高考化学大一轮复习 第41讲 常见物质的制备 考点1 气体的制备优选课件.ppt

化学实验 第十章 第41讲常见物质的制备 栏目导航 考点一气体的制备 4 co2 5 cl2 6 so2 7 no 8 no2 2 常见气体制备的发生装置选择反应装置一般需考虑反应物的状态 溶解性和反应条件等 具体如表所示 碎瓷片 块状固体和液体 3 气体的收集方法 难溶于水 大 小 4 常见气体的净化方法和净化装置 1 常见气体的净化方法 净化原则 不损失原来气体 不引入新杂质 净化方法a 物理方法液化法 利用 不同从空气中分离出n2和o2 水洗法 利用 不同从n2和nh3的混合气体中除去nh3 利用与 的反应从no和no2的混合气体中除去no2 沸点 溶解度 h2o b 化学方法氧化还原法 通过灼热的铜丝网除去某些混合气体中的o2 通过灼热的cuo除去h2 co等 酸碱法 将nh3和co2的混合气体通过 除去co2 沉淀法 除去co2中的h2s可利用cuso4溶液 化学方程式为 2 常见净化装置 碱石灰 h2s cuso4 cus h2so4 a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置 为防止固体 流动 两端用石棉或玻璃棉堵住 但要使气流通畅 b装置一般盛液体试剂 用于洗气 c装置一般盛固体试剂 用于气体除杂和定量计算 3 常见干燥剂 h2s hbr hi nh3 cl2 h2s hcl so2 co2 5 尾气的处理 1 转化处理对有毒 有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒 无害的气体 再排放到空气中 实验室中常见有毒气体的处理方法如下表 2 直接排空处理 主要是针对无毒 无害气体的处理 如n2 o2 co2等 3 尾气处理装置 在水中溶解度较小的有毒气体 多数可通入烧杯中的溶液中 用某些试剂吸收除去 如图甲 如cl2 no2均可通入naoh溶液中除去 对于溶解度很大吸收速率很快的气体 吸收时应防止倒吸 如图乙 某些可燃性气体可用点燃或转化的方法 如图丙 如co h2可点燃或通过灼热的cuo除去 收集法 如图丁 尾气也可以采用收集的方法 如ch4 c2h4 h2 co等 1 下列制备和收集气体的实验装置合理的是 d 2 可用如图所示装置干燥 收集及尾气处理的气体是 h2s hcl nh3 cl2 so2 noa 和 b 和 c 和 d 和 b 1 实验连接顺序气体发生装置 除杂 干燥 收集 主要性质实验 尾气的处理等顺序 1 连接导管 制气装置 洗气瓶的进气管应 长进短出 干燥管应大口方向进气 小口出气 量气装置的导管应 短进长出 有易挥发液体反应或生成时 要设计冷凝回流装置 一制气装置的选择与连接 2 装配仪器时 从下向上 从左往右 3 加入试剂时 先固后液 4 实验开始时 先检查装置的气密性 再加药品 最后点燃酒精灯 2 仪器拆卸仪器拆卸的一般过程 从右到左 自上而下 先拆主体 后拆部件 3 装置的选择与连接顺序 1 发生装置的选择 主要根据反应物的状态和反应时是否需要加热来选择 2 气体净化装置的连接顺序 除杂和干燥的先后顺序 若用洗气装置除杂 一般除杂在前 干燥在后 若用加热装置除杂 一般干燥在前 除杂在后 有多种气体杂质存在时 一般是先除去酸性较强的气体 3 检验多种气体时的先后顺序 有多种气体需要检验时 应尽量避免前步检验对后步检验的干扰 如被检验的气体中含有co2和水蒸气时 应先通过无水cuso4检验水蒸气 再通入澄清石灰水检验co2 4 收集装置的选择 根据气体的密度 化学性质和毒性等选择 5 气体除杂 直接吸收法 如水蒸气可用干燥剂吸收 酸 碱 性气体可采用碱 酸 液吸收 酸性气体如co2 so2 hcl气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收 碱性气体如氨气可用酸液吸收等 转化吸收法 将混入的气体杂质转化为原气体 如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体 可将混合气体通过灼热的氧化铜 将一氧化碳氧化成二氧化碳 达到除杂的目的 6 气体验证 若需验证某种气体 则一定要先除去此气体中的其他气体 从溶液中制取或从洗气瓶中通过的气体中都带有少量水蒸气 一般需先干燥 连接仪器时注意洗气瓶的导管连接是 长进短出 球形干燥管的连接一般是 粗进细出 u形干燥管和玻璃管则无特殊要求 一般按照仪器接口的字母顺序连接 对于有毒气体要有尾气处理装置 例1 无水fecl3呈棕黄色 在空气中极易潮解 100 左右时升华 工业上常用作有机合成催化剂 某学习小组利用下图装置 夹持仪器略去 制备并收集无水fecl3 请回答 1 按气流方向各装置依次连接的合理顺序 填仪器接口的字母编号 2 连接好各装置进行实验 实验步骤如下 检查装置气密性后 装入药品 请按正确的顺序填入下列步骤的序号 加热fe粉反应一段时间 打开分液漏斗活塞通一段时间气体 关闭分液漏斗活塞 停止加热 充分冷却 3 装置a的作用为 dhifeccggba 吸收多余的cl2 防止外界的水蒸气进入e中 4 装置c中反应的化学方程式为 5 装置d中盛有的试剂为 填名称 装置e中冷水浴的作用为 6 从实验安全考虑 整套装置存在一处明显不足 请指出 2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 浓硫酸 冷却 便于fecl3收集 b e之间的连接导管太细 fecl3易凝华沉积而堵塞导管 解析 1 按照 制取cl2 除杂 干燥 制备fecl3 尾气处理 等步骤 连接仪器接口 2 先制取cl2 利用cl2排出装置内的空气 再加热fe粉制取fecl3 最后停止加热 冷却后再停止通入cl2 3 无水fecl3在空气中极易潮解 装置a中装有碱石灰 显然其作用是吸收多余的cl2 防止外界的水蒸气进入e中 5 装置d中盛有浓硫酸 用于干燥cl2 fecl3在100 左右时升华 装置e中冷水浴用于冷却fecl3 便于收集fecl3 6 b装置中制取的fecl3升华后 通过导管进入装置e 显然b e之间的连接导管太细 fecl3易凝华沉积而堵塞导管 1 制气装置利用常见的试管 烧杯等可以设计一些简易随开随用 随关随停的制气装置 实验装置图 见图 二与气体相关的装置 操作创新与设计 2 液封装置的设计 防止气体从漏斗中逸出 如图 3 与气体相关的防堵塞装置 4 测量气体体积的装置 用上面的四个装置量气时 应注意以下几点 1 当产气结束后 a c d装置应上下调节量筒或量气管使左右两个装置内的液面相平 此时量筒或量气管内液体的体积就是该温度 压强下气体的体积 b装置量筒中的液面应该调节至与水槽中水面相平 2 当液面稳定后再读数 3 读数时视线应该与凹液面的最低点相切 例2 实验室常用mno2与浓盐酸反应制备cl2 制备反应会因盐酸浓度下降而停止 为测定反应残余液中盐酸的浓度 探究小组同学提出下列实验方案 与足量zn反应 测量生成的h2体积 实验装置如下图所示 夹持器具已略去 1 使y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中 2 反应完毕 每间隔1分钟读取气体体积 气体体积逐次减小 直至不变 气体体积逐次减小的原因是 排除仪器和实验操作的影响因素 解析如果把残余清液转移到zn粒中 则y形管内壁就会附着一些清液 zn与盐酸反应放热 因此 冷却后气体的体积将减小 zn粒 残余清液 装置内气体尚未冷却至室温 例1 制备氮化镁的装置示意图如下 回答下列问题 1 检查装置气密性的方法是 a的名称是 b的名称是 2 写出nano2和 nh4 2so4反应制备氮气的化学方程式 3 c的作用是 d的作用是 是否可以把c与d的位置对调并说明理由 4 写出e中发生反应的化学方程式 5 请用化学方法确定是否有氮化镁生成 并检验是否含有未反应的镁 写出实验操作及现象 答题送检 来自阅卷名师报告 解析 1 加热装置b 装置b中的气体受热膨胀 若整套装置气密性良好 则g中会有气泡冒出 停止加热冷却后 g中插入溶液里的玻璃管中会形成一段水柱 装置a b分别为分液漏斗 圆底烧瓶 2 亚硝酸钠与硫酸铵反应制备氮气的实质是no与nh发生归中反应 生成氮气和水 3 装置c中盛装的是具有还原性的硫酸亚铁饱和溶液 故该试剂的作用是除去氧化剂 氧气 氮氧化物 装置d中的试剂为浓硫酸 目的是除去水蒸气 干燥n2 因装置c为feso4饱和溶液 若干燥装置在之前 则干燥了的气体经过此溶液后又会带入水蒸气 4 装置e中发生的是镁粉与氮气在加热条件下生成氮化镁的反应 5 利用mg3n2水解生成氨气和氢氧化镁的现象可以设计实验检验mg3n2的存在 利用镁与盐酸反应放出氢气可以设计实验检验金属镁的存在 1 实验室中某些气体的制取 收集及尾气处理装置如图所示 省略