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1、第十章 化学实验,必考内容,第三课时 物质的制备、实验方案的设计与评价,考 纲 解 读,1常见气体的制备原理和发生装置,考点一 常见气体的制备和收集,暴沸,2.气体的净化 (1)除杂试剂选择的依据：制备气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性等。 如：酸性杂质用碱性物质吸收；碱性杂质用酸性物质吸收；氧化性杂质用还原性物质吸收；还原性杂质用氧化性物质吸收；易溶于水的物质用水吸收。 (2)除杂原则：不损失主体气体，不引入新的杂质气体，在密闭装置内进行，先除易除的气体。 (3)除杂装置,(4)气体净化时应注意的事项 用洗气瓶吸收杂质时，气流方向是长管进，短管出；用干燥管吸收杂质时，气流方向是大口进，小口
2、出；用玻璃管或U形管吸收杂质时，气流方向可以任意选择。 当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后；若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。,3气体的干燥 (1)干燥的原则。 干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。 a酸性干燥剂不能干燥_性气体。 b碱性干燥剂不能干燥_性气体。 c具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强_性的气体。(注：H2、CO、SO2虽具还原性，但可用浓硫酸干燥),碱,酸,还原,(2)常用的干燥装置及干燥剂的选用。,H2,O2,CO2,Cl2,SO2,H2,O2,NH3,NH3,HI,NH3,Cl2,HCl,SO2,4.气体的收集,H2
3、,不溶于水,大,小,O2,H2,NO,C2H4,O2,CO2,NO2,Cl2,HCl,SO2,NH3,5.尾气处理方法 (1)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。 (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中吸收。 (3)对于有毒且易燃的气体。如CO等，可在尾气出口处放置一点燃的酒精灯，使CO燃烧转变为无毒的CO2气体。,6具有特殊作用的实验改进装置 (1)防堵塞安全装置：如图所示，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置(见恒压式)；为防止粉末或糊状
4、物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处(见防阻式和)。,(2)液封装置：为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套上一支小试管(见液封式)。 (3)启普发生器的拓展创新,(3)右图所示装置在化学实验中应用广泛，被称为“万能瓶”。对该装置的下列用途进行正误判断,1.制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固液不加热装置。 2.进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。 3.排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑
5、是否与空气反应，如NO能被氧气氧化，不能用排空气法收集。,B,解析 氨气的密度比空气小，应该用向下排空气收集，A错误；浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应生成SO2，因SO2的密度比空气大，所以可用向上排空气法收集，SO2是大气污染物，要进行尾气处理，SO2很容易与NaOH溶液发生反应，用NaOH溶液吸收尾气时，为防止倒吸现象的发生，可以安装一个倒扣的漏斗，B正确；稀硝酸与Cu发生反应产生的气体是NO，不是NO2，且不能用水处理尾气，C错误；MnO2与浓盐酸在加热时才能发生反应制取Cl2，该装置没有加热仪器。,C,解析 浓盐酸与MnO2反应制取氯气，需要进行加热，而该装置无酒精灯，A、B项错误；
6、常温下，浓盐酸与KMnO4反应可制取氯气，饱和食盐水可除去氯气中混有的HCl，C正确；稀盐酸还原性差，与KMnO4反应制取氯气的效果很差，D错误。,C,解析 铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且吸收装置能防止倒吸，只有C项符合。,D,解析 A项，NO2能与氢氧化钠溶液反应，收集不到NO2气体，错误；B项，铜和浓硫酸反应需要加热，且SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，故不能用酸性KMnO4溶液除杂，错误；C项，碱石灰是固体干燥剂，应放在干燥管中，且应用向下排空气法收集NH3，错误；D项，双氧水在MnO
7、2的催化作用下分解放出O2，能用浓硫酸干燥，其密度大于空气，可用向上排气法收集，正确。,(1)既能用于收集Cl2，又能用于收集NO的装置是_。 (2)能用于干燥CO2气体的装置是_。 (3)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中，用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是_。 (4)用于尾气吸收并能防止液体倒吸到反应装置中的是_。 (5)接在气体制备的连续实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是_。,B,A、E、F,A,C,D,(1)除杂试剂的选择方法。,总结提升,易溶于水或能与水反应不生成其他气体杂质的用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可
8、将混合气体通过盛水的A装置来除去。 酸性杂质用碱性吸收剂，碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的A装置，或盛碱石灰的B装置或C装置或D装置来除去杂质。 还原性杂质，可用氧化性较强的物质作吸收剂来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质作吸收剂来吸收。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的E装置来除去杂质。,选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的A装置除去杂质。 (2)气体制备实验中应注意的6项安全问题。 爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导
9、管堵塞导致； 炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致； 暴沸：大火加热液体、受热液体沸点低等导致； 倒吸：气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致； 堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致； 空气污染：生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。,1化学实验方案设计的五项基本原则,考点二 化学实验方案的设计,2化学实验设计的基本内容,3化学实验方案设计的基本思路 根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。,4化学实验方案的设计步骤 (1)明确目的，弄清原理 (2)选择实验用品,(3)实施实验操作注意严谨性、
10、逻辑性、规范性、安全性 (4)记录实验现象、数据全面而准确 (5)分析、归纳得出结论 5化学实验方案设计的注意事项 (1)实验操作顺序 装置选择与连接气密性检查加固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等。,(2)加热操作先后顺序的选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)实验中试剂或产物防止变质或损失 实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水； 易挥发的液体产物要及时冷却；,
11、易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)； 注意防止倒吸的问题。 (4)选用仪器及连接顺序,(5)仪器药品的准确描述 实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)，硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液；澄清石灰水；饱和碳酸氢钠溶液等。 仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶。 (6)会画简单的实验装置图 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。一般能画出简单的装置图即可，但要符合要求，例如形状、比例等。,C,A装置可用于吸收实验中多余的H2S B装置可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等 C装置中X为苯，可用于吸收NH3
12、或HCl气体 D装置可用于收集NH3，并吸收多余的NH3 解析 苯的密度比水小，应在水层上面，且无法起到防倒吸作用。,A,A可用甲装置来探究SO2的漂白性 B可用乙装置验证HCl气体极易溶于水 C用图示的方法可以检查丙装置的气密性 D可用丁装置测量铜与稀硝酸反应生成气体的体积 解析 A项，SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明SO2具有还原性而不是漂白性，不能达到实验目的；B项，通过观察到喷泉可说明HCl极易溶于水；C项，通过观察玻璃管中液面的高度差达到检查装置气密性的目的；D项，NO不溶于水，因此可采用排水法间接地测量生成气体的体积。,(1)实验方案的设计对细节要求较高，往往在细节上失分，如实验
13、原理、仪器选择、操作步骤、实验现象的描述、实验安全等方面，不全面、不准确是失分的重要方面。 (2)实验设计不完整，也是实验题失分的重要原因。例如：制备一些在空气中易变质的物质时，在制备装置后还要连接一个防变质装置。 (3)补画装置图的题目中，装置图画得不准确、不规范也会失分。,(1)写出装置A中发生反应的化学方程式：_。 (2)写出试剂Y的名称：_。 (3)已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO3，现对C成分进行猜想和探究。 提出合理假设。 假设1：存在两种成分：NaHCO3和_； 假设2：存在三种
14、成分：NaHCO3和_、_。,饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液),NaCl,NaCl,Na2CO3,设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。 限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。,向A试管中滴加BaCl2溶液,若先无明显现象，证明固体中不 含碳酸钠。,若溶液变浑浊，证明固体中含碳 酸钠。,(4)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设1成立，可推知C中反应化学方程式为：_。,2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O,A,解析 浓硝酸具有挥发性，挥发出的HNO3将中的I氧化为I2而使
15、溶液变蓝色，A合题意；酸不能使酚酞变色，B不合题意；浓氨水挥发出的NH3溶于中，NH3与AlCl3溶液反应得到Al(OH)3白色沉淀，C不合题意；饱和氯水挥发出的氯气可使湿润的红纸条褪色，D不合题意。,性质实验方案的设计依据 (1)证明酸性：pH试纸或酸碱指示剂；与碳酸钠反应；与锌等反应。 (2)证明弱酸性：证明存在电离平衡；测定对应盐溶液的酸碱性；测量在稀释前后的pH变化。 (3)证明氧化性：与还原剂反应现象明显。 (4)证明还原性：与氧化剂反应现象明显。 (5)证明为胶体分散系：丁达尔效应。,方法技巧 ,(6)证明有碳碳双键(或三键)：使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。 (7)比较金属的活动性：与水反应；与酸反应；金属间的置换反应；原电池原理；电解原理；最高价氧化物对应水化物的碱性。 (8)比较非金属性的强弱：非金属间的置换反应；与氢气化合的难易；气态氢化物稳定性；最高价氧化物对应水化物的酸性。 (9)比较酸碱性：强酸或强碱制弱酸或弱碱。,D,Aabcdefgh Bacbdehif Cadecbhig Dae
