摘要：(三).气体的收集 1．排水集气法 难溶或微溶于水.与水不发生化学反应的气体.都可用排水集气法收集.例如H2.O2.NO.CO.CH4.CH2＝CH2.CH≡CH等.用排水集气法收集气体时.导管口只能伸入集气瓶内少许. 2．排空气集气法 不与空气发生反应.且其密度与空气密度相差较大的气体.都可用排空气集气法收集.空气的平均式量是29.式量大于29的气体如Cl2.HCl.CO2.SO2.H2S气体可用瓶口向上的排空气法收集.如式量小于29的气体.如H2.NH3.CH4可用瓶口向下的排空气取气法收集.用排空气法收集气体时.导管一定要伸入集气瓶底部.把空气尽量排出.为减少空气向瓶内扩散.集气瓶口可盖上毛玻璃片.如用试管收集时.可在试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花. (四).气体的净化与干燥 1．气体的净化与干燥装置 气体的净化常用洗气瓶.干燥管.如图所示. 2．气体的净化 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定.所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质.而不能与被提纯的气体反应.一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收,②酸性杂质可用碱性物质吸收,③碱性杂质可用酸性物质吸收,④水分可用干燥剂来吸收,⑤能与杂质反应生成沉淀的物质也可作为吸收剂. 3．气体干燥剂 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类: ①酸性干燥剂.如浓硫酸.五氧化二磷.硅胶.酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体.如CO2.SO2.NO2.HCI.H2.Cl2 .O2.CH4等气体. ②碱性干燥剂.如生石灰.碱石灰.固体NaOH.碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体.如NH3.H2.O2.CH4等气体. ③中性干燥剂.如无水氯化钙等.可以干燥中性.酸性.碱性气体.如O2.H2.CH4等. 在选用干燥剂时.显碱性的气体不能选用酸性干燥剂.显酸性的气体不能选用碱性干燥剂.有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂.能与气体反应的物质不能选作干燥剂.如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成 CaCl2·8NH3).不能用浓 H2SO4干燥 NH3.H2S.HBr.HI等. 4．气体净化与干燥注意事项 一般情况下.若采用溶液作除杂试剂.则是先除杂后干燥,若采用加热除去杂质.则是先干燥后加热. 对于有毒.有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收.使它们变为无毒.无害.无污染的物质.如尾气Cl2.SO2.Br2等可用NaOH溶液吸收,尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收,尾气CO可用点燃法.将它转化为CO2气体. 典型例题 [例1]下列反应适用于实验室制氢气的是. ①锌与稀硫酸反应②甲烷热分解③电解稀硫酸④赤热的炭与水蒸气反应 A.只有① B.①② C.①③ D.①②④ 分析与解答: 实验室里制备气体要操作简单.容易分离.经济实惠.切实可行.甲烷在高温下才能分解成 H2和 C.实验室里难办到.赤热的炭和水蒸气反应生成 CO和 H2.既难反应.又难分离.难以在实验里实现.可用锌和稀硫酸反应.电解稀硫酸的方法制取氢气.本题答案为C [例2]在右图所示装置中.烧瓶中充满干燥的气体a.将滴管中的b液体挤入烧瓶内.轻轻振荡烧瓶.然后打开弹簧夹.烧杯中的液体b呈喷泉状喷出.最终几乎充满烧瓶.则a和b分别是. 选项 a b A NO2 水 B CO2 4mol·L-1NaOH C Cl2 饱和食盐水 D NH3 1mol·L-1HCl 分析与解答: 本题为信息迁移题.将已学习的HCl.NH3溶于水的喷泉实验进行知识迁移.既要形成喷泉实验.又要液体充满烧瓶.这是本题的特点.有关化学反应为: 3NO2+H2O=2HNO3+NO.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O. NH3+HCI=NH4Cl.本题答案为B.D. [例3]将1体积选项中的一种气体与10体积O2混合后.依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子.最后得到的尾气可以是. A.Cl2 B.CO C.CO2 D.N2 分析与解答: 本题将选项中的物质作为可选择的反应物.又要推出反应后的最终产物可能是选项中的何物.试题新颖.灵活.要善于比较.培养思维的辩证性.解题时应用选项中的四种气体.分别进行上述实验.如将B选项中的CO进行实验:CO.O2都不与NaOH溶液反应.O2与Cu反应生成CuO.CuO又与CO反应.生成CO2.尾气为CO2.同理D选项的N2进行实验.尾气为N2.正确答案为C.D. [例4]今有下列气体:H2.Cl2.CH4.HCl.NH3.NO.H2S.SO2.用右图装置进行实验.填写下列空白: ①当烧瓶干燥时.从A口进气可收集的气体是＿ ＿ ＿.从B口进气可收集的气体是 . ②当烧瓶中充满水时．可用来测量 等气体的体积. ③当烧瓶中装入洗液.用于洗气时.气体应从 口进入烧瓶. 分析与解答: (1)本题考查学生思维的敏捷性.用排空气法来收集气体要注意气体的密度.由于H2.CH4.NH3的密度比空气小.不与空气发生反应.可用向下排空气的方法来收集.结合本题干燥烧瓶的位置特征.H2.CH4.NH3应从A口进气.把空气从B口赶出.Cl2.HCl.H2S.SO2气体的密度比空气大.与空气不发生反应.应从 B口进气.将空气从A口赶出.NO能与空气中的O2反应.不能用排空气法收集. (2)对于难溶于水的气体可用排水取气法收集,可以用来收集.测量的气体有H2.CH4.NO. (3)当烧瓶中装有洗液时.被净化.干燥的气体应从B口进入. [例5](1)在没有现成的CO2气体发生器的情况下.请你选用下图中的部分仪器.装配成一个简易的.能随开随用.随关随停的CO2气体发生装置.应选用的仪器是 . (2)若用上述装置制取CO2气体.而实验室只有稀硫酸.浓硝酸.水.块状纯碱.块状大理石.比较合理的方案应选用的药品是 . 分析与解答: 本题要求组装一个随开随用.随关随停的CO2发生装置.即利用启普发生器的原理来制备CO2气体.细心观察所给仪器.可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗.烧杯代替反应容器.应选用的仪器是a.c.d.e. 大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4.阻碍了反应的进行.因而不能同时选用这两种药品.又因为块状 Na2CO3晶体溶于水.不能用启普发生器来制备 CO2.只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸.再与CaCO3反应制备CO2.应选用的药品是浓硝酸.水.块状大理石. [例6]用示意图中的简易装置可以进行气体的发生和收集. (l)实验前应如何检查该装置的气密性? . (2)拔开试管 a的橡皮塞.加入10mL 6mol/L稀硝酸和1g薄铜片.立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口.反应开始时速度缓慢.逐渐加快.请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式 . . (3)从反应开始到反应结束.预期在试管a中可观察到哪些现象?请依次逐一写出 . (4)在反应开始时.可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度.此后又回落.然后有气泡从管口冒出.试说明反应开始时.导管中水面先上升的原因: : . (5)试管c收集满气体后.用拇指堵住管口.取出水槽.将管口向上.松开拇指.片刻后.再次堵住管口.将试管又再倒置于水槽中.松开拇指.此时可观察到什么现象? . 分析与解答: 本题是信息迁移式的实验简答题.意在考查学生的观察能力.实验能力和思维能力.解题时依据试题信息.细心观察实验装置图.善于联系已经掌握的基础知识.进行知识的迁移.发散思维.用准确的化学语言来解答实际问题. 解题时的思维要点是: ①检验装置的气密性要抓住三点:紧握试管使管内气体受热膨胀,有气泡冒出,松开手后.水又回到导管中. ②铜与稀硝酸反应生成无色难溶于水的NO.它立即被空气中的氧气所氧化．生成红棕色的二氧化氮气体.NO2易溶于水.与水反应生成硝酸.并使实验装置内的气体压强暂时减小.引起水的倒流. 本题的正确答案为:(1)把导管b的下端浸入水中.用手紧握捂热试管a.导管口会有气泡冒出.松开手后.水又会回升到导管b中. (2)①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2 (3)①铜片和稀硝酸反应.有无色气泡产生.反应速率开始缓慢.逐渐加快.②试管a上部空间由无色变为浅棕色.又变为无色.③试管a中的溶液由无色变成浅蓝色.④反应结束时.铜片全部反应完. (4)由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的O2作用生成NO2,NO2易溶于水并与水起反应,使装置内的气体压强暂时减小.所以导管中的水面会上升至一定高度. (5)水进入试管.上升到一定高度.试管中气体颜色由红棕色变为无色.

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