專題七 常見氣體的檢驗(yàn)

趙繼海

高考動(dòng)向

掌握常見氣體：H2、O2、C12、HCl、SO2、H2S、NH3、NO2、NO、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2等的檢驗(yàn)。

考點(diǎn)分析

考點(diǎn)1. 常見氣體的檢驗(yàn)

考點(diǎn)2. 氣體除雜的技巧

氣體除雜要根據(jù)氣體的性質(zhì)和要除去的雜質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的試劑和方法。原則是：不能吸收要得到的氣體，不能帶入新的雜質(zhì)，操作方法簡單易行。如：

考點(diǎn)突破

氣體檢驗(yàn)的一般答題模板為：將氣體通入××溶液或點(diǎn)燃或把濕潤的××試紙伸入集氣瓶等（操作和試劑），可觀察到××（現(xiàn)象），說明該氣體為××氣體（或含有××氣體）（結(jié)論）。切忌操作、現(xiàn)象、結(jié)論不分，更不能先下結(jié)論再描述現(xiàn)象。

1. 二氧化硫與二氧化碳的鑒別技巧。

SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，則沉淀都消失。所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2與CO2。通常可用以下方法：

（1）用品紅溶液，使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。

（2）用氫硫酸，出現(xiàn)渾濁的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。

（3）用酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的CO2。其原理：

2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

（4）用溴水，使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。其原理是：

Br2+2H2O+SO2=2HBr+H2SO4

（5）用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。其原理是：

3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO

Ba（NO3）2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3

（6）用FeCl3溶液，使棕黃色顏色變淺的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。

2FeCl3+SO2+2H2O=FeCl2+FeSO4+4HCl

2. 二氧化氮和溴蒸氣的鑒別技巧。

NO2和Br2蒸氣都是紅棕色氣體，可用下面四種方法進(jìn)行鑒別。

①分別向盛有這兩種氣體的容器里加人適量AgNO3溶液，振蕩后有淡黃色沉淀產(chǎn)生的為溴蒸氣，無此現(xiàn)象產(chǎn)生的為NO2氣體。

②分別向盛有這兩種氣體的容器里倒入適量水，加蓋振蕩，水溶液變?yōu)槌赛S色的是溴蒸氣，無此現(xiàn)象的是NO2氣體。不過此法要求氣體濃度較大，現(xiàn)象才明顯。

③分別向盛有這兩種氣體的容器里倒人適量CCl4，振蕩后CCl4層為橙紅色的是溴蒸氣，無此現(xiàn)象的為NO2氣體。

④分別將盛有這兩種氣體的燒瓶浸入沸水中，顏色明顯加深的是NO2氣體，另外一種是溴蒸氣。

3. 常見氣體驗(yàn)滿的方法。

①氧氣驗(yàn)滿：用帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，說明收集的氧氣已滿。

②二氧化碳驗(yàn)滿：將燃著的木條平放在集氣瓶口，若火焰熄滅，則氣體已滿。

③氨氣驗(yàn)滿：用濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍(lán)說明氣體已滿。

④氯氣驗(yàn)滿：用濕潤的淀粉-KI試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍(lán)說明氣體已滿。

決勝高考

1.（2014·海南，5 ）下列除雜操作可行的是

A. 通過濃硫酸除去HCl中的H2O

B. 通過灼熱的CuO除去H2中的CO

C. 通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2

D. 通過水除去CO中的CO2

2. 氣體X可能含有NH3、Cl2、HBr、CO2中的一種或幾種。已知X通入硝酸銀溶液時(shí)產(chǎn)生淡黃色、不溶于稀硝酸的沉淀，若將X通入澄清石灰水中沒有沉淀產(chǎn)生。則下列有關(guān)氣體X的成分的說法正確的是

A. 一定含有HBr、CO2 B.一定不含CO2

C. 一定不含NH3、Cl2 D. 可能含有CO2和Cl2

3. 新制的CO2中?；煊猩倭縊2、H2S、HCl、H2O（g）四種雜質(zhì)，可選用①濃H2SO4，②飽和CuSO4溶液，③飽和的NaHCO3溶液，④紅熱的銅絲網(wǎng)，欲除去上述雜質(zhì)而得到純凈的CO2氣體，此混合氣體通過四種試劑的順序最好是

A. ②①③④ B. ③④①② C. ④①③② D. ②③①④

4.（2014·上海卷，40）實(shí)驗(yàn)室通常用向上排空氣法收集氯氣。設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所收集的氯氣中是否含有空氣。

5. A、B、C、D、E、F、G、H和I是中學(xué)化學(xué)中常見的氣體，它們均由短周期元素組成，具有如下性質(zhì)：

①A、B、E、F、G能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅，I能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，C、D、H不能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兩?/p>

②A和I相遇產(chǎn)生白煙；

③B和E都能使品紅溶液褪色；

④將紅熱的銅絲放入裝有B的瓶中，瓶內(nèi)充滿棕黃色的煙；

⑤將點(diǎn)燃的鎂條放入裝有F的瓶中，鎂條劇烈燃燒，生成白色粉末，瓶內(nèi)壁附著黑色顆粒；

⑥C和D相遇生成紅棕色氣體；

⑦G在D中燃燒可以產(chǎn)生E和H2O；

⑧將B和H在瓶中混合后于亮處放置幾分鐘，瓶內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴并產(chǎn)生A。

回答下列問題：

（1）A的化學(xué)式是 ， ②中白煙的化學(xué)式是 ；

（2）④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；

（3）⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；

（4）C的化學(xué)式是 ，D的化學(xué)式是 ；

（5）⑦中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；

（6）H的化學(xué)式是 。

6. 常溫下一無色混合氣體，可能由Cl2、HCl、NO、H2、O2、CO2、N2、NH3中的若干種組成。取200 mL該混合氣體作如下實(shí)驗(yàn)：

①將混合氣體通過足量的濃硫酸，體積減少40 mL。②剩余氣體通過Na2O2粉末，經(jīng)充分反應(yīng)，體積又減少40 mL。③再將余下的氣體引燃后冷卻至常溫，體積又減少105 mL。④將③余下的氣體通過足量灼熱的銅絲，體積又減少5 mL。最終余下10 mL氣體。已知整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中氣體無顏色變化，則混合氣體是由 組成的，其物質(zhì)的量之比為

7. 某無色混合氣體中可能含有CH2=CH2、CO2、SO2和O2，為確定其中一定含有CO2、SO2，甲、乙、丙3位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)方案，并都認(rèn)為：如果觀察到的現(xiàn)象與自己設(shè)計(jì)的方案一樣，就可確認(rèn)無色氣體中一定含有CO2和SO2。

（1）方案甲：

（2）方案乙：

（3）方案丙：

試用簡要語言評(píng)價(jià)上述各實(shí)驗(yàn)方案是否嚴(yán)密？并說明原因。

（1）方案甲： ；

（2）方案乙： ；

（3）方案丙： 。

答案點(diǎn)撥

1. A 解析： A. 濃硫酸有吸水性，而又不與HCl發(fā)生反應(yīng)，所以通過濃硫酸除去HCl中的H2O。正確。B. H2和CO都能與灼熱的CuO發(fā)生反應(yīng)，所以不能除去H2中的CO。錯(cuò)誤。C.灼熱的鎂粉與N2、O2都能發(fā)生反應(yīng)，所以不能除去雜質(zhì)。錯(cuò)誤。D. CO2在水中的溶解度很小。因此不能通過水除去CO中的CO2。錯(cuò)誤。

2. C 解析：X通入硝酸銀溶液產(chǎn)生不溶于稀硝酸的淡黃色沉淀，可知X中一定含有HBr，因氨氣和HBr反應(yīng)生成溴化銨，HBr與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則X中一定沒有NH3和Cl2，由于CaCO3可溶于強(qiáng)酸中，故在HBr存在的條件下，X若有CO2，通入澄清石灰水中也可能沒有沉淀生成，所以無法肯定CO2是否存在。

3. D 解析：用飽和CuSO4吸收H2S氣體，用飽和NaHCO3溶液吸收HCl，干燥后用紅熱的銅網(wǎng)除去O2。關(guān)于除雜和干燥，其一般規(guī)律是溶液除雜在前，干燥在后，需加熱除去的雜質(zhì)放到最后，其原因是氣體通過溶液將帶出水蒸氣，帶有水蒸氣的氣體通過加熱裝置，不僅會(huì)降低加熱裝置的溫度，還可能造成裝置炸裂，故在二者中間放置干燥裝置。

4. 將收集滿氯氣的試管倒置于有足量NaOH溶液的水槽里，若溶液不能充滿試管，液面上有無色氣體，則有空氣；若充滿，則無空氣。

解析：氯氣能與NaOH溶液反應(yīng)，而空氣不溶于NaOH溶液，據(jù)此檢驗(yàn)。

5.（1）HCl NH4Cl （2）Cu+Cl2CuCl2 （3）2Mg+CO22MgO+C （4）NO O2 （5）2H2S+3O22H2O+2SO2 （6）CH4

解析：由題意知A、B、E、F、G為酸性氣體，I為NH3，A與NH3相遇產(chǎn)生白色煙霧，則A為HCl氣體；由③④信息得B為Cl2，E為SO2；點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中可劇烈燃燒生成MgO和碳，故F為CO2；C和D相遇生成紅棕色氣體，且G在D中燃燒可以生成SO2和H2O，所以C為NO，D為O2，G為H2S；H和Cl2混合后在亮處放置可生成油狀液體和HCl氣體，故H為CH4或其他氣態(tài)烷烴。

6. NH3、CO2、H2、N2 n（NH3） ： n（CO2） ： n（H2） ： n（N2）=4：8：7：1。

解析：題為無色氣體，首先確定無Cl2。由（1）知混合氣體中有NH3（體積為40 mL），無HCl；由（2）得：

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 ΔV

2 1 1

80 40 40

原混合氣體中CO2體積為80 mL，結(jié)合“整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中氣體無顏色變化”，推知無NO（CO2與Na2O2反應(yīng)有O2生成，NO與O2反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2）。由（3）得：

2H2 + O2=2H2O（l） ΔV

2 1 3

70 35 105

原混合氣中含H2，體積為70mL。反應(yīng)消耗氧為105mL×1/3=35mL，說明O2至少剩余40mL-35mL=5mL，再結(jié)合（4），可知O2體積為5mL，說明原混合氣體中無O2，一定有N2，其體積為200mL-40mL-80mL-70mL = 10mL。體積比為n（NH3） ∶ n（CO2） ∶ n（H2） ∶ n（N2）=4 ∶ 8 ∶ 7 ∶ 1.

7.（1）不嚴(yán)密，C2H4也能使酸性KMnO4溶液褪色，干擾SO2的檢驗(yàn)，而且C2H4通過酸性KMnO4溶液后被氧化成CO2，使澄清石灰水變渾濁，干擾CO2的檢驗(yàn)。

（2）不嚴(yán)密，乙烯也能使溴水褪色，干擾SO2的檢驗(yàn)。

（3）嚴(yán)密，上述氣體中只有SO2能使品紅溶液褪色，通過足量品紅溶液后，除去二氧化硫，剩余氣體能使澄清石灰水變渾濁，則一定有CO2存在。

解析：因混合氣體中可能含C2H4、CO2、SO2、O2，當(dāng)混合氣體通過酸性KMnO4溶液和溴水而分別使之褪色時(shí)，可能是C2H4，也可能是SO2反應(yīng)引起的，不能確定一定含SO2，且C2H4通過酸性KMnO4溶液后被氧化成CO2，使澄清石灰水變渾濁，因此甲、乙的方案設(shè)計(jì)不嚴(yán)密。而上述混合氣體中能使品紅溶液褪色的只有SO2，且品紅溶液顏色變淺而不是褪色，說明SO2完全被吸收，再使澄清的石灰水變渾濁，說明一定含有CO2。

（作者單位：深圳科學(xué)高中）

責(zé)任編校 李平安