备考2019高考化学第一轮复习第1章物质的量第1节化学实验基本方法(3)__气体制备实验学案必修1201807253243.pdf

1 第一节第一节 化学实验基本方法化学实验基本方法 3 3 气体制备实验气体制备实验 一 总述 一 总述 1 制备气体种类 H2 O2 CO2 NH3 NO NO2 SO2 Cl2 HCl C2H4 C2H2 2 操作顺序 连 检 装 开 收 拆 3 装置顺序 从左到右 鼓 制 安 净 收 尾 鼓气 考虑问题 制气前通气目的 制气后通气目的 制气 考虑问题 三种制气装置类型特点及选择 检验气密性方法 安全 考虑问题 防倒吸 防堵塞 临时贮存气体 净化 考虑问题 净化装置 净化试剂 净化顺序 收集 验证 考虑问题 收集方法 测量体积 测量质量 验证性质 尾气处理 考虑问题 防污染 防倒吸 防外界气体进入 二 制气装置 发生装置 二 制气装置 发生装置 变 形 为 1 固体 液体 液体 气体 烧瓶制气 装置特征是都有 分液漏斗的下端口 不能 可制备气体 O2 NH3 NO NO2 SO2 Cl2 HCl C2H4 C2H2 检验气密性方法 关关 加加 待待 表示气密性良好 2 加热时烧瓶中液体不多于 不少于 有时烧瓶采用液浴加热方式 低于 100 时常用 高于 100 时常用其它 液浴加热目的是 变形后的这组装置中 组发生装置不需 操作简单 可制备气体 O2 SO2 NO NO2 C2H2 组发生装置中胶管作用 组发生装置常用于制 C2H4 温度计 温度计作用 组发生装置常用于蒸馏 温度计水银球 温度计作用 2 块状固体 液体气体 启普发生器制气 变 形 为 装置特征是 有 下端口 导气管有活塞可以控制反应 检验气密性 关关 加加 待待 表示气密性良好 右面这三种装置在检验气密性 关关 加加水于长颈漏斗 或烧杯 左侧玻璃管 中至没过长颈漏斗 干燥管 下端口 充满玻璃管底部 待待 继 续 加 水 时 长 颈 漏 斗 与 试 管 中 或 干 燥 管 与 烧 杯 中 左 右 两 玻 璃 管 中 表示气密性良好 3 有时在长颈漏斗下端放一小试管 如右图 目的是 3 固体 固体 气体 试管口下倾制气 棉花棉花 2 棉花棉花 1 变 形 为 可以制备的气体 O2 NH3 装置特点是 检验气密性 关 加 待 证明气密性良好 若用排水法收集气体 实验结束时 先 再 最后再 棉花 1 作用 若是收集 NH3时 棉花 2 作用 若是加热 KMnO4制氧气时 若是制乙炔有液态反应物 仪器口向上时 4 制气装置前的鼓气装置 制气前鼓气 目的是 制气后鼓气 目的是 洗气瓶的作用是 若 则制气装置前必须连接鼓气装置 若 则制气装置前不可以连接鼓气装置 5 如图装置 洗气瓶有两个进气管 一个出气管 设瓶中液体为浓硫酸 其作用有三 气体 导管 左侧有气泵 气体 4 通过瓶中上部空间使两种气体 通过调节气泡速率控两种气体的 1 如图装置能很方便地测出产生气体的 再结 合 则能测定某个化学反应的速 率 检验该装置气密性方法为 证明气密性良好 2 检验气密性练习 关 加 待 表示气密性良好 3 检验气密性练习 A B C D 5 方法 1 方法 2 二 安全装置二 安全装置 1 1 安全装置之一 安全装置之一 装置特点是 其作用是 和 此类装置一般连在 与 之间 2 2 安全装置之二 安全装置之二 在前面所述装置的基础上 另有一个长颈漏斗 或长导管连接另一个试剂瓶 该装置作用有三 防 防 导管右侧有活塞时 若右侧某处导管堵塞 可观察到现象是 第三个装置 可以除掉气体中的杂质 同时兼起安全瓶作用 能 不能 防倒吸 能够防 和 6 三 净化装置三 净化装置 1 1 液体净化试剂 液体净化试剂 洗气瓶中只能装 试剂 盛水 用于吸收 一些酸式盐溶液 用于吸收较强的酸性气体 如 除 Cl2中的 HCl 用 除 SO2中的 HCl 用 除 CO2中的 HCl 及 SO2用 除 H2S 中的 HCl 用 碱溶液 用于吸收 如吸收 CO2 NO2 SO2 H2S Cl2 HCl 等气体 浓硫酸 用于 浓硫酸不能干燥 洗气瓶必须从 管进气 管出气 液体 多种杂质要一一除去时 先除 的气体 后除 的气体 最后除 2 2 固体净化试剂 固体净化试剂 干燥管和 U 形管中只能装 试剂 氯化钙 用于 不能干 燥 碱石灰 用于 不能干 燥 无水硫酸铜 用于 不能 干燥管必须从 口进气 口出气 而 U 形管进气出气无方向性 3 3 需加热除杂的试剂 需加热除杂的试剂 加热除杂情况 如盛装 除 O2 盛装 除 CO H2等 一般连在干燥装置之 以确保仪器不炸裂 四 气体收集装置四 气体收集装置 1 1 排液体法 排液体法 变形为 7 排水法排水法收集的气体有 H2 O2 NO CH4 C2H2 C2H4 等在水中溶解度 的气体 排特殊溶液收集 Cl2 SO2 CO2 H2S 后三个装置除排水收集之外 还有 作用 若测量可溶于水的气体 体积 需要 在正确读数之前 要注意的是 恢复 保持 读数时要 2 2 向上排气法收集 向上排气法收集 设气流从左向右 装置特点是进气管口在 出气管口在 可收集 气体 如 收集 Cl2 HCl SO2 H2S NO2 等气体 3 3 向下排气法收集 向下排气法收集 装置特点是进气管口在 出气管口在 可收集 气体 如 收集 H2 NH3 CH4等气体 管口棉花作用 验满方法是 以 NH3为例 五 五 尾气处理装置尾气处理装置 1 1 液体吸收 液体吸收 导管直接通入液体中 可用于吸收 气体 如 Cl2 能 不能 防倒吸 能 不能 防止污染空气 带安全装置吸收方法 可用于吸收溶解性 的气体 如 HCl NH3 漏斗口 能防止因 产生的倒吸 棉 花 8 能防止因体系 产生的倒吸 两层液体吸收方法 用于吸收溶解度 气体 如 HCl NH3 上层为水 下层为 CCl4 导管插入 能防止因 产生的倒吸 不能防止因体系 产生的倒吸 2 2 固体吸收 固体吸收 用固态试剂吸收有污染气体 如碱石灰可吸收 如 SO2 HCl Cl2等 若此装置连在尾气吸收之处 可能有两种作用 防止 若有两个干燥管连续使用 其作用是 第一个干燥管 第二个干燥管是 3 3 点燃或气球吸收 点燃或气球吸收 导管中尾气通入燃着的酒精灯火焰中 吸收 气体 如 CO 一般地用一个空的气球 吸收 气体 然后另行处理 1 工业上 向 500 600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁 向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁 现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验 回答下列问题 1 制取无水氯化铁的实验中 A 中反应的化学方程式为 装 置 B 中加入的试剂是 2 制取无水氯化亚铁的实验中 装置 A 用来制取 尾气的成分是 若仍用 D 装置进行尾气处理 存在的问题是 3 若操作不当 制得的 FeCl2会含有少量 FeCl3 检验 FeCl3常用的试剂是 欲制得纯净 的 FeCl2 在实验操作中应先 再 9 第三节 气体制备实验参考答案 基础落实 一 总述 一 总述 2 接装置 验气密性 试剂 始反应 集或验证 除装置 3 气装置 气装置 全装置 化装置 集 验证 装置 气处理装置 二 制气装置 发生装置 二 制气装置 发生装置 1 1 分液漏斗 永远悬在液面上 插入液面下 闭分液漏斗活塞 将导管末端口浸没水中 热烧瓶 导管末端有气泡 停止加热后 导管末端有一段 稳定的高于液面的水柱 容积的 2 3 容积的 1 3 水浴加热 油浴加热 受热均匀 便于控制温度 加热 平衡分液漏斗上下气压 促使分液漏斗中液体顺利流下 水银球插入反应物液面下 测反应混合物温度 与蒸馏烧瓶与支管口平行 蒸馏出气体温度 2 2 长颈漏斗 或者相当于长颈漏斗的装置 插入液面下形成液封 随时开始 也能随时停止 闭导管处活塞 水于长颈漏斗中至浸没下端口 继续加水时 长颈漏斗与启普发生器中有一段稳定的液面差 闭导气管处活塞 有一段稳定的液面差 防止部分气体从长颈漏斗逸出 3 3 试管口略下倾 将导管末端口浸没水中 关闭出气口 加热试管 导管口有气泡产生 待停止加热后 导管末端有一段 稳定的水柱 取出集气瓶 撤出导气管 熄灭酒精灯 减缓气体对流速度 使收集的气体更纯净 防止 KMnO4粉末进入导管而使导管发生堵塞 防止实验中产生的泡沫涌入导管发生堵塞 4 4 通入 排净体系中空气 把装置中产生的 气体全部排出 除去空气中的某种成分 如 CO2 H2O 防止它进入装置 实验中欲测产生气体的质量 实验中欲测生成气体的体积 5 5 干燥 充分混合 比例关系 对点训练 1 体积 一个计时设备 关闭分液漏斗活塞 将注射器活塞向外拉出一段距离 待一段时间后 松手 活塞能回复到原位置 2 闭分液漏斗活塞 关闭导管处活塞 水于长颈漏斗中至浸没下端口 继续加水 长颈漏斗与锥形瓶中有一段稳定的液面差 3 关闭分液漏斗活塞 向 B D 中加水浸没导管口 打开活塞 K 加热 A 中的圆底烧瓶 D 中导管有气泡冒出 待停止加热 关闭活塞 K 后 D 中导管有一段稳定的水柱 B 中长颈漏斗口会产生稳定的气泡 关闭 K 关闭分液漏斗活塞 把 D 导管口放入水中 向 B 中长颈漏斗中加水 若长颈漏斗与 B 中产生稳定的液面差 表明 K 前面的装置气密性良好 加热 C 若 D 处出现气泡 停止微热 D 处导管产生一段稳定的水柱 表明这部分气密性良好 基础落实 二 安全装置二 安全装置 1 1 进气管口和出气管口位置都较高 防止倒吸 保证气流平稳 制气装置 净化装置 2 防倒吸 右侧导管堵塞产生危险 临时贮存气体 瓶中液面下降 漏斗中液面上升 10 导管堵塞产生危险 临时贮存气体 不能 三 净化装置三 净化装置 1 液态 HCl 或 NH3 饱和 NaCl 饱和 NaHSO3 饱和 NaHCO3 饱和 NaHS 酸性气体 吸收 H2O 干燥气体 NH3 H2S HI HBr 长 短 不能充得太满 酸性强 酸性弱 水蒸气 2 固态 除去水蒸气 NH3 除去酸性气体和水蒸气 酸性气体 检验水蒸气 除去水蒸 气 干燥气体 大 小 3 灼热 Cu 灼热 CuO 后 四 气体收集装置四 气体收集装置 1 很小 饱和 NaCl 饱和 NaHSO3 饱和 NaHCO3 饱和 NaHS 测量气体体积 在水面上加一层植物油 体系至常温 量筒和水槽 试剂瓶和量筒 干燥管和滴定管 中液面水平 平视液面 使凹液面最低处与刻度线相切 2 下 上 比空气重且不与空气反应 3 上 下 比空气轻且不与空气反应 减缓气体扩散速度 使收集的气体更纯净 用玻璃棒沾小块红色石蕊试纸靠近导管口 试纸变蓝 五 五 尾气处理装置尾气处理装置 1 溶解性不大的气体 不能 能 很大 刚刚接触液面 不能插入液面太深 溶解度大或反应 温度变化 很大的 下层液体中 溶解度大或反应 温度变化 2 酸性气体 吸收反应产生的气体 防止污染空气 空气中 CO2或 H2O 进入装置 用于吸收并测出生成气体质量 防止空气中 CO2或 H2O 进入装置 3 可燃的有毒 有毒 对点训练 1 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 浓硫酸 2 HCl HCl 和 H2 发生倒吸 可燃性气体 H2不能被吸收 3 KSCN 溶液 点燃 A 处的酒精灯 点燃 C 处的酒精灯 。