高考化学实验探究的复习4--实验探究 气体的实验室制法 (1).ppt

《高考化学实验探究的复习4--实验探究 气体的实验室制法 (1).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学实验探究的复习4--实验探究 气体的实验室制法 (1).ppt（43页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.气体制备实验的基本过程 （1）气体制备实验装置一般包含以下几部分 （2）气体制备的一般实验操作步骤 组装（从下到上，从左到右）；检验装置的 气密性；加入药品；排尽装置内的空气； 验纯；反应；拆除装置。,实验探究,气体的实验室制法,2.气体发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备 气体的发生装置分为三类：,3.常见气体的实验室制备原理、收集方法和操作注意事项,特别提醒 制备气体反应的选择原则： 一种气体可以由多种反应制得，但只有部分反应适 用于实验室制备，这些反应一般应符合以下几个条 件：（1）反应物容易获得；（2）反应条件容易达 到；（3）反应容易控制；（4）生成的气体容

2、易分 离。,4.气体的除杂方法 除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上 的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可 燃性。除杂原则：（1）不损失主体气体，（2）不 引入新的杂质气体，（3）在密闭装置内进行， （4）先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑： 易溶于水的杂质可用水吸收；酸性杂质可用碱性 物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分 可用干燥剂吸收；能与杂质反应生成沉淀或可溶 性的物质，也可用作吸收剂。,（1）含有HCl杂质的气体 CO2（HCl）:饱和NaHCO3溶液；SO2（HCl）:饱和 NaHSO3溶液；H2S（HCl）:饱和NaHS溶液； Cl2(HCl):水或饱和食

3、盐水；H2（HCl）:水。 （2）中性气体中的酸性杂质气体用NaOH溶液吸收 O2（Cl2） H2(H2S) O2(CO2) CO(CO2) C2H2(H2S) NO(NO2) （3）酸性气体中含有其他酸性杂质气体 CO2（SO2）:饱和NaHCO3溶液;CO2（H2S）: CuSO4溶液。 （4）含有O2杂质的气体 CO2（O2）：灼热Cu;N2(O2):灼热Cu。 （5）HCl(Cl2):CCl4溶液。,5.气体的干燥 （1）选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性 质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分， 而不能与气体发生反应。 酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般 用来

4、干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性 气体。如浓H2SO4能干燥H2、O2、Cl2、CO2等，而 不能干燥NH3；具有强氧化性的浓H2SO4不能用来 干燥还原性气体，如H2S、HBr、HI；H2、CO等虽 具有较强的还原性，但常温下仍可使用浓H2SO4干 燥。,碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。 碱性干燥剂也不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干 燥Cl2、CO2、HCl等。 中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性， 对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合 反应而不能使用，其反应方程式为 CaCl2+8NH3 CaCl28NH3。,（2）气体干燥净化装置,注意事项：

5、洗气瓶中吸收剂的量以洗气瓶容积的 1/3为宜，最多不要超过1/2。洗气瓶中的长导管为 进气管，应插入吸收剂的液面以下，短导管为出气 管，连接时不要接错。固态干燥剂以黄豆粒大小 为宜。干燥管的进、出气口处均应塞一小团疏松的 脱脂棉，以防止干燥剂漏出。干燥管应固定在铁 架台上使用。,6.气体的量取 对于难溶于水且不与水反应的气体，往往借助其排 出的水的体积（用量筒或滴定管测定），从而确定 气体的体积。量气装置如下图所示： 读数时注意：（1）冷却至室温；（2）视线与凹液 面的最低处相切。,7.尾气的处理方法 （1）对于有毒且易燃的气体。如CO等，可采取在 尾气出口处放置一点燃的酒精灯，使CO燃烧转变

6、 为无毒的CO2气体。 （2）对于溶解度不大的尾气。如Cl2、CO2等可直 接将出气管插入吸收剂液面下吸收。 （3）对于极易溶于水的尾气，如NH3、HCl、HBr 等。可采用防倒吸装置（即在导气管的出气口处 连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触）吸收。常 用的防倒吸装置有以下四种：,【实验探究】据下图所示的实验装置回答问题：,（1）实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选 用的发生装置是 ，收集装置为 。 （2）实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应 选用的发生装置是 ，收集装置为 。 （3）实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取 氨气,氨气的密度比空气的小,极易溶于水。推断： 实验室制取氨气应选用

7、的发生装置为 ,收集 装置为 。,（4）利用废弃的可乐瓶和底部 有小孔的试管（试管小孔处事 先放有一缝隙很小的铜网）组 成制取氧气的装置（如图所示）。 该装置中A中应盛放 ，B中应放进 ， 若使正在发生的反应停止，可以通过操作 来 实现。,解析 （1）固体加热制取气体应选用装置A，欲收 集干燥的氧气，故应用排空气法收集，由于O2的密 度大于空气的密度，故选用装置D。 （2）液体与固体不加热制取气体，应选用装置B， 为了收集到较纯净的氧气，故可用排水法收集O2， 所以选装置C。 （3）固体与固体加热制取气体，反应装置应选A， 根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度,故只 能用向下排空气法收集，故

8、选用E装置收集氨气。,（4）此装置类似于启普发生器,故可用于固体与液 体的反应，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放 MnO2粉末。若使正在发生的反应停止，可以将试管 提出液面即可实现。,答案 （1）A D （2）B C （3）A E （4）H2O2溶液MnO2粉末 将试管提出液面,迁移应用 1.下列三个问题均与图示实验装置有关： （1）制取某无色非金属氧化物气体时，锥形瓶X 内的药品应是 。 A.铜和稀硝酸B.铜和浓硝酸 C.碳酸钙与稀硫酸D.亚硫酸钠和浓盐酸,（2）洗气瓶Y中所装的液体应是（不允许非水杂 质混在气体中） 。 A.浓硫酸B.NaOH溶液 C.NaHSO3溶液D.NaHCO3

9、溶液 （3）检验集气瓶Z是否收集满气体，置于瓶口的 滤纸蘸的溶液是 。 A.BaCl2溶液B.酸性KMnO4溶液 C.淀粉-碘化钾试纸D.澄清石灰水,解析 根据用排空气法收集气体，可排除A；根据所 制气体是无色的，又可排除B；反应生成的微溶物硫 酸钙会覆盖在碳酸钙表面，而阻碍反应进行，可排 除C；亚硫酸钠和浓盐酸反应不需要加热，气体SO2 为无色，且符合向上排空气法收集方法，故应选D。 （2）亚硫酸钠和浓盐酸反应产生的SO2中混有HCl和 水蒸气（本题未对水蒸气作除杂要求），需要将HCl 除去。由于浓硫酸只能吸收水蒸气而不能除去HCl； NaOH溶液会同时吸收HCl和SO2；NaHCO3溶液虽

10、能 除去HCl，但同时产生新杂质CO2混在SO2中；NaHSO3,溶液能吸收HCl，同时放出SO2，故应选C。（3） SO2不与BaCl2及KI反应；SO2与澄清石灰水反应生 成的CaSO3白色沉淀不便在滤纸上观察;酸性KMnO4 溶液与SO2反应后，溶液的紫红色褪去，故应选B。 答案 （1）D （2）C （3）B,2. 现用二氧化锰、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，你认为最不适宜的试剂是 （ ） A.溴化钠溶液B.氢氧化钠溶液 C.饱和氯化钠溶液D.硫酸亚铁

11、溶液,解析 只要能与氯气反应且不产生污染气体的试剂 即符合要求。A项溴化钠溶液与氯气反应： Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2;B项NaOH溶液与氯气 反应：2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O;D项硫 酸亚铁溶液与氯气反应:2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-; C中饱和氯化钠溶液与氯气不反应。 答案 C,3.某化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体 发生、收集和尾气处理的装置，以探究该装置的 多功能性。 （1）甲同学认为利用装置可作为实验室制氧气的 快速发生器，则装置的a仪器中可加入 ， b仪器中加入 （与a中分别对应）。装置 从 管进气即可作为O2的收集装置。,（2）丙

12、同学认为利用装置，可收集NO，试简述 操作方法: 。 （3）戊同学认为利用装置和装置可进行验证 Cl2的氧化性比Br2的氧化性强的实验，进行此项实 验时在装置的a仪器中加入 试剂，b仪器中 加入 试剂，装置中加入 试剂，观 察到 的实验现象，即可得出Cl2的氧化性比 Br2的氧化性强的结论。,解析（1）装置适合液体与固体在不加热的条件 下制取气体,故可用H2O2和MnO2(或用H2O和Na2O2) 来制取氧气；由于O2的密度大于空气的密度，故O2 应从c管进入。 （2）NO极易与O2反应生成NO2，故只能用排水法 收集。将装置中盛满水，NO气体从d管通入。 （3）由题意可知装置是Cl2的发生装

13、置， 故可用 浓盐酸和KMnO4反应制取Cl2；装置是Cl2与Br-反 应的装置，故装置中可以加入适量的NaBr或KBr 溶液，发生的反应为：Cl2+2Br- Br2+2Cl-;只 要观察到装置中的溶液由无色变为橙（黄）色， 即可得出Cl2的氧化性比Br2的氧化性强的结论。,答案 （1）H2O2溶液（或H2O） 少量的MnO2粉末 （或Na2O2） c （2）用排水法收集，装置中盛满水，NO从d管 通入 （3）浓盐酸 KMnO4 NaBr(或KBr)溶液 溶液 由无色变橙色（黄色）,4. .化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫 酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方框 内画出用该方法

14、制备、收集干燥氯化氢气体的装置 简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使用， 固定装置不必画出）,.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下： 取过量洁净的铁屑加入20%30%的稀硫酸溶液，在 5080水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热 过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静 置、冷却一段时间后收集产品。,（1）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式: 。 （2）硫酸溶液过稀会导致。 （3）采用水浴加热的原因是。 （4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表 示）。 （5）溶液趁热过滤的原因是。 （6）静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象 是。,解析 实验室制取HCl气体是将浓H2S

15、O4滴入浓盐酸 中，因此装置特点是液体+液体混合制取气体。 反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞、 收集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置，用集气 瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气法收集 HCl。用铁屑和稀H2SO4反应制FeSO4的反应原理为Fe+H2SO4（稀） FeSO4+H2,如果H2SO4 浓度太小，反应太慢，不利于晶体析出而影响实验 效果。为控制反应温度应采用水浴加热。因为Fe2+ 易生成Fe3+，为防止Fe3+的出现应加过量铁粉，为防 止FeSO4晶体流失应趁热过滤，为防止Fe2+被氧化应 防止氧气进入试管内。冷却后的溶液随着FeSO4溶解 度的减小而在溶液中析出浅绿色

16、晶体。,答案 . .（1）Fe+H2SO4（稀） FeSO4+H2 （2）反应速率慢，不利于晶体析出 （3）容易控制温度 （4）Fe+2Fe3+3Fe2+ （5）减少FeSO4的损失；防止空气进入试管将Fe2+ 氧化为Fe3+ （6）有浅绿色晶体析出,5.下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证 的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略 去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任 意选用，必要时可重复选择,a、b为活塞）。,（1）若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放 置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还 原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为 （填 代号）。能验证CO氧

17、化产物的现象是 。,（2）停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH装置顺序制取纯净干燥 的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应 ， 活塞b应 ，需要加热的仪器装置有 （填代号），m中反应的化学方程式为。 （3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨 水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，E内放置铂铑合金 网，按AGED装置顺序制取干燥的氨气，并 验证氨的某些性质。 装置A中能产生氨气的原因有: 。 实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气 具有 性。,解析 （1）要获得干燥纯净的CO气体，应用A中的 NaOH溶液除去CO2，用C中澄清石灰水验证CO2 已除尽，用B中浓硫酸

18、干燥得纯净干燥的CO气体。 E中反应为CuO+CO Cu+CO2,再用C中澄清石 灰水验证生成CO2气体，尾气CO气体用点燃法除去, 防止污染环境。 （2）关闭活塞a,打开b,稀硫酸和A中生成的Na2CO3 反应，生成的CO2气体中含水蒸气，共同和E中 Na2O2反应生成O2，再通过D除去CO2，B干燥得 纯净O2，加热k使乙醇挥发，O2和乙醇在加热条 件下被Cu网催化氧化生成CH3CHO。,（3）NaOH固体溶于水，吸水放热，抑制NH3 H2O电离，均有利于NH3逸出。NH3+H2O NH3H2O NH +OH-生成的NH3经G中碱石 灰干燥后，在E中，NH3与空气中的O2在预热的 铂铑合金网催化下发生反应,即4NH3+5O2 4NO+6H2O，NH3在该反应中体现了还原性，最 后用D中NaOH除去尾气中NO，防止污染空气，4NO+3O2+4NaOH 4NaNO3+2H2O。,答案 （1）ACBECF AB之间的C装置中溶液保持 澄清，E、F之间的C装置中溶液变浑浊 （2）关闭 打开 k、m 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O （3）氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高， 使氨的溶解度减小而放出；氢氧化钠吸水，促使氨 放出；氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓 度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出 还原,返回,