《實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思維方法及裝置的選擇》[知識(shí)基礎(chǔ)]一、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的方法1．設(shè)計(jì)氣體制取的思維方法2．氣體制備裝置的連接順序二、氣體制取裝置的選擇1．常見氣體的發(fā)生裝置類型固＋液―→氣體發(fā)生裝置適用氣體O2等H2、CO2等Cl2等注意事項(xiàng)①試管口略低于試管底；②加熱時(shí)先均勻加熱再固定加強(qiáng)熱①使用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，要使漏斗下端插入液面以下；②啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體不加熱的反應(yīng)，且氣體不溶于水；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?jī)?nèi)加碎瓷片(或沸石)2.常見氣體的凈化和干燥裝置(1)凈化原則：不減少被凈化氣體的量；不引入新雜質(zhì)；操作簡(jiǎn)便，易于分離。(2)氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置適用狀態(tài)盛液體凈化試劑盛固體凈化試劑常見干燥劑濃硫酸(酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性)3.常見氣體的收集裝置收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集氣體排水法難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體

O2、H2等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體Cl2、CO2等向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體H2等4.尾氣處理裝置(1)處理方法：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溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施處理。(2)常見裝置(如圖a、b、c)①制取Cl2時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置。②制取CO時(shí)，尾氣處理可采用a或c裝置。③制取H2時(shí)，尾氣處理可采用a或c裝置。[素養(yǎng)專練]1.如圖是制備氣體的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置不可用于(

)A．H2O2溶液與MnO2制取O2B．MnO2與濃鹽酸制取Cl2C．石灰石與稀鹽酸制取CO2D．鋅粒與稀硫酸制取H2答案：B解析：用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣需要加熱，所以不能用該裝置制取Cl2，B項(xiàng)符合題意。2．漂白粉與硫酸也可以用來制取氯氣，反應(yīng)原理為Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4

2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。該實(shí)驗(yàn)的發(fā)生裝置應(yīng)選擇(

)答案：B

3.可用如圖裝置收集的氣體是(

)A．H2

B．COC．CO2

D．CH4答案：C解析：H2和CH4的密度比空氣小，需要采用向下排空氣法收集，故A、D錯(cuò)誤；CO的密度與空氣相近，應(yīng)用排水法收集，故B錯(cuò)誤；CO2的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，且多余的CO2可以直接排放到大氣中，故C正確。4．在實(shí)驗(yàn)室里可按如圖所示的裝置來干燥、收集氣體R，干燥管中盛放堿石灰(CaO、NaOH混合物)，則R是(

)A．HCl

B．Cl2C．H2

D．CO2答案：C解析：干燥劑不能與氣體反應(yīng)，而A、B、D都是酸性氣體，都可以與堿性物質(zhì)反應(yīng)。5．氯水不穩(wěn)定，要現(xiàn)用現(xiàn)配。下列吸收氯氣制備氯水的裝置最合理的是(

)答案：D解析：由于氯氣有毒，所以需要對(duì)尾氣進(jìn)行處理，可用氫氧化鈉溶液吸收。6．如圖所示裝置可以用來制備、凈化、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于(

)A．二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣B．鋅和鹽酸反應(yīng)生成氫氣C．碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳D．KClO3和MnO2反應(yīng)生成氧氣答案：B7．要組裝一套實(shí)驗(yàn)室利用液體和液體反應(yīng)制備氣體的裝置，現(xiàn)設(shè)計(jì)了如下的五步操作，正確的順序是(

)①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺(tái)上②將酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈確定鐵圈高度，固定鐵圈，放好石棉網(wǎng)③用漏斗向蒸餾燒瓶中加入一種液體反應(yīng)物，再向分液漏斗中加入另一種液體反應(yīng)物，并將導(dǎo)氣管放入氣體收集裝置中④檢查裝置的氣密性(利用固定裝置微熱的方法檢查氣密性)⑤在蒸餾燒瓶中安裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管A．②①⑤④③B．④①②⑤③C．①②⑤④③D．①⑤④②③答案：A解析：實(shí)驗(yàn)儀器的安裝原則：從下向上，從左向右。首先放置酒精燈，根據(jù)酒精燈確定鐵圈高度，固定鐵圈，放好石棉網(wǎng)；把燒瓶固定在鐵架臺(tái)上，在燒瓶上安裝好分液漏斗，連好導(dǎo)氣管，檢查氣密性；裝置不漏氣后，再加液體藥品開始反應(yīng)，制取氣體。8．氯氣和漂白粉是現(xiàn)代工業(yè)和生活中常用的消毒殺菌劑。(1)實(shí)驗(yàn)室擬用如圖裝置制備干燥純凈的氯氣[已知：NaCl＋H2SO4(濃)

NaHSO4＋HCl↑]，請(qǐng)按照氣體從左向右流動(dòng)的方向連接儀器：H→________、________→________、________→________；其中乙中盛裝的試劑為____________。(2)寫出工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂白粉的化學(xué)方程式：___________________________________。BA

CDE飽和食鹽水2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O解析：(1)根據(jù)信息可知，濃硫酸與氯化鈉的飽和溶液反應(yīng)生成氯化氫氣體，大量氯化氫氣體溶于水即為濃鹽酸，二氧化錳與濃鹽酸共熱反應(yīng)生成氯氣，氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，氣體通過導(dǎo)管B進(jìn)入乙裝置中除去氯化氫氣體(乙裝置盛裝飽和食鹽水)，然后進(jìn)入甲裝置中除去水蒸氣(甲裝置盛裝濃硫酸)，氯氣的密度大于空氣，采用向上排空氣法進(jìn)行收集，干燥純凈的氯氣由導(dǎo)管C進(jìn)入集氣瓶中，多余的氯氣用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收，據(jù)此分析可知，按照氣體從左向右流動(dòng)的方向連接儀器的順序：H→B、A→C、D→E；其中乙中盛裝的試劑為飽和食鹽水。(2)工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂白粉的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，其中肯定存在CaCl2，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。①對(duì)該樣品中除CaCl2外其他固體，提出合理假設(shè)。假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，只含________。假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，只含________。假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，既含Ca(ClO)2又含CaCO3。Ca(ClO)2CaCO3解析：漂白粉的主要成分為氯化鈣和次氯酸鈣，實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，次氯酸鈣會(huì)與空氣中的水和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和次氯酸，導(dǎo)致其部分或全部變質(zhì)；①提出合理假設(shè)：假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，固體除CaCl2外，只含Ca(ClO)2；假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，固體除CaCl2外，只含CaCO3；假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，固體除CaCl2外，既含Ca(ClO)2又含CaCO3。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诒碇袑懗鰧?shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、鹽酸、有色布條、澄清石灰水(提示：不必檢驗(yàn)Ca2＋和Cl－)。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論Ⅰ取少量上述漂白粉于試管中，__________________________________________________________________________________Ⅱ_________________________________________________________________________________

加入適量鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未見渾濁，則假設(shè)1成立；反之，則假設(shè)2或3成立向步驟Ⅰ反應(yīng)后的試管中加入有色布條若有色布條不褪色，則假設(shè)2成立；反之，則假設(shè)3成立解析：②二氧化碳沒有漂白性，潮濕的氯氣具有漂白性；碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，次氯酸鈣與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣、氯化鈣和水，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.取少量上述漂白粉于試管中，加入適量鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水未見渾濁，則假設(shè)1成立；反之，則假設(shè)2或3成立。Ⅱ.向步驟Ⅰ反應(yīng)后的試管中加入有色布條，若有色布條不褪色，則假設(shè)2成立；反之，則假設(shè)3成立。

隨堂檢測(cè)1.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用MnO2制取Cl2的敘述不正確的是(

)A.MnO2與濃鹽酸共熱B.緩慢加熱反應(yīng)C.用向下排空氣法收集Cl2D.多余氯氣常用較濃的堿液吸收答案

C解析

由于濃鹽酸易揮發(fā),故必須緩慢加熱以減少其揮發(fā);Cl2的密度比空氣的大,故應(yīng)用向上排空氣法收集Cl2;Cl2極易與堿溶液反應(yīng),如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,故應(yīng)用較濃的堿液吸收多余的Cl2。2.在制氯氣時(shí)有如下操作,操作順序正確的是(

)①連接好裝置,檢查氣密性;②緩緩加熱,加快反應(yīng),使氣體均勻逸出;③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末;④從分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中;⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收;⑥用向上排空氣法收集氯氣。A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤答案

D解析

確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體的操作順序時(shí)要注意:①連接好裝置后,要先檢查氣密性,后裝藥品;②裝藥品的順序是先加固體,后加液體;③對(duì)于有毒的氣體,一定要有尾氣處理裝置。3.在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收集Cl2的正確裝置是(

)答案

C解析

集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊,只能進(jìn)氣,不能排氣,則瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大到一定程度,可能將橡膠塞壓出,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)镃l2比空氣的密度大,Cl2應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)該裝置既能收集Cl2,又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸,正確;由于Cl2和NaOH溶液反應(yīng),所以不能收集到Cl2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(1)實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí),下列操作不正確的是

(填序號(hào))。

①裝置Ⅰ可用于制取少量Cl2②用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl③用裝置Ⅲ制取Cl2④用裝置Ⅳ干燥Cl2(2)欲在實(shí)驗(yàn)室制取干燥、純凈的氯氣,除了用二氧化錳、濃鹽酸外,還需要的藥品有

、

、

。

答案

(1)①②③④(2)飽和食鹽水濃硫酸NaOH