人教微专题27 氯气、氨气、二氧化硫的实验室制备与应用-备战2022年高考化学考点微专题（解析版）.doc

微专题27 ***气、氨气、二氧化硫的实验室制备与应用
一、***气的实验室制备
实验室制取气体装置由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图)：

(1)反应原理：用MnO2(或其他强氧化剂，如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等)氧化浓盐酸。
其他制取Cl2的原理：
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
①14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
2NaCl+3H₂SO₄(浓)+MnO₂==2NaHSO₄+MnSO₄+2H₂O+Cl₂↑
其中，①②④使用稀盐酸就可发生反应产生***气。
(2)制备装置类型：固体＋液体气体
(3)净化方法：用_饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集气体：向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2 溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。
(6)验满方法：
①将湿润的淀粉­碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，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Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
③实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。
二、氨气的实验室制备
(3)实验室制法
实验室制取少量氨气的两种简易方法
1．加热浓氨水法(见图甲)
反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
2．氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法(见图乙)
浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O分解生成NH3。
(1) 浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成
(2)浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
三、二氧化硫的实验室制备
实验室用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应来制取二氧化硫，该反应不需要加热。
利用如下装置来制取S02并验证SO2的性质。
（1）反应原理：亚硫酸钠固体和浓硫酸或70％硫酸或（体积1：1）硫酸反应来制取
Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H2O；
或用铜与浓硫酸加热反应得到二氧化硫：
Cu+2H₂SO₄(浓) CuSO4+SO₂↑+2H₂O；
(2)制备装置类型：固体＋液体→气体
(3)净化方法：若制取的SO₂气体中含有HCl或HNO3气体，则需通过饱和NaHSO₃溶液除HCl或HNO3，再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集气体：向上排空气法。
(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2 溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。
(6)验满方法：将湿润的品红试纸靠近盛SO₂的集气瓶口，观察到试纸立即褪色，则证明已集满。
(7)尾气处理：通入氢氧化钠溶液 2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O。
【注意事项】
由于SO₂易溶于水，所以应选用浓H₂SO₄和Na₂SO₃（s）反应，反应是在固体和液体之间， Na₂SO₃（s）为粉末状，为控制反应速率，浓H₂SO₄应从分液漏斗中逐滴滴下。
浓盐酸是不能采用的，因为其中含有大量的水（常温常压下，质量分数最大的浓盐酸为45%的浓盐酸），否则会有大量的SO₂(溶解在水中．
18.0mol·L－1的浓H₂SO₄（即质量分数为98%的浓H₂SO₄）也不能采用，因为其中缺少水分，硫酸并未电离，仍以分子形式存在，而Na₂SO₃（s）与H₂SO₄的反应是在H₂SO₄电离成离子的状态下才能顺利进行的．故通常采用体积比为1∶1的浓H₂SO₄或70％硫酸。
【专题精练】
一、***气的实验室制备
1．下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是(　　)
【答案】选B。
【解析】
A.该反应制取***气需要加热，故A不合理；B.浓硫酸干燥***气，通过该装置可说明干燥的***气没有漂白性，故B合理；C.***气密度大于空气，要用向上排空气法收集***气，故C不合理；D.***