
[典型例题3] CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,通过如图所示的洗气瓶,(1)、(2)两瓶中所装的试剂应该是( )A.(1)NaOH (2)浓H2SO4B.(1)浓H2SO4 (2)NaOHC.(1)饱和NaHCO3 (2)浓H2SO4D.(1)浓H2SO4 (2)Na2CO3
8.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(见下图a、b、c)
①实验室制取Cl2时，②制取CO时，③制取H2时，
尾气的处理可采用b装置。
尾气处理可采用a、c装置。
6. 广口瓶的“一材多用”(1)洗气瓶,A进B出。(2)收集比空气密度大的气体,A进B出。(3)收集比空气密度小的气体,B进A出。(4)用排水法收集气体、测量难溶于水的气体的体积,B进A出。(5)贮气瓶,水A进,气B出。(6)安全瓶,在收集装置与尾气吸收装置之间,气体B进A出。
[典型例题6] 广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”,是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是( )
[跟踪训练6] 如图所示的装置在实验室中用途比较广泛:(1)排空气法收集气体,若收集CO2气体,进气口为 (填“”或“b”)。 (2)若瓶中装满水,可用于收集下列气体中的 (填字母)。 A.NO B.NO2C.NH3D.HCl
(3)如果广口瓶中盛放浓硫酸,可用作气体干燥装置,则该装置不可以干燥的气体有 (填字母)。 A.HCl B.NH3 C.H2 D.CO(4)此装置还可用于除去气体中的杂质气体。若要用此装置除去CO2中混有的少量SO2气体,则装置中应盛放的液体可能是 (填字母)。 A.NaOH溶液 B.饱和Na2CO3溶液 C.饱和NaHCO3溶液 D.浓H2SO4
题组一 气体的制备与性质探究1.用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是
2.(2020·武汉检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是
3.利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是
4.用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是
题组三 仪器连接专练5.将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况(约20 ℃，1.01×105 Pa)的体积。某同学拟选用如图实验装置完成实验：
最简易的装置其连接顺序：A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母，可不填满)。
E D G
6.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：
上述仪器的连接顺序：e接 ， 接 ， 接 ， 接 (按气流方向，用小写字母表示)。
d c a b i h g
MnO2+ 4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
二、氯气的实验室制备：
3、收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法
4、验满方法：①使湿润的淀粉KI试纸变蓝； ②湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
5、洗气：除 ：通过盛有 的洗气瓶；除 ：通过盛有 的洗气瓶；
6、尾气吸收：用 溶液吸收多余的氯气。
Cl2+2I-=I2+2Cl-
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
7.亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
②气体液化的温度：NO2(21 ℃)、NO(－152 ℃)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是________________________ 。
(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→ ；组装好仪器后，接下来进行的操作是 。
8.利用如图装置，进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、 H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。
(1)仪器a的名称为 ，仪器b中装入的试剂可以是_____________________________。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为 (填字母，装置可重复使用)。
3、净化：碱石灰（或生石灰）
4、收集：向下排空气法，试管口塞一团棉花防止氨气与空气对流
a：把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；b：把蘸有浓HCl的玻璃棒置于试管口，有白烟生成
不能用无水CaCl2来干燥NH3（形成CaCl2.8NH3)
可在试管口放一团用水或者稀硫酸浸湿的棉花球
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：
制备气体：O2、NH3等。
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂;②铁夹应夹在距试管口约1/3处;③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长,否则会阻碍气体的导出
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：H2、SO2、CO2。
注意：①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器。
②长颈漏斗的下端应伸入液面以下,否则起不到液封的作用。
“即开即用，即关即停”
3.装置气密性检查问题
答题模板:(1)微热法检查:封闭[关闭活塞(或止水夹),导管末端插入盛水的烧杯中等]→微热(双手捂或用酒精灯稍微加热)→气泡(观察到导管口有气泡逸出)→水柱(移开双手或停止加热,观察到导管中形成一段稳定的水柱)。
(2)液差法检查:封闭(关闭活塞或用止水夹夹住橡胶管等)→液差(向××容器中加水,使××和××形成液面差)→不变(停止加水,放置一段时间,液面差保持不变)。
方法:关闭分液漏斗的活塞,将导气管插入烧杯的水中,用酒精灯微热圆底烧瓶。若导管末端产生气泡,停止加热,导管中有一段水柱形成,说明装置不漏气。
方法:塞紧橡皮塞,关闭止水夹K,从长颈漏斗上口注入水,使水浸过长颈漏斗下端,继续加水使长颈漏斗中水面高于试管中水面,静置一段时间,若液面高度差不变,则装置不漏气。
方法:塞紧橡皮塞,向乙管中注入适量水,使乙管液面高于甲管液面,静置片刻,若液面高度差保持不变,则装置气密性良好。
[典型例题1] 如图所示装置的气密性检查中,漏气的是( )
4.气体制备装置的改进(1)
改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，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
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。
5.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
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。
7.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——②饱和NaHCO3溶液——③饱和NaHS溶液——④四氯化碳——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。
[典型例题3] CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,通过如图所示的洗气瓶,(1)、(2)两瓶中所装的试剂应该是( )A.(1)NaOH (2)浓H2SO4B.(1)浓H2SO4 (2)NaOHC.(1)饱和NaHCO3 (2)浓H2SO4D.(1)浓H2SO4 (2)Na2CO3
8.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(见下图a、b、c)
①实验室制取Cl2时，②制取CO时，③制取H2时，
尾气的处理可采用b装置。
尾气处理可采用a、c装置。
6. 广口瓶的“一材多用”(1)洗气瓶,A进B出。(2)收集比空气密度大的气体,A进B出。(3)收集比空气密度小的气体,B进A出。(4)用排水法收集气体、测量难溶于水的气体的体积,B进A出。(5)贮气瓶,水A进,气B出。(6)安全瓶,在收集装置与尾气吸收装置之间,气体B进A出。
[典型例题6] 广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”,是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是( )
[跟踪训练6] 如图所示的装置在实验室中用途比较广泛:(1)排空气法收集气体,若收集CO2气体,进气口为 (填“”或“b”)。 (2)若瓶中装满水,可用于收集下列气体中的 (填字母)。 A.NO B.NO2C.NH3D.HCl
(3)如果广口瓶中盛放浓硫酸,可用作气体干燥装置,则该装置不可以干燥的气体有 (填字母)。 A.HCl B.NH3 C.H2 D.CO(4)此装置还可用于除去气体中的杂质气体。若要用此装置除去CO2中混有的少量SO2气体,则装置中应盛放的液体可能是 (填字母)。 A.NaOH溶液 B.饱和Na2CO3溶液 C.饱和NaHCO3溶液 D.浓H2SO4
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3.利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是
4.用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是
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最简易的装置其连接顺序：A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母，可不填满)。
E D G
6.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：
上述仪器的连接顺序：e接 ， 接 ， 接 ， 接 (按气流方向，用小写字母表示)。
d c a b i h g
MnO2+ 4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
二、氯气的实验室制备：
3、收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法
4、验满方法：①使湿润的淀粉KI试纸变蓝； ②湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
5、洗气：除 ：通过盛有 的洗气瓶；除 ：通过盛有 的洗气瓶；
6、尾气吸收：用 溶液吸收多余的氯气。
Cl2+2I-=I2+2Cl-
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
7.亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
②气体液化的温度：NO2(21 ℃)、NO(－152 ℃)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是________________________ 。
(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→ ；组装好仪器后，接下来进行的操作是 。
8.利用如图装置，进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、 H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。
(1)仪器a的名称为 ，仪器b中装入的试剂可以是_____________________________。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为 (填字母，装置可重复使用)。
3、净化：碱石灰（或生石灰）
4、收集：向下排空气法，试管口塞一团棉花防止氨气与空气对流
a：把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；b：把蘸有浓HCl的玻璃棒置于试管口，有白烟生成
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