专题6.3 常见气体的制备与气体体积测定-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义（原卷版）

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专题 6.3 常见气体的制备与气体体积测定
一、气体体积的测定
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体
积。
测量气体体积的常用方法：
(1)直接测量法。如图 A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前，A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接
测量。
D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，
量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板：
①将××××恢复至室温。②调节×××与×××两端液面相平。③视线与×××在同一水平线上。
E装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴
加液体量比较少的气体体积测量)。
(2)间接测量法。如 F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
练习 1：欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置 (每个仪器只能使用一次，
假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
填写下列各项(气流从左到右)：
(1)各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、______
__接________(用小写字母表示)。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是____________________(填序号)。
①待仪器 B中的温度恢复至室温时，测得量筒 C中水的体积为 Va mL；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为 m g，并将其投入试管 B中的带孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置 A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时 A中共放
入水 Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为_______________。
(4)若试管 B的温度未冷却至室温，就读出量筒 C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据____
____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是___________________________________________________________________。
② 实 验 前 后 碱式 滴 定 管 中 液 面 读 数 分 别为V1 mL 、V2 mL 。 则 产 生 氢气 的 体 积 为
________________________mL。
练习 2：氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度。已
知： 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体。
Ⅰ.制备氢化锂
选择图1中的装置制备氢化锂(有些装置可重复使用)：
(1)装置的连接顺序(从左至右)为A→________________________________________________。
(2)检查好装置的气密性，点燃酒精灯前需进行的实验操作是_____________________________________。
(3)写出制备氢化锂的化学方程式：_________________________________________________。
Ⅱ.制备氢化铝锂
1947 年，Schlesinger、Bond 和Finholt 首次制得氢化铝锂，其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按一定比例
在乙醚中混合，搅拌，充分反应后，经一系列操作得到 LiAlH4晶体。
(4)写出氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式：_______________________________________。
Ⅲ.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度(5)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好试剂(Y 形管中的蒸馏
水足量，为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸，蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂)，启动反应的操作是：____
_____________________________。读数之前，上下移动量气管右侧的容器，使量气管左、右两侧的液面
在同一水平面上，其目的是___________________________________。
(6)在标准状况下，反应前量气管读数为 V1 mL，反应完毕并冷却之后，量气管读数为 V2 mL。该样品的纯
度为___________________________________________(用含a、V1、V2 的代数式表示)。如果起始读数时俯
视刻度线，测得的结果将_______________________________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
二、氯气的制备
1．反应原理
实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：
MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
2．仪器装置
(1)气体发生装置类型：固＋液――→气
(2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。
(3)装置 C的作用是除去 Cl2中少量的 HCl 气体。
(4)装置 D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
3．收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
5．尾气处理
(1)仪器装置图中烧杯 F中盛放的液体是 NaOH 溶液。
(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
(3)导气管要伸入液面以下。
练习 1：如图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，并利用产物进行后续实验，请填
写下列空白：
(1)写出二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式：_____________________________________________。
(2)在该反应中，HCl 充当的是____________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)洗气瓶B中盛有饱和食盐水，洗气瓶C中盛有品红溶液，在洗气瓶D中放有石灰乳，则 C瓶中观察到
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