气体的实验室制备、净化和收集

①O2(Cl2)：___________________________； ②CO(CO2)：_________；③NO(NO2)：_____________。 (3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体
CO2(SO2)：________________________。 (4)含有O2杂质的气体 ①CO2(O2)：__________；②N2(O2)：___________。 (5)HCl(Cl2)：____________。
二、气体的发生装置：
(1)固体＋固体――△→气体
制备气体：O2、NH3、CH4等 注意事项：粉末状固体应在试管口放一团棉花 ①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口 冷凝后倒流，而使试管破裂。
③固体药品应平铺在试管底部。 ④胶塞上的导管伸入试管内不能过长，否则会影响气体导出
⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水 槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。
三、气体的除杂方法：
除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差
异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。
除杂原则：
(1)不损失主体气体， (2)不引入新的杂质气体， (3)在密闭装置内进行， (4)先除易除的气体。
一般可从以下几个方面考虑： ①易溶于水的杂质可用水吸收；
②酸性杂质可用碱性物质吸收；
四、气体的干燥
(1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定， 其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体 发生反应。
①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来 干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。
②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性 干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、 HCl等。
制备气体：
H2、CO2、NO2、 SO2、NO等
注意事项：
①块状固体与液体的混合物在常温下 反应制备气体，可用启普发生器制备，且气体不溶于水。当制取 气体的量不多时，也可采用简易装置。 ②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封 作用而无法使用。使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液 体流速。 ③加入块状固体药品的大小要适宜。 ④加入液体的量要适当。 ⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。
⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度。
以下是几种常见的气体制取装置，不适用于相应化学反 应的是
A
B
C
D
实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：
(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通 常使用的药品是 浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等；) 检查C装置气密性的操作方法 是 。 连接一根导管，将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡
易使硬质玻璃管破裂。
【练习】
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NaHCO3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Na2CO3溶液；稀硫酸 A．①② B．③④ C．①③ D．②④
防倒吸（防倒吸装置）、
防堵塞（检验堵塞、防压强过大）、
防爆炸（验纯，操作顺序）、
防污染（尾气吸收）等安全问题。
（1）防倒吸装置（易溶于水或某溶液）
练习：
1．下列制备和收集气体的实验装置合理的是
(D )
练习：
2．如图装置，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MnO2，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 中溶液变浑浊 C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3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Na2SO3固体，C中盛石蕊试液， 则C中溶液先变红后褪色
(2)固体＋液体或液体＋液体――△→气体
制备气体： Cl2、HCl、C2H4等
注意事项： ①烧瓶应固定在铁架台上。 ②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。 ③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部 的小孔。 ④对烧瓶加热时要垫上石棉网。 ⑤反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
不可干 燥气体
NH3、H2S、 C2H4、HBr、 HI等
NH3等
Cl2、HCl、 H2S、SO2、 CO 、NO 等
六、气体的收集
收集方法 收集气体的 收集装
类型
置
排水法
难溶于水或 微溶于水， 又不与水反 应的气体
向上 排空 排空 气法 气法 向下 排空 气法
密度大于 空气
密度小于 空气
可收集的气体(举例)
5）NH3
反应原理及发生装置
△ Ca(OH)2+2NH4Cl====CaCl2+2NH3↑+2H2O
收集方法： 向下排空气法 干燥方法： 用碱石灰除去混有的水蒸气 验满方法： 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 尾气吸收： 用蘸有稀硫酸的棉花团放在集气瓶口
【例1】实验室中下列气体的制取所选择的酸正确的
收集的气体是 ( B )
编号 A B C D
气体 NH3 SO2 NO NO2
a 浓氨水
b 生石灰
c 碱石灰
70%浓H2SO4 Na2SO3固体 98%浓H2SO4
稀HNO3
铜屑
H2O
浓HNO3
铜屑
NaOH溶液
练习： 5.下列几种气体可用如图所示装置干燥、收集的正 确组合是
可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制
备CO2，欲制得干燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通 过饱和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl气体，再通过 浓硫酸除去水蒸气。
(2)若采用加热除杂，则一般是干燥在前。如N2中混有O2、 CO2、H2O(g)，可先将混合气体通过碱石灰，除去CO2和 H2O(g)，再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网 的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯净的N2。若 将混合气体先通过灼热的铜网，因气体中混有水蒸气，
③中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各 类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不 能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。
五、气体净化与干燥的先后顺序
(1)若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。其原 因是：气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气，干燥剂
气体的实验室制备、 净化和收集
一、常见气体的实验室制备：
1）氧气 反应原理及发生装置
收集方法: 验满方法:
△ 2KMnO4=△===K2MnO4+MnO2+O2↑， 2KClO3 ==== MnO2+2KCl+3O2↑， H2O2M==n=O=2=H2O+O2↑
2）CO2
反应原理及发生装置
CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 收集方法： 向上排空气法 净化方法： 用饱和的NaHCO3除去HCl 验满方法： 将燃烧的木条放在瓶口
溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。
b用于收集少量气体然后处理。 c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、
NH3等；其中d吸收量少。
e用于处理难以吸收(有毒)且可燃的气体。如H2、CO等。
九、冷凝装置
十、安全装置
通常设计化学实验时，为了保证操作人员的安 全，保障实验如期顺利进行，往往要设置安全装置； 一般在涉及气体的实验中最为常见。涉及到的安全 问题有：
(2)气体的干燥净化装置
类型
液态干燥剂
固态干燥剂
装置
常见干 浓H2SO4(酸 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 燥剂 性、强氧化性)
可干燥 气体
H2、O2、Cl2、 SO2、CO2、 CO、CH4、 HCl等
H2、O2、Cl2、 H2、O2、N2、 SO2、CO、CO2、CH4、NH3等 CH4、HCl等
O2、H2、Cl2(饱和 NaCl溶液)、NO、 CO2(饱和NaHCO3 溶液)、CO
Cl2、SO2、NO2、 CO2
H2、NH3
七、排水量气装置：测量气体的体积
注意事项：
为减小误差，
读数时①②装
置量筒内外液
面在同一水平
①
②
线，③装置左
右管水面在同
一水平线
③
八、尾气的吸收
a用于NaOH溶液吸收氯气、SO2、NO2、H2S、CO2(气体
③碱性杂质可用酸性物质吸收； ④水分可用干燥剂吸收；
⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性物质，也可用作吸收剂。
常见气体的除杂：
气体 O2 H2 CO2 CO2 Cl2 SO2 H2S CH4
所含杂质 Cl2 H2S HCl SO2 HCl HCl HCl C2H4
净化剂 NaOH溶液 CuSO4溶液 饱和NaHCO3
溶液
饱和食盐水 饱和NaHSO3溶液
饱和NaHS溶液 溴水
净化装置示意图
CO N2 CO2 HCl
CO2、 H2O
O2 CO或
H2
Cl2
碱石灰 加热的铜网 加热CuO
加热KI
【练习】为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为
杂质气体)
(1)含有HCl杂质的气体
①CO2(HCl)：__________；②SO2(HCl)：__________； ③Cl2(HCl)：__________________________。 (2)中性气体中含有酸性杂质气体
(4)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可