2022届高考化学一轮复习高考专题讲座2常见气体的实验室制法及其性质探究教案鲁科版202104102109.doc
2022届高考化学一轮复习高考专题讲座课件+教案打包12套鲁科版
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常见气体的实验室制法及其性质探究1气体制备及其性质探究的基本思路2常见气体的发生装置 反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型o2、nh3等试管要干燥；试管口略低于试管底；加热时先均匀加热再固定加强热固、液加热型或液、液加热型cl2、hcl等烧瓶加热时要隔石棉网；反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)固、液不加热型或液、液不加热型h2、co2、so2、no、no2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水；使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速注意：“固液气”装置的改进控制温度(图1)平衡气压、便于液体滴下(图2)图1图23常见气体的净化(1)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。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；先除易除的杂质气体。(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂cu、cuo、mg等注意：需净化的气体中含有多种杂质时，除杂顺序：一般先除去酸性气体，如氯化氢气体、co2、so2等，水蒸气要在最后除去。选用除杂方法时要保证杂质完全除掉，如除co2最好用naoh溶液不用ca(oh)2溶液。有时候为了保证气体除尽，还需要加一步骤验证杂质是否除尽，如验证混合气体中既有co2，又有so2，通常用品红溶液检验so2，然后用溴水或酸性kmno4溶液除去so2，再用品红溶液检验是否除尽，最后用澄清石灰水检验co2。酸性干燥剂(浓硫酸、p2o5)：不能干燥nh3等碱性气体；碱性干燥剂(碱石灰、naoh、cao)：不能干燥so2、cl2等酸性干燥剂；中性干燥剂(cacl2)：不能干燥nh3。4常见气体的收集方法(1)排水法：收集难溶于水且不与水反应的气体，如o2、h2、n2、no、co、c2h4等。(2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如cl2用排饱和食盐水法收集。(3)向上排空气法：收集气体密度比空气大且相差较大又不与空气中成分反应的气体，如cl2、co2、no2等。(4)向下排空气法：收集气体密度比空气小且不与空气中成分反应的气体，如ch4、h2、nh3等。注意：“万能收集瓶”的使用排液集气收集装置的创新5尾气处理的原因、方法及装置(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。(3)尾气处理装置(见下图a、b、c)实验室制取cl2时，尾气的处理可采用b装置。制取co时，尾气处理可采用ac装置。制取h2时，尾气处理可采用ac装置。(4)尾气吸收防倒吸装置气体制备及其性质探究的仪器连接典例导航(2020长沙联考)pocl3是重要的化工原料，某兴趣小组准备用三氯化磷、氯气、二氧化硫制备pocl3，产物中还有一种遇水强烈水解的物质socl2，用下列装置完成实验。abcd ef已知：pcl3熔点93.6 、沸点76.1 ，遇水强烈水解，易与氧气反应；pocl3遇水强烈水解，能溶于pcl3。(1)仪器甲的名称是_。(2)已知装置b制备pocl3，以上仪器接口连接的顺序为a_bcghd，装置f中所装试剂为_，装置b中发生反应的化学方程式为_。(3)b中反应温度控制在6065 ，其原因是_。(4)该制备实验还缺少的装置为_。思路点拨明确实验目的：pcl3cl2so2pocl3明确各装置的可能作用：a：制cl2b：反应制pocl3c：制so2d：干燥e：干燥f：可能是除杂装置明确注意的问题：apcl3及部分产物强烈水解，制备时要注意干燥问题。bcl2、so2均为有毒气体，要注意尾气处理。c注意接口要求：洗气瓶为长进短出，干燥管为粗口进细口出等。解析用三氯化磷、氯气、二氧化硫制备pocl3，从图中可以看出，应在b装置中进行。因为pocl3遇水强烈水解，所以制取的cl2、so2气体都必须干燥。装置a是制取cl2的装置，此时cl2中混有hcl和水蒸气，应使用f装置除去hcl气体，用d装置干燥，从而制得干燥、纯净的cl2。c装置用于制取so2，用e装置干燥。在c装置中发生制取pocl3的反应，由于pcl3熔点93.6 、沸点76.1 ，遇水强烈水解，所以球形冷凝管的上口还应接一个能吸收cl2、so2，并能防止空气中水蒸气进入的装置。答案(1)球形冷凝管(2)jief饱和食盐水pcl3cl2so2pocl3socl2(3)温度太高，pcl3、so2会大量挥发，导致产量下降；温度太低，反应速率会变慢(4)吸收cl2、so2，防止空气中水蒸气进入的装置仪器连接的一般顺序及说明说明：(1)注意两处的防倒吸问题，一是气体的生成和气体的除杂之间，二是气体收集或性质验证与尾气处理之间，为了防倒吸，常加一安全瓶。(2)防堵塞安全装置(3)防污染安全装置对点训练1下图装置可制取纯净干燥的so2：a bcde(1)按气流方向连接各仪器接口，顺序为a_f，装置d的作用是_。(2)装置a中反应的化学方程式为_。答案(1)decb防止倒吸(2)cu2h2so4(浓)cuso4so22h2o2利用如图装置，进行nh3与金属氧化物mxoy反应生成m、n2、h2o，通过测量生成水的质量来测定m的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。(1)仪器a的名称为_，仪器b中装入的试剂可以是_。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为_(填字母，装置可重复使用)。解析(1)仪器a的名称为分液漏斗，仪器b中装入的试剂可以是naoh固体或生石灰或碱石灰。(2)该实验在b处产生氨，通过d干燥氨，在a处nh3与mxoy反应，生成的水在d处被吸收，残留氨被c吸收，所以按气流方向正确的装置连接顺序为bdadc。答案(1)分液漏斗naoh固体(或生石灰或碱石灰)(2)bdadc气体制备及其性质探究的综合装置分析评价典例导航氯化亚硝酰(nocl)，又称亚硝酰氯，是有机合成中的重要试剂，主要用于合成触媒及用作中间体。其熔点为64.5 ，沸点为5.5 ，有毒，遇水和潮气易分解，可由no与cl2反应得到。某学习小组在实验室中利用如图所示装置来制备nocl。回答下列问题：(1)仪器a的名称为_，a在装置中的作用是_。(2)装置a中发生反应的离子方程式为_。(3)实验开始时，先打开k1、k2，关闭k3，再打开分液漏斗旋塞滴入适量稀硝酸，当观察到c中_时关闭k1、k2，c中长颈漏斗的作用是_。向装置d的三颈烧瓶中通入干燥纯净的cl2，当瓶中充满黄绿色气体时，再打开k1、k3，制备nocl。(4)实验过程中，若该学习小组同学用酒精灯大火加热制取no，对本实验造成的不利影响除了有反应速率过快，使no来不及反应即大量逸出外，还可能有_。思路点拨明确实验目的：no与cl2反应制nocl。明确主要部分仪器作用：b：吸收no中no2；c：干燥和防堵塞等；d：生成产物nocl，d中的无水cacl2防止外界水蒸气进入。注意问题：ano、cl2、nocl均有毒，注意尾气处理；bnocl遇水和潮气易分解，cl2、no要干燥。解析装置a中稀硝酸和铜屑反应生成no气体，将得到的气体通过装置b除去挥发的硝酸及no和与空气中的氧气反应生成的no2，然后通过装置c，此时装置c的作用为干燥并储存装置a中产生的no气体，向装置d中通入干燥纯净的cl2，当d中充满黄绿色气体时，打开k1、k3，在装置d中制备nocl，装有无水cacl2的球形干燥管的作用为防止水蒸气进入装置d中使nocl水解，反应结束后打开k2，进行尾气处理，防止污染空气。(3)打开k1、k2，关闭k3，可以利用产生的no排除装置内空气，长颈漏斗的作用为平衡系统内外压强，避免装置c中压强过大。(4)对蒸馏烧瓶用酒精灯大火加热，会使得反应迅速发生，产生大量no气体，使较多的no气体未参加反应便逸出；同时，较高的温度可能使硝酸分解或挥发，产生较多杂质气体。答案(1)球形干燥管防止水蒸气进入三颈烧瓶中与nocl反应(2)3cu8h2no=3cu22no4h2o(3)红棕色完全消失平衡系统内外压强(4)温度过高造成hno3分解(或挥发)(1)b中的化学方程式为_。(2)冰盐水的作用是_。(3)a中生成的气体较快，c中的现象为_。(4)d中反应方程式_。答案(1)3no2h2o=2hno3no(2)防止产物nocl挥发，冷凝nocl(3)长颈漏斗内液面上升(4)2nocl22nocl气体制备或性质探究注意的安全问题(1)爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致。(2)炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致。(3)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。(4)堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致。(5)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。(6)若制备物质易水解，要注意防止外界空气进入。(7)实验开始时先检查装置气密性，再加药品，后点燃酒精灯。对点训练3某学习小组设计实验探究no与铜粉的反应并检验no，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的n2，排尽装置内的空气。 已知：在溶液中feso4nofe(no)so4(棕色)，该反应可用于检验no。下列说法中不正确的是 ()a装置f、i中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液b若观察到装置h中红色粉末变黑色，则no与cu发生了反应c实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞d装置j收集的气体中一定不含nodfeso4nofe(no)so4为可逆反应，no一定存在，d项错误。4叠氮化钠常用作汽车安全气囊中的药剂。实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及步骤如下： a b cd步骤：打开装置d导管上的旋塞，加热制取氨气；加热装置a中的金属钠，使其熔化并充分反应后，再停止加热d并关闭旋塞；向装置a中b容器内充入加热介质并加热到210220 ，然后通入n2o；冷却，向产物中加入乙醇(降低nan3的溶解度)，减压浓缩、结晶；过滤，用乙醚洗涤，晾干。已知：nan3(叠氮化钠)是一种易溶于水的白色晶体，微溶于乙醇，不溶于乙醚；nanh2的熔点为210 ，沸点为400 ，在水溶液中易水解。回答下列问题：(1)装置c的作用为_。(2)装置b中盛放的药品名称为_。(3)步骤先通氨气的目的是_；步骤中，氨气与熔化的钠反应生成nanh2的化学方程式为_；步骤b容器充入的介质为植物油，进行油浴而不用水浴的主要原因是_，生成nan3的化学方程式为_。(4)用乙醚洗涤的优点是_。(5)n2o可由nh4no3(熔点为169.6 )在240 分解制得，应选择的气体发生装置是_(填序号)。ab解析(1)装置d制备的氨气中含有大量的水蒸气，用装置c冷凝分离出水。(2)钠能和水发生反应，所以氨气在进入装置a之前必须干燥，故b中应盛放碱石灰。(3)先通氨气可排尽装置中的空气，防止空气中的氧气、水和二氧化碳与钠反应。钠和氨气反应的化学方程式为2na2nh32nanh2h2。水的沸点只有100 ，不能达到反应需要的温度(210220 )，故用油浴加热而不用水浴加热。叠氮化钠的制备原理为nanh2n2onan3h2o。(4)nan3不溶于乙醚，用乙
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