第24講　常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集
1．了解常見氣體的制備原理、裝置及改進(jìn)措施。2．能根據(jù)氣體的性質(zhì)及制備原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。
1．氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路
2．常見氣體的發(fā)生裝置依據(jù)制備氣體所需的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類。
3.氣體的除雜方法(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體在性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。除雜原則：①不損失主體氣體；②不引入新的雜質(zhì)氣體；③在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；④先除易除去的雜質(zhì)氣體；⑤先除雜后干燥。
(2)氣體干燥、凈化裝置。
例如，當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用上述裝置中的裝置Ⅳ除去O2，除雜試劑是Cu粉。
[拓展]　排液集氣的創(chuàng)新裝置
裝置Ⅰ：從a導(dǎo)管進(jìn)氣、b導(dǎo)管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體：①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。裝置Ⅱ：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。
5．防堵塞及尾氣處理裝置(1)防堵塞安全裝置。
(2)尾氣處理的原因、方法及裝置。①原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或引發(fā)火災(zāi)、爆炸等危害。②方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿液吸收、可燃性氣體點(diǎn)燃等。
i．實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，尾氣處理可采用________裝置。ii.實(shí)驗(yàn)室制取CO時(shí)，尾氣處理可采用________裝置。iii.實(shí)驗(yàn)室制取H2時(shí)，尾氣處理可采用________裝置。
[易錯(cuò)秒判]1．判斷下列制取氣體所選用的試劑是否正確。
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
2．判斷下列氣體的吸收或收集方法是否正確。
一、氣體的制備、凈化和收集1．下圖裝置可用于制取、提純并收集表格中的四種氣體(a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)，其中可行的是(　　)
2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)如下裝置的連接順序正確的是(　　)A．制備收集C2H4：連接a→c→gB．制備收集NO：連接b→c→e→dC．制備收集NH3：連接b→d→e→cD．制備收集Cl2：連接a→f→c→e→d
解析：制備C2H4沒有控制溫度的溫度計(jì)，A錯(cuò)誤；NO與O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集，B錯(cuò)誤；NH3應(yīng)用向下排空氣法收集，且濃硫酸吸收多余的NH3，易發(fā)生倒吸，C錯(cuò)誤；飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體，濃硫酸吸收水蒸氣，堿石灰吸收多余的Cl2，D正確。
二、氣體制備裝置的改進(jìn)與創(chuàng)新3．下列氣體發(fā)生裝置，當(dāng)加入適當(dāng)?shù)膲K狀固體和液體時(shí)不具有隨開隨用隨關(guān)隨停功能的是(　　)
解析：A、B、C可以利用壓強(qiáng)差控制反應(yīng)的發(fā)生與停止；D沒有隔離板，所以不能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止。
4．下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
解析：A項(xiàng)，除雜質(zhì)時(shí)應(yīng)從長管進(jìn)氣且應(yīng)用NaOH等強(qiáng)堿性溶液；B項(xiàng)，通入Cl2的導(dǎo)管應(yīng)插入燒瓶底部；D項(xiàng)，會(huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。
1.(2023·新高考北京卷)完成下述實(shí)驗(yàn)，裝置或試劑不正確的是(　　)
解析：MnO2固體與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成Cl2，該裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制備Cl2，A項(xiàng)正確；C2H4不溶于水，可選擇排水法收集，B項(xiàng)正確；擠壓膠頭滴管，水進(jìn)入燒瓶將NH3溶解，燒瓶中氣體大量減少使壓強(qiáng)急劇降低，打開活塞后水迅速被壓入燒瓶中形成紅色噴泉，紅色噴泉證明NH3與水形成的氨水是堿性物質(zhì)，C項(xiàng)正確；Na2CO3與CO2會(huì)發(fā)生反應(yīng)，消耗CO2，應(yīng)該選用飽和NaHCO3溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2．(2022·新高考北京卷)利用下圖所示裝置(夾持裝置略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，b中現(xiàn)象不能證明a中產(chǎn)物生成的是(　　)
解析：A.濃硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸也能與碘化鉀溶液反應(yīng)生成I2而使淀粉溶液變藍(lán)色，故A符合題意；B.銅與濃硫酸共熱反應(yīng)生成的二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，故B不符合題意；C.濃氫氧化鈉溶液與氯化銨溶液共熱反應(yīng)生成能使酚酞溶液變紅的氨，故C不符合題意；D.2-溴丙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成能使溴水褪色的丙烯，故D不符合題意。
3．(2021·高考全國甲卷)實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體的方法可行的是(　　)
4．(2021·新高考海南卷)用如圖裝置制取干燥的氣體(a、b表示加入的試劑)，能實(shí)現(xiàn)的是(　　)

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