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2020年高考化学专题复习：常见气体的制备 一. 教学内容： 常见气体的制备 二. 教学目的： 1. 掌握常见气体的制备和收集方法 2. 掌握常见气体的净化、干燥、检验与收集方法 三. 重点、难点： 气体的制备 四. 知识分析： 一. 常见气体的制备原理和装置 1. 气体的发生装置 一般根据反应物的状态和反应的条件来设计气体的发生装置，通常气体的发生装置有如图所示的几种： 2. 气体的收集方法 根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。 （1）排水集气法：适用于不溶于或微溶于水且不与水发生反应的气体。其优点是收集到的气体纯度高，易判断是否收集满。有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，但可通过往水中加入电解质，抑制气体与水反应的方法收集。如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的（如图1中a所示）。 图1 （2）向上排空气集气法：适用于不跟空气发生反应且密度比空气大的气体（如图中b所示）。 （3）向下排空气集气法：适用于不跟空气发生反应且密度比空气小的气体（如图中c所示）。 特别需要说明的是，NO2能与水反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，只能用向上排空气法收集；NO能与O2反应生成，只能用排水法收集。 3. 常见气体制备原理和装置选择 二. 气体的净化、干燥与处理 1. 气体的净化和干燥 气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种（如图2所示）。 图2 （1）洗气瓶（如图2中e所示）中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有： ①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收等气体。 ②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化：如饱和溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等气体；饱和NaHSO4溶液能除去O2中混有HCl、SO3等气体；饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。 ③浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性的气体，如H2S、HBr、HI等。 ④酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等气体。 （2）干燥管、U形管中一般装入固体干燥剂、常见的固体干燥剂有： ①酸性干燥剂：用来干燥酸性气体，如P2O5、硅胶、浓H2SO4等。 ②碱性干燥剂：用来干燥碱性气体，如CaO、碱石灰等。 ③中性干燥剂：既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体，如CaCl2（但CaCl2不能干燥NH3，因易形成）。 （3）双通加热管一般装入固体除杂试剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应而除去该组分。如Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。 另外还常将固体无水装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在。用固体也可将转化为。 2. 化学实验中有害气体的处理方法 中学化学中所涉及的气体可分为对环境有害的气体和对环境无害的气体两类，其中对环境有害的气体在实验中必须对其尾气进行无害处理。 常用的尾气处理装置见图3。 图3 （1）火封法（即燃烧法） 对于可燃性气体可采用此种方法，使其通过燃烧转化为无害的物质，如图3中e所示。 （2）水封法（即将气体通入水中） 这种方法适用于水溶性较大的气体，如在氯化氢和氨气的制取实验中，其尾气处理就可以采用这种方法，如图3中d所示。用这种方法处理废气必须防止因气体溶解太快而出现的倒吸现象。 （2）碱封法（即将气体通入到碱液中） 所有的酸性气体（如二氧化碳、氯气、氯化氢、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮-一氧化氮等）都可采用这种方法，使这些酸性气体与碱液反应生成不具挥发性的盐类。如图3中a、b、c所示。 （4）棉封法 这种方法是将浸有某种液体的棉球放置在尾气出气管口，使该气体溶解于棉球上的溶液中。此尾气处理方法多在微型化学实验中得以采用，如在“浓硫酸与铜的反应实验”中，将蘸有碱性物质的棉球放置在导气管口来吸收多余的二氧化硫。 （5）袋装法 如果一时找不到合适的仪器或药品，可以用塑料袋或胆囊盛装尾气，以后再进一步处理。 三. 常见气体的检验 要判断气体是否收集满，就要用到气体的检验知识。下表给出了一些常见气体的检验方法： 气体 常用的检验方法和现象 注意问题 空气 木条能燃烧，但不能使带火星的木条复燃。 NO2、N2O气体也能“助燃”。 O2 能使带火星的木条复燃。 H2 点燃火