微专题3 常见气体制备装置

1．常见气体制取的发生装置

实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。

2.气体的收集方法

确定气体收集方法的主要依据是气体的密度、溶解性、稳定性。如NO极易与空气中的氧气反应，且密度与空气非常接近，所以NO一般用排水法收集。

3．气体的净化

(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。

(2)常见的气体净化装置

4．尾气的吸收

对于有毒、有害、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。

(1)吸收原则

①能充分吸收气体；②不能倒吸。

(2)常见装置

①吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用装置甲、乙。

②CO等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如装置丙、丁。

图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置：

图Ⅰ 图Ⅱ

(1)甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体。

①B中反应的化学方程式为__________________________；

②收集NO2气体的方法为______________________________。

(2)乙同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体，用图Ⅱ装置验证氨的某些性质：往A中加入浓氨水，B中加入Na2O2固体，C中加入碱石灰，D内放置催化剂(铂石棉)，按气流方向a→b→c→h连接各仪器。

①实验中观察到D内有红棕色气体出现，证明氨气具有________(填“氧化性”或“还原性”)。

②D中反应的化学方程式为___________________________。

③为防止NO2污染环境，E装置中装的试剂可以是________。

[解析] (1)NO2气体能与水反应，密度比空气大，故只能用向上排空气法收集NO2。(2)浓氨水与Na2O2固体相遇时，首先发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由于反应放热和生成了NaOH，促进了氨气的逸出，可制得氨气和氧气；氨气在铂的催化作用下被氧化为NO，继而被氧化为NO2，表现了氨气的还原性；可用NaOH溶液吸收多余的NO2气体。

[答案] (1)①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②向上排空气法 (2)①还原性 ②4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up8(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2 ③NaOH溶液

1．下列实验装置不能达到实验目的的是( )

A．用SO2做喷泉实验 B．验证Cu和浓HNO3反应的热量变化

C．验证氨气易溶于水 D．比较Na2CO3与NaHCO3的热稳定性

D [NaHCO3与Na2CO3的位置应颠倒放置。]

2．某学生课外活动小组为了证明和比较SO2和Cl2的漂白性，设计了如下图所示的实验装置。

请回答下列问题

(1)实验室常用MnO2与浓盐酸在加热的条件下来制备Cl2，写出实验室制备氯气的化学方程式：_____________________。

(2)实验室常用浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制取SO2，则其反应装置为上图的________(填写字母代号)，不用稀硫酸与亚硫酸钠溶液反应制取SO2的理由是__________________________。

(3)装置C中试剂是________。

(4)反应开始后，发现B、D两个装置中的品红溶液都褪色。请设计一个简单的实验，证明SO2和Cl2漂白品红溶液的原理不同，实验方法、预期的现象和结论为_______________________________________________________________

________________________________________________________________。

(5)若将B装置中的品红溶液换为滴有酚酞的氢氧化钠溶液，反应一段时间后，B中的现象是________________________________。

(6)实验结束后，经检验，发现装置C中的溶液呈碱性，并且含有SOeq \\al(2－,4)。请写出C中生成SOeq \\al(2－,4)的离子方程式(有多种可能，只写出一个即可)

________________________________________________________________。

[解析] 熟练掌握制备Cl2和SO2的实验，此题便可迎刃而解。

[答案] (1)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up8(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)A SO2易溶于水 (3)氢氧化钠溶液

(4)分别取少量褪色后的溶液于试管中，用酒精灯加热，经SO2漂白的品红溶液恢复红色，说明SO2与品红溶液结合成不稳定的无色物质；经Cl2漂白的品红溶液不变红，说明Cl2将品红溶液氧化褪色

(5)B装置中的红色褪去

(6)Cl2＋SOeq \\al(2－,3)＋2OH－===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋H2O或Cl2＋SO2＋4OH－===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋2H2O或ClO－＋SOeq \\al(2－,3)===SOeq \\al(2－,4)＋Cl－(任写一种即可)类型
固、固加热型
固、液不加热型或液、液不加热型
固、液加热型或液、液加热型
装置
适用

气体
O2、NH3等
H2、CO2、H2S、SO2、NO、NO2等
Cl2等
注意

事项
①试管口略低于试管底；②加热先均匀加热再固定加强热
①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；②启普发生器只适用于块状固体，且气体不溶于水；③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速
①烧瓶加热时要隔石棉网；②反应物均为液体时，烧瓶内加碎瓷片