第十一章化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第三節(jié)常見氣體的制備知識(shí)研讀(對應(yīng)學(xué)生用書P160)課程解讀課程標(biāo)準(zhǔn)1.掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器，反應(yīng)原理和收集方法)。2．與其他各部分知識(shí)、技能的綜合應(yīng)用。考點(diǎn)展示1.以常見氣體的制備為知識(shí)載體考查學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?．對課本上的氣體制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，考查裝置和儀器藥品的替代方法。知識(shí)梳理一、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣1．反應(yīng)原理(1)用KClO3和MnO2制取化學(xué)方程式：_____________________________________。(2)用H2O2和MnO2制取化學(xué)方程式：_____________________。2．收集方法用______________________。排水法或向上排空氣法二、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳1．反應(yīng)原理化學(xué)方程式：____________________________。2．收集方法用_____________。三、實(shí)驗(yàn)室制取氫氣1．反應(yīng)原理化學(xué)方程式：____________________________。2．收集方法用____________________。向上排空氣法Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑排水法或向下排空氣法四、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣1．反應(yīng)原理化學(xué)方程式：____________________________________。2．收集方法用_____________。五、實(shí)驗(yàn)室制取氨氣1．反應(yīng)原理化學(xué)方程式：____________________________________。2．收集方法用_____________。MnO2＋4HCl(濃)===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O向上排空氣法向下排空氣法考點(diǎn)一

氣體制備時(shí)反應(yīng)發(fā)生裝置的選擇1．常見氣體制備發(fā)生裝置考點(diǎn)整合(即時(shí)鞏固解析為教師用書獨(dú)有)反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)固、固加熱型O2、NH3等①試管要干燥②試管口略低于試管底③加熱時(shí)先均勻加熱再固定加強(qiáng)熱固、液加熱型或液、液加熱型Cl2、HCl、NO等①燒瓶加熱時(shí)要墊石棉網(wǎng)②反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO2等①使用長頸漏斗時(shí)，要使漏斗插入液面以下②啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，且一種氣體不溶于水③使用分液漏斗既可以增強(qiáng)氣密性，又可控制液體流速2.氣體的收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應(yīng)或難溶于水收集的氣體密度比空氣大，且與空氣密度相差較大收集的氣體密度比空氣小，且與空氣密度相差較大收集裝置適用的氣體H2、O2、NO、CH4、C2H4等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等H2、NH3等【案例1】擬用如圖裝置制取表中的四種干燥、純凈的氣體(圖中鐵架臺(tái)、鐵夾、加熱及氣體收集裝置均已略去；必要時(shí)可以加熱；a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)。氣體abcdC2H4乙醇濃H2SO4NaOH溶液濃H2SO4Cl2濃鹽酸MnO2NaOH溶液濃H2SO4NH3飽和NH4Cl溶液消石灰H2O固體NaOHNO稀HNO3銅屑H2OP2O5(1)上述方法中可以得到干燥、純凈的氣體是______。(2)指出不能用上述方法制取的氣體，并說明理由(可以不填滿)①氣體________，理由是___________________________。②氣體________，理由是___________________________。③氣體________，理由是___________________________。④氣體________，理由是___________________________。【解析】本題重在考查制備氣體的反應(yīng)條件、氣體的干燥及凈化方法的選擇。答題時(shí)必須全面分析、理解所給的裝置的意圖，結(jié)合學(xué)過的實(shí)驗(yàn)基本操作知識(shí)，才能作出正確的選擇。由于所給制備裝置中，沒有溫度計(jì)無法控制反應(yīng)溫度，不能確定是否有C2H4產(chǎn)生，也就不能得到干燥純凈的C2H4；所給裝置雖然加熱時(shí)可以產(chǎn)生Cl2，但在c裝置中用NaOH溶液除HCl同時(shí)，Cl2也被吸收；飽和NH4Cl溶液與消石灰作用產(chǎn)生NH3，但在通過c裝置時(shí)被水吸收，最后也得不到NH3；銅與稀硝酸作用產(chǎn)生NO氣體，部分被裝置中的氧氣氧化為NO2，但在通過c裝置中的水時(shí)，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO又得到NO，經(jīng)P2O5干燥得到純凈的NO。【答案】

(1)NO(2)①C2H4裝置中沒有溫度計(jì)，無法控制反應(yīng)溫度②Cl2反應(yīng)生成的Cl2被c中的NaOH吸收了③NH3反應(yīng)生成的NH3被c中的H2O吸收了【即時(shí)鞏固1】

(2008·山東高考改造題)實(shí)驗(yàn)室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng)：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置______(填代號(hào))和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置______(填代號(hào))。可選用制備氣體的裝置：【解析】考慮所給反應(yīng)物質(zhì)的狀態(tài)與氣體的性質(zhì)選用氣體發(fā)生和收集的裝置。制備氫氣不需加熱，且鋅粒為固體顆粒，氫氣難溶于水，密度比空氣小，因此a、e、f中只有e正確；氯氣可溶于水，且氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，為除雜需選用d裝置。【答案】

e

d考點(diǎn)二氣體的凈化及尾氣的吸收1．氣體的凈化(1)凈化原則：不減少被凈化氣體的量，不引入新的雜質(zhì)，操作簡便，易于分離。(2)氣體的凈化裝置與方法①易溶于水或能與水反應(yīng)不生成其他氣體的雜質(zhì)用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)氣體，下同)，可將混合氣體通過盛水的a來除去雜質(zhì)氣體。②酸性雜質(zhì)用堿性吸收劑、堿性雜質(zhì)用酸性吸收劑來吸收。如CO(CO2)，可將混合氣體通過盛NaOH溶液的a或盛堿石灰的b或c或d來除去雜質(zhì)。③還原性雜質(zhì)，可用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)，可用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收。例如CO2(CO)，可將混合氣體通過盛灼熱CuO的e來除去雜質(zhì)。④選用能與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑做吸收劑來除去雜質(zhì)。如O2(H2S)，可將混合氣體通過盛有CuSO4溶液的a除去雜質(zhì)。2．尾氣的吸收(1)用水吸收的是：HCl、NH3(注意防倒吸)。(2)用燒堿溶液吸收的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3)用燃燒的酒精燈可點(diǎn)燃除去的是：CO。靈犀一點(diǎn)：當(dāng)氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，若采用洗氣裝置，通常是除雜在前，干燥在后。若用加熱裝置除雜時(shí)，通常是干燥在前，除雜在后。【案例2】

(2008·四川理綜)某課外小組利用H2還原黃色的WO3粉末測定W的相對原子質(zhì)量，下圖是測定裝置的示意圖，A中的試劑是鹽酸。請回答下列問題：(1)儀器中裝入的試劑：B_______、C______、D________。(2)連接好裝置后應(yīng)首先________，其方法是____________。(3)“加熱反應(yīng)管E”和“從A中逐滴滴加液體”這兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是________________。在這兩步之間還應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________________________________。(4)反應(yīng)過程中G管逸出的氣體是________，其處理方法是____________________________。【解析】

(1)一般用鹽酸和鋅粒反應(yīng)制取氫氣，故B中放鋅粒，C中用水吸收揮發(fā)出的HCl氣體，D中用濃硫酸干燥H2。(2)連接好裝置后應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性，具體方法是：將G彎管浸沒在盛有水的燒杯中，微熱燒瓶B，觀察G管口，若有氣泡逸出，說明裝置的氣密性良好。(3)應(yīng)先通入氫氣，然后再加熱反應(yīng)管E，所以應(yīng)該先向A瓶逐滴滴加液體，制取氫氣；在加熱反應(yīng)管E之前，還要檢驗(yàn)氫氣的純度，只有氫氣純了，才能加熱反應(yīng)管E。(4)F會(huì)將生成的水蒸氣吸收，最后從G管逸出的氣體是氫氣，可以采用在G管出口處點(diǎn)燃的方法除去多余的氫氣。【答案】

(1)鋅粒水濃硫酸(2)檢查氣密性將G彎管浸沒在盛有水的燒杯中，微熱燒瓶B，觀察G管口，若有氣泡逸出，說明裝置的氣密性良好(3)先從A瓶逐滴滴加液體檢驗(yàn)H2的純度(4)氫氣在G管出口處點(diǎn)燃【規(guī)律方法】

(1)氣體的除雜：先除雜，后除水，加熱除氧放末尾。常用的除雜試劑(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)氣體)有：硫酸銅溶液(H2S)、碳酸氫鈉溶液(SO2或HCl)、加熱氧化銅粉末(CO或H2)、濃NaOH溶液(CO2)、加熱銅網(wǎng)(O2)、濃H2SO4或無水氯化鈣(H2O)。(2)尾氣的處理：燃燒法(如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等)；堿液吸收法