常见气体的制备考点探究

2015-05-30张多成

中学生数理化·高一版 2015年5期

关键词：制法浓硫酸液面

张多成

一、常见气体的制备方法分类

1.氨气。

（1）工业制法：化合反应，即合成氨工业，反应为

（2）实验室制法：氯化铵和消石灰混合受热分解，反应为

2.氯气。

（1）工业制法：电解饱和食盐水，反应为2NaCl+

（2）实验室制法：加热氧化浓盐酸，反应为

3.氯化氢。

（1）工业制法：氢气在氯气中燃烧，反应为

（2）实验室制法：复分解反应，如反应

4.二氧化硫。

（1）工业制法：高温煅烧硫铁矿，反应为

（2）实验室制法：亚硫酸钠和硫酸发生复分解反应，反应为Na₂SO₃+H₂S0₄=Na₂S0₄+H_{2/sub>0+SO₂↑。}

5.一氧化氮。

（1）工业制法：氨气催化氧化（硝酸工业的第一步反应），反应为

（2）实验室制法：铜和稀硝酸反应，反应为3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O.

6.二氧化氮。

（1）工业制法：氧化一氧化氮（硝酸工业的第二步反应）.反应为2NO+O₂=2NO₂。

（2）实验室制法：铜和浓硝酸反应，反应为Cu+

7.乙烯。

（1）工业制法：石油裂解，即高碳烷烃低碳烷烃+低碳烯烃，如反应

（2）实验室制法：乙醇的消去反应，反应为

二、常见气体的制备考点分类

1.考查气体制备实验的基本过程。

（l）气体制备实验装置的连接顺序一般如图l所示：

（2）气体制备的实验步骤一般为：①组装（从下到上，从左到右）；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦收集；⑧拆除装置。

例1 为制备干燥、纯净的CO₂，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入（）。

①饱和NaHC0₃溶液，无水CaCl₂固体；②饱和NaHCO₃溶液，浓硫酸；③浓硫酸，饱和NaHCO₃溶液；④饱和Na₂C0₃溶液，稀硫酸。

A.①②

B.③④

C.①③ D.②①

解析

解答本题时关键要抓住“先净化，后干燥”。用大理石和盐酸反应制得的C0₂中含有少量HCl气体，可用饱和NaHCO₃溶液除去；干燥CO₂可用浓硫酸或无水CaCl₂同体。本题选A。

2.考查装置气密性的检查方法。

（l）微热法：原理是升高装置中气体的温度，使气体膨胀。具体操作为：塞紧橡胶塞，将导气管未端伸人盛水的烧杯中，用手焐热（或用酒精灯微热）烧瓶。现象为：烧杯中有气泡产牛，停止焐热（或微热），冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降。装置如图2A。

（2）液差法：原理是缩小装置中气体的体积，增大压强。具体操作为：塞紧橡胶塞，用止水央火住导气管的橡胶管部分，从长颈漏斗向试管中注水。现象为：停止加水后，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面且液面差不再改变。装置如图2B。

（3）外压法：原理为增大或减小装置中气体的物质的量。具体操作为：塞紧橡胶塞，打开止水夹推动（或拉动）注射器。现象为：推动注射器导管中出现一段液柱且液面差不改变，拉动注射器试管中产生气泡。装置如图2C。

例2 图3所示装置的气密性的检查中，一定漏气的是（）。

解析

D项中已经夹上弹簧夹，如果气密

性良好的话，和外界不再相通，那么把左侧向上抬起时，左侧的液面也应该升高。现在，把左侧上下移动，两端液面依然保持水平，说明这时是一个连通器，右侧已经和外界连通了，气密性不好。本题选D。

3.考查气体发生装置。

（1）固体+固体气体：装置如图4A，可制备O₂、NH₃、CH₄等。

（2）固体+液体（或液体+液体）气体：装置如图4B，可制备Cl₂、C₂H₄等。

（3）固体+液体→气体：装置如图4C，可制备H₂、CO₂、NO、S0₂、NO等。

例3 对于图5所示装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是（）。

A.若A为浓盐酸，B为Mn0₂，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色

B.若A为醋酸，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C巾溶液变浑浊

C.若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AICl₃溶液，则C中先产生白色沉淀，后沉淀又溶解

D.若A为浓硫酸，B为Na₂S0₃固体，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色

解析

浓盐酸和Mn0₂在加热条件才能反应，A项错误；A1（OH）₃不能溶于弱碱（氨水）中，C项错误；SO₂只能使紫色石蕊试液变红，D项错误。本题选B。

4.考查气体的净化与干燥。

制备气体时，一定要先净化（除杂），再干燥。

（1）常见的干燥剂：①酸性干燥剂，如浓硫酸、P₂O₅、硅胶等，一般用来干燥酸性或中性气体。②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等，一般用来干燥碱性或中性气体。③中性干燥剂，如无水CaCl₂，一般可干燥各类气体，但不能用来干燥NH；，因为两者能发生络合反应，即

（2）气体的净化、干燥装置，如表1：

例4 下列有关图6所示装置的叙述不正确的是（）。

A.装置①可用于吸收实验中多余的SO₂

B.装置②可用于收集H₂、NH₃、Cl₂、NO₂等

C.装置③中X为苯，可用于吸收NH₃或HCl气体

D.装置④可用于收集NH₃，并吸收多余的NH₃

装置①中SO₂和NaOH溶液会发

生反应，可以防止污染，A项正确。装置②中如果气体从长导管通人，可以收集Cl₂、NO₂等；如果从短导管通人，可以收集H₂、NH₃等，B项正确。装置③中如果X为苯，因为苯的密度比水小，故苯应该在上层，C项错误。装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去NH。中的水蒸气，然后用排空气法收集NH₃，最后用防倒吸的装置吸收多余的NH₃，D项正确。本题选C。

5.考查气体的收集。

（1）排水法：用于收集难溶于水或微溶于水义不与水反应的气体，装置如图7A，可收集的气体有O₂、H₂、NO、CO等。

（2）向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，装置如图7B，可收集的气体有Cl₂、SO₂、NO₂、C0₂等。

（3）向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，装置如图7C，可收集的气体有H₂、NH₃等。

例5 图8是制取气体的一种装置，能用此装置制取气体并能达到“随开随用，随关随停”的是（）。，

A.碱石灰与浓氨水反应制NH₃

B.铝片与烧碱溶液反应制H₂

C.电石与饱和食盐水反应制乙炔（C₂H₂）

D.亚硫酸钠固体与75%的硫酸反应制SO

解析

该装置适用于颗粒较大的固体和液

体的反应，生成的气体难溶于水。A项，NH₃极易溶于水，不符合；B项，H₂难溶于水，反应物为铝片和烧碱溶液，符合；C项，反应时电石为糊状，小符合：D项.SO₂易溶于水且亚硫酸钠固体颗粒较小，小符合。本题选B。