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1、1 掌握常见气体的实验室制法 2 综合运用有关知识进行气体制备的有关设计 3 绘制和识别典型的实验仪器装置图 4 设计 评价或改进实验方案 5 了解控制实验条件的方法 6 分析或处理实验数据 得出合理结论 基础知识回顾一 氧气的制备1 实验室制O2 2 工业制氧气采用 电解水制O2 二 二氧化碳的制备1 实验室制CO2 1 反应原理为 2 制备装置的类型 固体 液体 气体 3 净化方法 用除去HCl 4 收集方法 用法收集 5 验满方法 证明CO2已收集满 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 饱和NaHCO3溶液 向上排空气 蘸有石灰水的玻璃棒靠近瓶口 表面变浑浊 2 工业制CO
2、2高温煅烧石灰石 发生反应的化学方程式为 三 氯气的制备1 实验室制Cl2 1 反应原理为 2 制备装置的类型 3 净化方法 用除去HCl 再用除去水蒸气 4 收集及验满方法 采用法或法 用湿润的KI淀粉试纸来检验 5 尾气处理 多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染 须用吸收除去 4HCl 浓 MnO2MnCl2 Cl2 2H2O 固体 液体气体 饱和食盐水 浓硫酸 观察 化学 NaOH溶液 2 工业制Cl2电解饱和食盐水 发生反应的化学方程式为 四 氨气的制备1 实验室制NH3 1 反应原理为 2 制备装置的类型 固体 固体气体 3 除杂 用除去混有的水蒸气 4 收集 只能用 向下排空气法
3、 碱石灰 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 5 验满 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口 若试纸变蓝 说明已收集满 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 若有白烟产生 说明已收集满 6 尾气吸收 用吸收多余的NH3 稀硫酸溶液 2 工业制氨气发生反应的化学方程式为 N2 3H32NH3 自我演练1 已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2 若用如图所示的实验装置来制备纯净 干燥的氯气 并做它与金属反应的实验 每个虚线框表示一个单元装置 其中有错误的是 A 只有 处B 只有 和 处C 只有 和 处D 只有 处解析 根据实验目的 装置 是利用KMnO4溶液与浓HCl反应制备
4、Cl2 Cl2中含有HCl H2O杂质 但不能用NaOH溶液除去HCl 应用饱和食盐水 故 错 装置 是利用浓H2SO4除去H2O 但左边导管应插入浓硫酸中 右边导管不能插入浓硫酸中 故 错误 装置 是密封的 易出现事故 故 错误 答案 D 2 下列气体的制备可采用右图装置的是 A 铜与浓硝酸反应制NO2B 铜与稀硝酸反应制NOC 乙醇与浓硫酸反应制乙烯D 氯化钠与浓硫酸反应制HCl 解析 图示装置可用于液 液 液 固反应物在加热条件下反应制取气体 并用排水法收集得到的气体 NO2不能用排水法收集 制乙烯时需用温度计控制反应温度 HCl不能用排水法收集 答案 B 3 下列关于实验室制取气体所用
5、试剂的组合中不合理的是 A 制Cl2 MnO2 HCl 浓 B 制NH3 浓氨水 生石灰C 制NO HNO3 稀 CuD 制CO2 H2SO4 稀 CaCO3解析 CaCO3与稀H2SO4反应生成微溶性的CaSO4 CaSO4覆盖在CaCO3固体表面 阻止反应的进一步进行 而使反应终止 答案 D 4 下列各组气体中其制备装置 收集装置和收集方法均相同 且都可用浓H2SO4干燥的是 A SO2和H2SB CH4和NH3C CH4和O2D CO2和H2解析 H2S和NH3均不能用浓H2SO4干燥 排除A B项 CO2用向上排空气法收集 而H2用向下排空气法收集 D项不符合题意 答案 C 5 可用如
6、图所示装置干燥 收集及尾气处理的气体是 H2S HCl NH3 Cl2 SO2 C2H4A 和 B 和 C 和 D 和 答案 B 6 在实验室中按下述方法制备气体 正确的是 A 锌粒与稀硝酸反应制备H2B 二氧化锰和稀盐酸加热反应制备Cl2C 氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备NH3D 大理石与稀盐酸反应制备CO2解析 Zn与稀HNO3反应产生的是NO MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 Ca OH 2固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3 答案 D 1 气体制备时的反应及发生装置的选择 1 制备气体反应的选择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
7、 反应物容易获得 反应条件容易达到 反应容易控制 生成的气体容易分离 2 气体发生装置气体发生装置依据制备气体所需反应物的状态和反应条件 主要分为三类 固体 固体气体型 如图A 适用气体 制O2 CH4 NH3等 固体 液体 气体型 如图B 适用气体 制H2 H2S CO2 NO2 SO2 NO等 其中可使用启普发生器制取的有 H2 H2S CO2 制C2H2不能使用启普发生器 固体 液体气体型 或液体 液体气体型 如图C 适用气体 制Cl2 C2H4等 2 气体的净化与干燥 1 气体的净化 除杂试剂选择的依据主体气体和杂质气体在性质上的差异 如溶解性 酸碱性 氧化性 还原性 可燃性等 除杂原
8、则a 不损失主体气体b 不引入新的杂质气体c 在密闭装置内进行d 先除易除的气体 除杂装置洗气瓶 干燥管 U形管 硬质玻璃管等 2 气体的干燥 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碱性气体 b 碱性干燥剂不能干燥酸性气体 c 具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体 注 H2 CO虽具有还原性 但可用浓H2SO4干燥 常用干燥装置及干燥剂的选用 3 气体的收集 1 收集方法 排水集气法适用范围 a 难溶于水 且不与水发生反应的气体 如O2 H2 CO NO C2H4 C2H2等 b 能溶于水且溶解度不大的气体 可采用排某些饱和溶液的方法收集
9、 如Cl2可采用排饱和食盐水 CO2可采用排饱和NaHCO3溶液的方法等 向上排空气法适用范围 不与空气反应且密度比空气大的气体 如O2 CO2 Cl2 SO2 NO2等 向下排空气法适用范围 不与空气反应且密度比空气小的气体 如H2 NH3 CH4等 3 收集装置 4 气体制备的安全与环保处理 1 防倒吸安全装置 2 防堵塞安全装置 3 尾气处理防污染装置 对于极易溶于水的尾气 如NH3 HCl HBr等 可采用防倒吸装置 即在导气管出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂接触 吸收 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 对于有毒且易燃的气体 如CO等可在尾气出
10、口处放置一点燃的酒精灯 使CO燃烧转变为无毒CO2气体 例1 2009 石家庄质量检测 某研究性学习小组的同学查阅资料可得 漂白粉与H2SO4溶液反应可制取氯气 化学方程式为 Ca ClO 2 CaCl2 2H2SO42CaSO4 2Cl2 2H2O 根据上述反应 他们设计了实验室制取氯气并验证其性质的实验装置 请回答下列问题 1 简述检查装置A的气密性的方法 2 硫酸在反应中表现出来的性质是 填序号 只有还原性 只有氧化性 只有酸性 酸性和还原性 3 B装置中发生反应的化学方程式为 D装置中发生反应的离子方程式为 4 请你帮该小组同学设计一个实验 证明C中的Na2SO3已被氧化 简述实验步骤
11、 5 尾气成分为 解析 1 根据该装置的特点 检查装置A的气密性的方法有多种 如 加热法 加水法 等 只要操作简单且合理即可 2 反应中H2SO4提供H 只体现了H2SO4的酸性 3 装置A中产生的Cl2进入B中 Cl2与KI反应 Cl2 2KI 2KCl I2 Cl2与NaHCO3溶液反应时 首先Cl2与H2O反应生成HCl和HClO HCl再与NaHCO3溶液反应生成NaCl CO2和H2O 其总反应的离子方程式为 Cl2 HCO Cl HClO CO2 4 Na2SO3溶液被Cl2氧化所得的溶液中一定含有SO所以可用BaCl2溶液与之反应 通过观察反应后有白色的BaSO4沉淀生成来确定N
12、a2SO3已被氧化 由于SO也能与Ba2 反应生成白色BaSO3沉淀 所以首先应加入足量稀盐酸将Na2SO3除去 再加入BaCl2溶液检验 需要注意的是 加入的稀盐酸不能用稀硝酸或稀硫酸代替 也可以先加入BaCl2溶液后加入足量稀盐酸观察沉淀溶解情况来判断有BaSO4生成 从而确定Na2SO3已被Cl2氧化 5 尾气中含有未反应的Cl2和生成的CO2气体 答案 1 关闭分液漏斗活塞 在装置B中加水至没过长导管口 用酒精灯微热圆底烧瓶 若装置B中有气泡冒出 停止加热后 有水进入B中的导管 形成一段水柱 则证明装置A的气密性良好 2 3 2KI Cl2 2KCl I2Cl2 H2O H Cl HC
13、lO和HCO H H2O CO2 或Cl2 HCO Cl HClO CO2 4 取少量溶液置于洁净的试管中 向其中加入稀HCl至不再产生气泡 再向其中滴入氯化钡溶液 若产生白色沉淀 则证明亚硫酸钠已被氧化 5 氯气 二氧化碳 2009 江苏苏州质检 下列装置中的试管收集浓硝酸和铜反应所生成的气体 最终可使收集到的气体中空气的含量最少的是 解析 铜和浓硝酸反应的产物是二氧化氮 其密度比空气大 因此利用排空气法用封闭装置收集二氧化氮气体时 导气管应该长进短出 这样有利于把试管中的空气排尽 答案 C 1 性质实验方案的设计性质实验方案设计题分为两类 一类是探索性实验 主要是根据物质的结构特点和所属类
14、别去推测物质可能具有的性质 另一类是验证性实验 主要是通过实验对物质的性质进行验证 性质实验方案设计的一般思路是 根据物质结构和性质的辩证关系 将所学有关物质的性质 制备 除杂 常用仪器的作用及注意事项等融汇贯通 抓住实验目的 明确实验原理 吸收和灵活运用新信息 得出合理的实验方案 2 性质实验方案常选用的试剂 1 证明酸性 pH试纸或酸碱指示剂 与Na2CO3溶液反应 与Zn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 测量稀释前后pH的变化 3 证明氧化性 与还原剂 KI SO2 H2S等 反应 产生明显的现象 4 证明还原性 与氧化剂 如KMnO4 浓HNO3等 反应
15、 产生明显的现象 5 证明为胶体分散系 有丁达尔效应 6 证明有碳碳双键 或叁键 使溴水或酸化的KMnO4溶液褪色 7 证明酚羟基 与浓溴水反应产生白色沉淀 与FeCl3溶液发生显色反应 紫色 8 证明醛基 与银氨溶液作用产生光亮银镜 与新制Cu OH 2悬浊液作用产生砖红色沉淀Cu2O 9 证明醇羟基 与羧酸发生酯化反应 其产物不溶于水 有水果香味 10 比较金属的活动性 与水反应的剧烈程度 与酸反应的快慢 与盐溶液反应 组成原电池 电解时形成的阳离子在阴极的放电顺序 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 11 比较非金属的活动性 置换反应 与H2反应的难易及形成的气态氢化物的稳定性 气态氢化物
16、的还原性强弱 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 12 比较酸 或碱 的酸 或碱 性强弱 较强的酸 或碱 能制得较弱的酸 或碱 例2 2009 高考北京卷 某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强弱 按下图装置进行实验 夹持仪器已略去 实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2 而稀硝酸不能氧化NO 由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 可选药品 浓硝酸 3mol L稀硝酸 蒸馏水 浓硫酸 氢氧化钠溶液及二氧化碳已知 氢氧化钠溶液不与NO反应 能与NO2反应 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O 1 实验应避免有害气体排放到空气中 装置 中盛放的药品依次是 2 滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性 加入药品 打开弹簧夹后 3 装置 中发生反应的化学方程式是 4 装置 的作用是 发生反应的化学方程式是 5 该小组得出的结论所依据的实验现象是 6 实验结束后 同学们发现装置 中溶液呈绿色 而不显蓝色 甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体 同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是 选填序号字母 a 加热该
