高三化学化学实验教案-（化学教案）.pdf

气体的制备教学目标知识技能：复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识，掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。能力培养：通过对常见气体实验室制法的复习，培养学生选择仪器装置，解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。科学思想：通过对气体制备有关知识的整理，使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。科学品质：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，激发学生的发散性思维。科学方法：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点，选择、组装各种装置的一般方法。重点、难点对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨；激发学生学习兴趣，培养学生发散性思维。教学过程设计教师活动【投影】图5-1【提问】1 .这套装置在实验室用于制取什么气体？学生活动观察、思考、回答：1 .制氯气。2 .要制得纯净的氯气，请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么？2 .B装置应装饱和食盐水，用来吸收挥发出来的H C 1气体；C装置应装浓硫酸，用来吸收C 1 2中的水分；D装置是用向上排空气法收集C 1 2；E装置应装N a O H溶液，用来吸收多余的C 1 2,避免有毒气体排入空气。【提问】通过上述实例可以看出，实验室制取纯净的气体一般有几个环节？思考、回答：实验室制取纯净的气体一般有以下环节：（1）气体的发生；（2）气体的净化;（3）气体的收集;（4）尾 气 的 处 理（对 于 有 毒 气 体）。【组织讨论】分小组进行，要求：1.气 体 发 生 装 置 通 常 可 分 成 儿 种 类 型？将各类型的装置示意图 画 出 来。分 类 的 依 据 是 什 么？2 .每 种 类 型 可 制 备 什 么 气 体？3.使 用 注 意 事 项 及 原 因。说明：示意图的画法（以上面制取C 1 2的 装 置 为 例）。图5-2指导学生讨论，将学生画的图展示出来，评价。思考、讨论、画图；小组代表回答：类型有：（1）固-固 加 热 型：可 制0 2、C H 4、N H 3等;图5-3使用注意：1.试管口略向下倾斜;2 .试 管 内 导 管 刚 伸 出 胶 塞 即 可；3 .用 酒 精 灯 外 焰 加 热。（2）固-液 不 加 热 型：可制 H 2、H 2 S、S 0 2、C 0 2、N O、N 0 2 C 2 H 2 等;图5-4使用时注意：长颈漏斗下端管口伸入液面以卜。（3）固-液 或 液-液 加 热 型：可 制C 1 2、H C 1等。使用时注意：L组 装 装 置 接 从 下 到 上 的 顺 序；2.加 热 应 垫 石 棉 网；3 .烧 瓶 内 液 体 体 积 不 超 过 容 积 的1/3。分类依据：反应物的状态和反应条件是否加热。图5-5【提问】启 普 发 生 器 是 一 种 气 体 发 生 的 经 典 装 置，能否说明它适 合 发 生 什 么 样 的 气 体？它 的 优 点 是 什 么？（同时展示启普发生器 的 仪 器 图）回答：启 普 发 生 器 适 合 常 温 下 块 状 固 体 与 液 体 反 应，且难溶或 不 易 溶 于 水 的 气 体，如：H2、C02、H2SO它的优点是可通过活塞 控 制 反 应 的 发 生 与 停 止，操 作 简 便。【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置？图5-6讨论、回 答:能。画出装置图：图5-7【提问】使 用 装 置 时 要 注 意 什 么？回答：长 颈 漏 斗 必 须 伸 到 隔 板 下 面，否 则 无 法 控 制 反 应，而且 产生的气体也易从长颈漏斗逸出。【设疑】属于固一液不加热反应，但不能用启普发生器发生的气体有哪些？可用什么装置？设计、回答：不能用启普发生器发生的气体有S 0 2、C 2 H 2、N O、N 0 2 等。可用以下装置：图5-8此为简易装置，无隔板，无活塞，不能控制反应的发生或停止。若将长颈漏斗改为分液漏斗，分液漏斗可控制液体滴入的量，从而调节反应产生气体量。图5-9【提问】实验室制C 2 H 4 属于液-液加热制气，其装置有何特点？操作时需注意什么？思考、回答：实验室制C 2 H 4 需要控制温度(1 7 0)应加温度计；温度计的水银球应插入液面下。【评价】很好。我们掌握一类事物既要认识共性，又要抓住特点。【启发讨论】在 固（液）一液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多，烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体不易滴F与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题，使分液漏斗中的液体顺利滴下？学生设计方案。交流各自的方案。最简单方便的方案是：【评价】学生所设计的各种方案，指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。【练习】在实验室，制备0 2、C 1 2、H C K N H 3有什么合理、简单、快速的方法，用到哪类装置？思考、回答：(1)向M n 0 2中滴加H 2 0 2可制氧气;(2)向高锌酸钾固体中滴加浓盐酸可制C 1 2；(3)向浓盐酸中滴加浓H 2 s 0 4可制H C 1；(4)向N a O H溶液中滴加浓氨水可制NH3。以上制备方法均用固一液不加热型装置。【启发练习】如果要收集纯净的气体，须除杂质和干燥气体。试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置:思考、回答：【投影】气体(所含杂质)除杂试剂和装置C O (C 0 2)C 0 2 (H2 0)C 1 2 (HC 1)N2 (0 2)S0 2 (HC 1)饱和Na C l溶液碱石灰干燥管Na O H溶液洗气瓶浓H2 s 0 4洗气瓶洗气瓶铜网(灼热)硬质玻璃管Na HS0 3溶液 洗气瓶【提问】气体净化的原则是什么？讨论、回答：1 .尽量用化学方法；一般酸性气体杂质用碱性试剂除去，还原性气体杂质用氧化性试剂除去；2 .净化试剂只与杂质发生反应；3 .不生成新的杂质。【提问】气体净化常用装置是什么？画出装置图。分儿类？回答：气体净化装置有：图 5-12分两类：1.用固体物质除去气体杂质(包括水蒸气)；如图(1)、(2)、(3)o2.用 液 体 物 质 除 去 气 体 杂 质（包 括 水 蒸 气）；如 图（4）。启发讨论根据净化试剂的状态不同选择装置。【例题】为除去0 2 中 少 量 的 C 0 2 和 水 蒸 气，应采用的装置是-3-rEXJE 5-1 3其中左边试管盛 ,右 边 试 管 盛 。从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。思考、回答：选 D；甲 试 管 盛 Na O H溶 液，乙 试 管 盛 浓 硫 酸。应注意：1 .洗 气 瓶 使 用 时 应 长 管 进 气、短 管 出 气；2 .净 化 包 括 除 杂 和 干 燥，一-般先除杂后干燥。【启发提问】净化后的气体就可以收集，那么常用的收集方法和装置有哪些？依据什么来选择适合的方法及装置？思考、回答：气体收集装置有图 5-14两类方法：1 .排水法:用于收集不易溶于水的气体,例如，H2、0 2、C H4、NO、C 2 H4、C 2 H2 等 如 图(1)o2 .排空气法：(1)向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，例如0 2、C 0 2 如 图(2)Q(2)向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，例如H2、NH3、C H4 如 图(3)o选择依据：气体的溶解性和对空气的密度。【提问】下列气体在收集时须注意什么？C 1 2 HC 1 H2 S、N0 2、S0 2回答：C 1 2、HC K H2 S、N0 2、S0 2 均属于能溶或易溶于水的气体，不宜用排水法，而且它们均有毒，不能用装置(2),应用以下装置:a b图 5-15a 口进气，b 口出气，b 口应连接尾气处理装置，防止有毒气体 排 入 空 气。【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体？怎样使用？回答：若烧瓶是干燥的，a 口进气，瓶 口 向 上 或b 口进气，瓶口向下,可 收 集 密 度 大 于 空 气 的 气 体，如C 0 2；a 口进气，瓶 口 向 下 或b口进气，瓶 口 向 上，可 收 集 密 度 小 于 空 气 的 气 体，如H2、NH3、CH4O若烧瓶中充满水，瓶 口 向 匕b 口进气或瓶口向下，a 口进气，可 收 集 难 溶 于 水 的 气 体,如H2、可4、C O、NO等。【设疑】如图装置：图 5-16上述收集装置中干燥管的用途是什么？回答:干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内，从而保证收集到干燥的气体。【提问】金属钠与水反应生成H2,如何收集？回答：用图5 T 7 装置：图 5-17【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些？如何选择？试举例。思考、回答：尾气处理常用装置有：由盅区宝(1)图 5-18选择原则：1 .对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置(2)、(3),防止倒吸 其中装置(3)用于吸收少量气体,例 如 H C1、H Br、NH3O2.对于溶解速率不快的气体可用装置（1）,一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如：C1 2、H 2S、S 0 2等可用Na OH溶液吸收。3.对于可燃性有毒气体，可用装置（4）,经点燃除掉，例如：COo【小结】制备气体的各个环节是有联系的，在解决具体问题时，要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体，而是制出气体后进行一系列的性质实验，所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形，因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。聆听、理解、记忆。精选题一、选择题1.图5 T 9 装置可用于A.加热 Na H C0 3 制 C0 2B.用铜和稀硝酸反应制NOC.用NH 4C1 与浓Na OH 溶液反应制NH 3D.用 Na Cl 与浓硫酸反应制H C1图 5-192.按下述方法制备气体，合理而又实用的是 A.锌粒与稀硝酸反应制备H 2B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备H C1C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备S02D.大理石与浓硫酸反应制备C023.图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是 A.铜屑和浓硝酸B.二氧化锦和浓H C1C.电石和水D.碳酸钙和稀盐酸图 5-204.现用二氧化镒氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是 A.浸化钠溶液B.氢氧化钠溶液C.氯化钠溶液D.硫酸亚铁溶液5.实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸储水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是 A.制取氢气B.制取碳酸钠C.制取氯化铜D.测定盐酸的浓度6 .如 图 5-2 1装置，红磷、硫磺分别在a、b 瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到 A.水同时流入a、b两集气瓶B.水只流入a集气瓶C.水只流入b集气瓶D.a、b集气瓶中都无水流入图 5-217.某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是 A.H2、N02、CH4B.HC1、C12、02C.H2、C02、H2SD.C2H2、NH3、C2H48.当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时，为得到干燥纯净的氢气，操作步骤和顺序完全正确的是（每一步只除去一种杂质）通过装浓硫酸的洗气瓶通过装水的洗气瓶通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶通过灼热的氧化铜通过装硫酸铜溶液的洗气瓶通过装有五氧化二磷的干燥管A.、B .、C.、D.、二、非选择题9 .图5-2 2所示装置可以收集以下气体：a b帛图 5-22H 2、N O、C H 4、H C 1、C 12、N H 3、S 02o（1）若集气瓶是干燥的，气体从a进入，可收集的气体有（2）若将集气瓶盛满水，收集气体并测量气体的体积，可收集并测量体积的气体有 o此时气体应由 管进入，由一管通向量筒。10.图5-2 3装置：（铁架台和加持仪器均略去）制得的气体X是干燥和纯净的，在装置A、B、C中盛放的试剂在下列（11）中选用。B图 5-23CM n O 2 粉末 P 2 05 粉末 N a O H 粒 无水C a C 12 N a B r 粉粒 浓 盐 酸 浓 硫 酸 浓 氨 水 浓 N a O H 溶 液 稀 盐 酸(11)稀硫酸。试回答：(1)A 中a 盛 放 的 是(均 用 编 号),B 中 盛 放 的 是,B中盛放的是_ _ _ _ _ _,C中盛放的是 o(2)发生器中产生气体X的原理是。答案一、选择题1.B 2.C 3.A、D 4.C 5.A,D 6.B 7.C 8.A二、非选择题9.(1)C 12、H 2 S、S 02；(2)H 2、C H 4、N O；b,a010.(1)a为、b为、B中为、C中为；(2)因浓氨水滴入固体N a O H 时 N a O H 迅速溶解，同时放热使温度升高，溶液里0H-的浓度大增，使反应N H 3+H 2 0=NH3引 2 0=N H 4+0 H-的平衡向逆反应方向移动，并因升高温度使氨气的溶解度减小而逸出氨气。2 6.物质的分离和提纯教学目标知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。能力培养:通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。科学思想:通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。科学品质:通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。科学方法:通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。重点、难点掌握分离物质的原理和方法。教学过程设计教师活动【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下血介绍一些分离和提纯物质的方法。【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溪水中溪和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？学生活动分组讨论、小组代表总结：固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。液体：在硝酸中加入M g (N 0 3)2,蒸 储。将石油分储。在混合液中加入苯，分液。将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸储水中。向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。在蒸发皿中蒸发。气体：将空气液化，低温分储。将混合气通入饱和食盐水中洗气。根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结：固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。升华法：分离易升华和不升华固体混合物。液体分储法：根据儿种互溶的液体沸点的差异较大蒸微分离。萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。渗析法：分离胶体和溶液。盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。气体液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管图 5-24教师引导学生选择仪器的方法：1.按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。2.按仪器安装顺序选择仪器（如分储）。【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸储、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁 架 台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。蒸发浓缩：铁 架 台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架 台（带铁圈）。蒸饶!、分储法：铁 架 台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸储烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。升华法：铁 架 台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。讨论总结：1.引入试剂只跟杂质反应。2.后续试剂应除去过量的前一试剂。3.不引入新杂质。4.杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。5.过程简单。6.现象明显。7.尽可一能将杂质转化为所需物质除去。8.多 种 杂 质 时 应 考 虑 加 入 试 剂 顺 序。【投影】将下列固体物质分离：固体N a C l中N H 4 C 1杂质固体F e 2 0 3中A 1 2 0 3杂质固体C u S中F e O杂质固体N a 2 c 0 3中 的N a H C 0 3。杂质分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。固体N a Cl中N H 4 c l杂 质：加 热。固体F e 2 0 3中A 1 2 0 3杂 质：加 过 量 强 碱 溶 液，过 滤。固体Cu S中F e O杂 质：加 过 量 盐 酸，过 滤。固体N a 2 c 0 3中 的N a H C0 3 ：加 热。【投影】将下列溶液中的杂质除去：M g C1 2溶 液 中F e C1 3杂质乙酸乙酯中乙酸和乙醇乙醇中水晶 体 池 中 含 有 少 稣 沙.Oa*,典 礼,可 杵，用 以 林 献制厚较纯的氯化的翻k加M g O或M g (0 H)2或M g C0 3固 体,调 节 溶 液 的p H=4左 右，过 滤。加入饱和N a 2 c 0 3溶 液，振 荡、静 置、分 液。加入生石灰，蒸储。加入过量的Ba （O H）2溶 液，再 加 入 过 量 的N a 2 c 0 3溶 液，过滤,再 加 入 盐 酸 调 节 溶 液p H至 中 性。【投影】除去下列气体中的杂质：C O 2中 的0 2气体C O 2中 的H 2 S气体H 2 s气 体 中 的H C1气体请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。混合气体通过热铜网。通入Cu S 0 4溶 液。通入饱和N a H S溶 液。每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。固体：加热分解（N a Cl中N H 4 C1）酸、碱 法（F e 2 0 3 中 A 1 2 0 3,Cu S 中 F e O）转 化 法（N a 2 c 0 3中 的N a H C0 3）液 体:水 解 法（M g C1 2溶 液 中F e C1 3）吸 收 法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）蒸 储 法（乙醇中水）/P G N 0 2 52.T X T/P G N值 雌（3中的C a 、M g*.SO：）气体：氧 化-还 原 法（C0 2中0 2）沉淀法（C0 2中H 2 S）转化法（H 2 s中H C1）正确方案：K O H、A g N 0 3、K 2 c 0 3、H N 0 3【投影】综合一 有一硝酸钾溶液，其中混有少量K Br、Ca （H 2 P 0 4）2 o有人用A g N 0 3、K 2 c 0 3、K O H、H N 0 3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、N 0 3-、H+、0 H-,则 加 入 试 剂 的 顺 序（组织学生评价方案，提出各自的见解）。评价其它方案：1 .若为 A g N 0 3、K O H、K 2 c 0 3、H N 0 3,由于过量的 K O H 与Ca（瓦PO.）质应产生的PO：无法被M发 去，使榕糠中剩余2 .若为 K O H、K 2 c 0 3、A g N 0 3、H N 0 3,由于要用过量的 A g N 0 3除 去 班.8：,使幡擅中釉静&*3.若为KOH.AKOr HBO3.KCOJ,由于过量的8：无法被M 0去 同 余.4 .若为 K 2 c 0 3、A g N 0 3、K O H、H N 0 3,由于过量的 K O H 使会f r y 无法被Ag像 去，使申二【投影】综合二 氯化铜 CuC12 2H20中含有FeC12杂质，为了制取纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH是：Fe3+：3.7Cu2+Fe2+：6.4正确方案：(1)FeZ+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成沉淀而分离出Fe(OH)2,故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而除去。(2)A(3)D(4)CuO Fe(OH)3评价其它方案：1.(2)中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的CuC12-2H20。2.(3)中如果选择A、B,会引入Na+、NH4+而使产物不纯。(3)中如果选择C,则不会使pH升到3.7。请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的氧化剂是 A.H 2 0 2B.K M n O 4C.N a Cl OD.K 2 Cr 2 0 7（3）调节p H 时，应选用 A.N a O HB.N H 3 H 2 0C.H C1D.Cu （O H）2（4）物质Y 是,沉淀Z 是 o精选题1 .（全国1 9 9 7 年）某溶液含有较多的N a 2 s 04 和少量的Fe 2（S 04）3 o 若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H 2 s 04 溶液；（2）加金属N a；（3）结晶；（4）加过量N a O H溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是A.(2)(6)(3)B.(4)(6)(1)(3)C.(4)(6)(3)(5)D.(2)(6)(1)(3)(5)2 .(上海9 6)下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 A.萃取B.重结晶C.沉降D.渗析3 .为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu 2+,进行如下实验：(1)通入C02 气体；(2)加盐酸；(3)加过量的N a O H 溶液；(4)加H 2 s 04；(5)过滤。以下步骤顺序和试剂都正确的是 A.(3)(5)(4)(5)(2)B.(3)(5)(2)C.(3)(5)(1)(2)D.(3)(5)(1)(5)(2)4.(2 000试测)制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到9 09 5,在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用 A.氢氧化钙乳浆B.碳酸钠溶液C.碳酸氢钠溶液D.氢氧化钠溶液5.（9 7试测）“卤块”的主要成分为MgC12（含要2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。-滤液-沉淀物卤块加盐酸 溶液加X 溶 液 力 口 Y；pH=9.8 水5 Z轻 质 氧 化 物 一 沉/物 气 体D生虐基 牝物馆笑的西tutRi C OH)3173.7Ri C OH)29MA(O H)28J9J8吗(O H)29J611.1H M(x/a t)0 M K含M IO D x )4 9H/力 C 30 x)MOOM D H(S 0 9 8 x )2100NWCOj C8NT99JX)a nf lftc k n x )310在：吟K m m w b不触图effiunQ,c OH)svosatf.填空:(1)在步骤“2”加入的试剂X,最 佳 选 择 是，其作用是 o (2)在步骤“3”加 入 的 试 剂 丫 应 是,控制p H=9.8,目的是 o (3)在步骤“5”时发生化学反应方程式是 o 6.C1 2中混有少量H C1气体，通过饱和食盐水可除去H C1,根据下列数据计算说明：常温时1 V H 2 0溶解2 V C1 2,N a Cl溶解度为3 6 g,溶液密度为1.1 8 g/m L,饱和氯水中1/3的C1 2和水反应。7.有一废液，其中含有一定量的Z n 2+、Fe 2+、Cu 2+、H g 2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。答 案1.B 2.D 3.D 4.A5.(1)漂 液(N a Cl O),使 Fe 2+氧化成为 Fe 3+。(2)N a O H,使除M g 2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。(3)M g C03+H 2 0=M g (O H)去+C026 .解：N a Cl溶解平衡：N a C l (固)-NaCl(溶液)=N a+C l-饱和氯水的反应平衡：C 1 2+H 2 0 H+C 1-+H C 1 OH C 1的溶解平衡：H C 1 (气)=HC1(溶液)=H+C 1-饱和氯水中，C 1-最低;饱和H C 1溶液中，C 1-最大。当混有少量HC1气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的C1-K HC1还能进一步溶解，同时有白色固体析出；C12几乎不溶，全部逸出。3种物质饱和溶液中C1-为：Cl-HCl=12mol/LCl-NaCl=5.34 mol/LC1-C12=O.034 mol/L因为Cl-NaClVCl-HCl,所 以HC1能进一步溶解，而当C1-增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为C1-C12VVC l-N aC l,所 以C12几乎不溶而逸出,从而达到除HC1的目的。7.在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜27.C 0还 原CuO的实验设计教学目标知识技能：学会设计综合实验的方案。能力培养：培养学生运用化学信.息，设计综合实验的能力。培养学生处理实验过程中有关安全问题的能力。培养学生观察实验的能力。培养学生运用已知的知识，分析、解决实验中一些实际问题的能力。通过实验设计，培养学生创造思维的能力。培养学生概括、归纳知识的能力。科学思想：培养学生尊重科学和依靠科学，关心环境、能源、健康。科学品质：通 过 实 验 设 计 的 研 讨，从中使学生领悟到科学研究所 应 持 有 的 严 谨 科 学 的 态 度。科学方法：通 过 实 验 探 究 获 得 知 识 的 方 法。重点、难点重点：学 会 设 计 综 合 实 验 方 案。难点：净 化 气 体；实 验 操 作 的 程 序。教学过程设计教师活动【引入】实验室用固体草酸和浓硫酸制取co。【投影】再 8 f+8 J 4-HaO要证明CO可 以 还 原 CuO,能 否 用 草 酸 分 解 产 生 的 气 体 来 验 证？学生活动思考回答：不 能，因 为 证 明 CO能 还 原 CuO的依据是看是否有C02生 成，而 制 取 的 CO中已经 含 有 C 02,所 以 不 能 证 明 c o 可以还原 CuOa如果我们只有这种药品制c o,请 同 学 们 设 计 套 实 验 方 案，证明 CO可 以 还 原 CuO。从 实 验 的 整 体 看，首 先 应 该 考 虑 哪 些 问 题？讨论归纳一：制气体一净化气体一证明反应一尾气的验证一尾气处理。下面我们围绕这个知识框架，进行气体综合实验复习，请同学们分组设计四部分实验装置，并画出装置草图。从卜列仪器中选择、组装各步反应的实验装置，注意思考几个问题：1 .选 择 各 步 反 应 药 品 的 依 据 是 什 么？2 .选 择 仪 器 的 依 据 是 什 么？3 .组 装 实 验 装 置 时，连 接 仪 器 的 顺 序 是 什 么？4 .各 步 实 验 操 作 的 顺 序 及 其 要 点 是 什 么？通过每一具体问题的实验设计，归纳出解决每一类实验问题的规律。【投影】设计综合实验装置：1 .C O的 制 备 装 置。2 .证 明C O中 混 有C 0 2；制 得 纯 净、干 燥 的C O净 化 装 置。3.证 明C O可 以 还 原C u O的 装 置。4 .尾 气 的 验 证 与 处 理 装 置。分组讨论，画装置草图。【软 件1】实 验 仪 器：图 5-25【实验设计引导】实验室制备co的 药 品 是 已 知 的，怎 么 制co?请 展 示 你 们 的 设 计 简 图，说 明 设 计 原 理，总 结 实 验 规 律，边叙述边 组 装 仪 器。讨论归纳二：【实验室制备气体的规律】1.根 据 药 品 的 状 态 和 反 应 条 件，选 择、组 装 仪 器。因为用固制糜与MB蜥体在加解鼾FF制8H体，符合，S（液）+犊 q气【投影】学生设计的方案2.组 装 仪 器 的 顺 序 是：因为气流方向是从左到右，组装仪器的顺序是：自下而匕从左到右。组装制备CO装 置 的 顺 序 是：铁架台f 酒精灯f 铁圈f 石棉网f 烧瓶f 带分液漏斗的双孔塞操作：组装制co的 装 置。思考：实验前加入碎瓷片。思考：有C02和 水 蒸 气。【设疑】加热液体时怎么防止暴沸？制出的co里 混 有 什 么 气 体？可能有水蒸气吗？为什么？不一定，因为用浓硫酸制co时，浓 硫 酸 有 吸 水 性，可能吸收产物 中 的 水，所 以 产 生 的 气 体 中 可 能 没 有 水 蒸 气。怎么证明C O中 是 否 混 有 水 和C 0 2?请 设 计 检 验 气 体 的 装 置，说 明 原 理，总 结 出 检 验 气 体 的 规 律。讨论归纳三：【检验气体的规律】1 .证 明 气 体 中 混 有 杂 质 的 顺 序 是：先 证 明 水，后证明其他气体，因 为 证 明 气 体 一 般 用 水 溶 液，从水溶液里逸出的气体一定混有 水 蒸 气，干 扰 水 的 检 验。2 .证 明 气 体 杂 质，要 选 用 与 气 体 杂 质 有 特 征 反 应 的 试 剂。所以先用无水硫酸铜证明是否有水；再用澄清的石灰水证明是否有C 0 2生 成，石 灰 水 变 浑 浊 证 明 有0)2。讨论归纳四：【除杂仪器的选择和使用】1 .一 般 固 体 干 燥 剂 放 在 干 燥 管 里，粗 管 进 气，细 管 出 气，水蒸 气 可 以 被 充 分 吸 收。也 可 以 用U形 管、两 通 管 代 替 干 燥 管。2 .液 体 试 剂 放 在 洗 气 瓶 中，长 管 进 气，短 管 出 气；长管深入液 面 下，短 管 露 出 胶 塞 少 许。所以无水硫酸铜放在干燥管里，石灰水放在洗气瓶里。【设疑】为什么不用石灰水除C 0 2?讨论归纳五：【气体干燥、净化规律】1.除 杂 顺 序：一 般 是 先 除 杂 质，后 干 燥。2.除 杂 试 剂：尽 可 能 使 用 液 体 试 剂，液体试剂可以充分吸收气 体。所以将C O混 合 气 体 先 通 入 饱 和N a O H溶 液，除 去C 0 2；再将气体 通 入 浓 硫 酸，除 去 水 蒸 气。思考：因为常温下氢氧化钙的溶解度较小，即便是饱和的石灰水，其浓度比较小，所以石灰水不能吸收较多的二氧化碳。【设疑】饱和的N a O H溶 液 一 定 能 除 净C 0 2吗？怎 么 办？思考：如果二氧化碳较多就不一定能除净。增大容积，用广口瓶代替试管，增大氢氧化钠的用量。3.证 明 杂 质 已 被 除 净。将C O气 体 再 通 入 石 灰 水，石 灰 水 不 变 浑 浊，证 明0)2已被除去，最 后 再 干 燥。【引导】接下来用干燥、纯净的C O来 还 原C u O,请展示你们设计的 实 验 装 置，说 明 设 计 依 据、原 理 和 操 作 顺 序，总 结 出 实 验 规 律。【投影】实验装置设计方案讨论归纳六：1 .反 应 装 置：因 为 是 气 体 与 固 体 加 热 的 反 应，所以用两端插有 单 孔 塞 的 还 原 管；气 体 从 左 端 进，右 端 出。2 .实 验 操 作 顺 序：(1)加 热 前 先 通C O,排 净 整 个 装 置 中 的 空 气 后，再 加 热C u O,防 止C O和 空 气 混 合，点 燃 可 能 发 生 爆 炸。(2)反 应 后 继 续 通C O,直 到 试 管 冷 却。【提问】实 验 前 通 入C O的 目 的 是 排 净 空 气 里 的 什 么 气 体？此时排出的C O尾 气 能 点 燃 吗？排出的C O不 点 燃，会 污 染 大 气，点 燃 又 有 危 险，怎 么 办？回答：主 要 是 排 除 空 气 中 的 氧 气，因 为 氮 气 对 反 应 没 有 影 响。不能点燃。思考：用一种无毒、稳定的气体代替c o,排净装置中的空气。选用氮气，因为氮气在一般条件下难与其它物质反应。用什么盛N 2?盛N 2的装置怎么与串联装置连接？思考：将氮气充入球胆，用两通管连接。组装仪器。【设问】用N 2排除装置中的空气，再 通C O,这时加热尾气有没有危险？为什么？回答：没有危险，因为C O不能在氮气中燃烧。3.实验论证：将反应后的气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶中，石灰水变浑浊，证 明C O可以还原C u O。【设问】尾气处理的方法有哪些种？本实验应采用哪一种？讨论归纳七：【尾气处理】1 .把尾气收集起来，再处理掉。2 .尽可能用液体试剂吸收尾气。3 .如果尾气可燃，而且燃烧的产物又不会污染空气，可将尾气点燃。所以最好是把尾气中的C O点燃。【软件2】浓琉酸”水硫酸铜2草酸澧清氢氧化澄清浓琉酸 澄清石灰水钠溶液石灰水 石灰水A B c DEF G HI图 5-26【设问】整个实验完成后，怎么排出残留在装置中的CO?讨论回答：向 串 联 装 置 中 通 入N 2,排 出CO。【设疑】实验中A、G两 处 进 行 加 热，如 果 气 流 不 稳，将会出现 什 么 后 果？答：C中 的 液 体 倒 吸 进B,干 扰 了 水 的 验 证；G中 新 生 成 的Cu与 空 气 中 的 氧 气 反 应 又 生 成CuOo【设问】空气可能进入加热氧化铜的两通管吗？思考回答：不 可 能。下一个装置里的液体可能会倒吸进加热CuO的 两 通 管 里，使 其 炸 裂。【软件3演 示 液 体 倒 吸 进 加 热CuO的 两 通 管 里，使两通管炸裂。【设问】采取什么措施防止倒吸？讨论：在B、G装 置 的 后 边 各 增 加 一 个 防 止 倒 吸 的 安 全 装 置。组装仪器。【软件4】安全瓶澄清氢氧化澄清浓硫酸 安全瓶澄清石灰水钠溶液石灰水 石灰水CDEFG H I J图 5-2 7【引导】下面请同学们讨论、归纳出实验操作步骤。讨论归纳八：【综合实验步骤】【软件5】随 学 生 边 总 结 边 演 示。【设问】利用物理原理，怎么检查装置的气密性？1.检 查 装 置 的 气 密 性。【方 法1】梢 微 加 热 烧 瓶，停止加热后观察每个洗气装置里的长 导 管 中 有 无 液 体 回 升，如 果 有 液 体 回 升，说 明 装 置 不 漏 气。【方法2】将 尾 部 橡 胶 导 管 夹 住，再 将 分 液 漏 斗 的 活 栓 打 开，如 果 液 面 不 下 降，说 明 装 置 不 漏 气。2.通 入N2排 净 串 联 装 置 中 的 空 气。3.点 燃 加 热 尾 气 的 酒 精 灯。4.通 入CO,排 除 串 联 装 置 中 的N2。5.加 热CuO。6.停 止 加 热CuO。7.通入N 2,排净残留在串联装置中的CO。8.停止点燃尾气。【提示】请同学们注意观察、记录各装置中的反应现象。【演示】请大家描述实验现象，可以互相补充。观察实验现象，记录实验现象。实验现象及结论：A 中有无色气体产生。B 中无明显现象。结论：几乎没水溢出。D中的石灰水开始变浑浊，反应片刻又变澄清，说明CO中混有 C02,过量的C02使浑浊石灰水又变澄清。E 中没有明显现象。F 中的石灰水开始没有变浑浊，实验快结束的时候又变浑浊,说明反应前期，CO中的C02已经被除净，过量的C02使E 中的石灰水乂变浑浊。G 中无