(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. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

I .如下图所示,A、B、C是实验室常用的三种制取气体的装置,提供的药品有:大理石、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰.现欲利用这些药品分别制取NH3、Cl2、H2、CO2四种气体,试回答以下问题.

 

 (1) 选用A装置可制取的气体有           ,选用B装置可制取的气有                    

通常选用C装置制取的气体有                   

(2) 写出利用上述有关药品制取氨气的化学方程式:                                     

若要制得干燥的氨气,可选用下列干燥剂中的                    (填序号)

a. 生石灰    b. 浓硫酸    C. 五氧化二磷     d. .碱石灰

II. (3) 实验室制取的一氧化氮气体利用右图装置选用必要试剂如何进行收集?

                                                                

III.(4) 现安装一套实验室利用液一液反应制备气体的装置。有人设计了五步操作,请你安排出正确而简捷的程序,将序号填入括号内。

(     )将蒸馏烧瓶固定在铁架台上。

(     )把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯确定铁圈的高度,固定铁圈,放好石棉网。

(     )用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物,再向分液漏斗中加入另一种液体反应物,并将导气管放入气体收集器中。

(     )检查装置的气密性(利用对固定装置进行微热的方法来检查气密性,假定瓶口漏气而需要更换橡皮塞)。

(     )在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗,连接好导气管。

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I.下列实验操作、试剂保存方法和实验室事故处理,一定正确的是
BDE
BDE
(填序号).
A.实验室中,浓硝酸保存在带橡胶塞的棕色细口试剂并中;
B.制备氢氧化铁胶体时,应向20mL沸水中逐滴滴加1~2mL饱和的FeCl3溶液,并继续加热到液体呈透明的红褐色为止;
C.在石油的分馏实验中,温度计需插入液体中;
D.不慎将浓碱液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液;
E.用酸式滴定管量取20.00mL高锰酸钾酸性溶液;
F.在进行中和热测定时,为保证实验的准确性,我们可以采取以下具体措施:使用碎泡沫以起到隔热保温的作用、使用铜质搅拌棒进行搅拌、取用的碱溶液略过量、进行两到三次实验取平均值.
II.汽车尾气的主要成分为CO2及CO、NOX(NO和NO2)的混合物,其中NO的体积分数占95%以上)等.治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转换器”,利用催化剂使CO和NOX发生反应大部分转化为CO2和N2.某小组在实验室利用下图所示装置模拟处理汽车尾气中CO和NOX的反应并测量反应后混合气体的组成.(已知HCOOH
浓硫酸
CO↑+H2O)

试回答下列问题:
(1)仪器的连接顺序为(  )→(  )→(  )→收集气体
(2)E装置的作用是
干燥混合气体
干燥混合气体
通过观察气泡,调节气体流速,使气体充分混合
通过观察气泡,调节气体流速,使气体充分混合

(3)写出D中的NOX与CO反应的化学方程式
2NOx+2xC
催化剂
加热
N2+2xCO2
2NOx+2xC
催化剂
加热
N2+2xCO2

(4)若B容器中生成的NOX为NO,写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目
=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

(5)若通入的NOX为NO,C装置增重8.8g,收集到的气体在标准状况下为4.48L(其相对分子质量为28.4).则收集到的气体中NO的物质的量为
0.04mol
0.04mol

(6)选择高效催化剂,将汽车尾气转化为无毒气体,便彻底解决了汽车尾气对环境的影响,这种说法是否正确并阐述理由:
不正确,因为①该反应为可逆反应,不能反应完全,②没达到“零碳排放”的目的,对气候的变化存在潜在的影响和危害
不正确,因为①该反应为可逆反应,不能反应完全,②没达到“零碳排放”的目的,对气候的变化存在潜在的影响和危害

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近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛.
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活.
已知 ①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H1=-1214.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ?mol-1
则反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的△H=
-890.3 kJ?mol-1
-890.3 kJ?mol-1

(2)若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水,写出电解反应的离子方程式为:
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
,电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L(不考虑气体的溶解).停止通电,假设反应前后溶液体积不变,则所得溶液的pH=
13
13

(3)0.10mol/L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=
2.2×10-8
2.2×10-8
mol?L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20).
(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所
需时间/min
H2O CO CO2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为
0.16 mol/(L?min)
0.16 mol/(L?min)

②实验2中的平衡常数是
0.17
0.17
 (计算结果保留两位小数).
③该反应的正反应为
(填“吸”或“放”)热反应.
④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),则a、b应满足的关系是
b=2a
b=2a
 (用含a、b的数学式表示).

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煤气化是有效利用化石能源手段之一,有关反应如下:
①C+H2O
高温
CO+H2   ②CO+H2O
一定条件
CO2+H2
获得的气体称为水煤气.某研究性学习小组为探究气体的成分进行了如下实验:
[实验]使水蒸气通过灼热的焦炭,收集反应后流出的气体.
[提出假设]对气体的成份提出了三种假设.
假设1:该气体是 CO、H2
假设2:该气体是 CO、H2、H2O.
(1)假设3:
 

[设计实验方案,验证假设]
他们拟用下图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,验证上述假设(加热装置和导管等在图中略去,实验前装置内部的空气已经排尽).
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(2)按气流从左至右连接各仪器,用题中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用):
混合气→dc→
 
 
→ij→
 
 
 
→ij;
(3)仪器A中需加入试剂的是
 
,其中反应的化学方程式是
 

(4)仪器B中需加入试剂的名称是
 
,其作用是
 

[思考与交流]
(5)本实验的尾气需要处理,处理的方法为
 

(6)某同学认为增加焦炭的量可以提高化学反应①的速率,你是否同意他的说法,并简述理由
 

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下表是实验室制备气体的有关内容:
编号 实验内容 实验原理 气体发生装置
 ① 制氧气 H2O2→O2  
 ② 制氨气 NH4Cl→NH3  
 ③ 制氯气 HCl→Cl2  
(1)上述气体中,从制备过程看,必须选择合适的氧化剂才能实现的是
 
 (填气体的化学式);从反应原理看,明显不同于其它两种气体的是
 
 (填气体的化学式);从收集方法来看,只能用一种方法收集的是
 
 (填气体的化学式).
(2)根据表中所列实验原理,从图甲装置中选择合适的气体发生装置,将其选项填入表中相应编号的空格中.
(3)若用上述制备NH3的装置制备O2,则选择的试剂为
 
 (填化学式);若用上述制备O2的装置制备
NH3,则选择的试剂的名称为
 

(4)若用排空气法收集Cl2,请画出气体收集装置图.
(5)有图乙所示无机物的转化关系,已知B和Y是上述三种气体中的两种.
a.当w为MnO2时,反应①不加热就能反应,反应④加热才能顺利进行,写出反应①的化学方程式.
 

b.当w为KMnO2时,反应①加热才能进行,反应④不加热就能进行,写出反应④的离子方程式.
 

(6)已知Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,现向100mL的FeBr2溶液中通入标准状况下Cl23.36L,充分反应后,测得溶液中Cl-与Br-的物质的量浓度相等(设通入Cl2前后溶液体积不变),则原FeBr2溶液中溶质的物质的量浓度为
 

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