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化學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí) 物質(zhì)的制備 常見氣體的制備 高考考試說明要求 掌握常見氣體實(shí)驗(yàn)室制法 包括所用試劑 儀器 反應(yīng)原理和收集方法 常見的氣體 H2 O2 Cl2 HCl H2S CH4 C2H4 C2H2 NH3 SO2 NO NO2 CO CO2共14種氣體 氣體制取的反應(yīng)原理 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 Zn H2SO4 稀 ZnSO4 H2 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O FeS H2SO4 稀 FeSO4 H2S 固體 液體常溫 固體 固體加熱 7 SO2 8 NO2 9 NO 10 C2H2 11 Cl2 12 HCl 13 C2H4 14 CO Na2SO3 H2SO4 濃 Na2SO4 SO2 H2O Cu 4HNO3 濃 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O CaC2 2H2O Ca OH 2 CH CH 2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 固體 液體常溫 固體 液體加熱 濃鹽酸中加濃硫酸 Cu 濃H2SO4 發(fā)生裝置 凈化裝置 干燥裝置 收集裝置 吸收裝置 氣體制取裝置的設(shè)計 1 裝置連接順序 裝藥品 防倒吸防氧化措施 儀器拆卸等 查氣密性 2 操作順序一般包括 儀器連接 3 氣體的凈化原則 要分析雜質(zhì)氣體的性質(zhì) 要分析被凈化氣的性質(zhì) 氣體制取裝置的設(shè)計 4 實(shí)驗(yàn)操作的先與后 A 裝配儀器時 先下后上 先左后右 B 加入試劑時 先固后液 C 實(shí)驗(yàn)開始時 先查儀器的氣密性 再加藥品 后點(diǎn)酒精燈 D 有些實(shí)驗(yàn)為防倒吸 往往最后停止加熱或最后停止通氣 E 有些實(shí)驗(yàn)為防氧化往往最后停止通氣 F 儀器拆卸的一般過程 從右到左 自上而下 先拆主體 后拆部件 G 凈化氣體時 一般先除去有毒 有刺激性氣味的氣體 后除去無毒 無氣味的氣體 最后除水蒸氣 1 氣體的發(fā)生裝置 1 1設(shè)計依據(jù) 反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件 1 2裝置的分類 1 固 固加熱 2 固 液 液 液 加熱 3 塊固 液常溫 可制O2 NH3 CH4等 可制Cl2 HCl C2H4 CO NO SO2等 可制CO2 H2S H2 O2 NH3 C2H2等 可制CO2 H2S H2 4 固 液常溫 1 2 1固 固 加熱 該實(shí)驗(yàn)裝置要注意 l 試管口應(yīng)稍向下傾斜 以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂 2 鐵夾應(yīng)夾在距試管口l 3處 3 膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長 否則會妨礙氣體的導(dǎo)出 標(biāo)準(zhǔn)裝置 可制O2 NH3 CH4 1 2 2固 液 液 液 加熱 實(shí)驗(yàn)時要注意 先把固體藥品加入燒瓶 然后加入液體藥品 再加熱 要正確使用分液漏斗 標(biāo)準(zhǔn)裝置 可制Cl2 HCl C2H4 CO NO SO2等 1 2 2固 液 液 液 加熱 變化裝置 1 2 3固 液 塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備 當(dāng)制取氣體的量不多時 也可采用簡易裝置 標(biāo)準(zhǔn)裝置 1 2 3固 液 啟普發(fā)生器變化 1 2 3固 液 簡易啟普發(fā)生器變化 1 2 3固 液 其它裝置 2 氣體的收集裝置 2 1判斷原則 1 易溶或與水反應(yīng)的氣體 排空氣法 2 與空氣成分反應(yīng)或與空氣密度相近的氣體 排水 液 法 3 可溶性氣體考慮用排液法 4 兩種方法皆可用時 排水法收集的氣體較純 2 氣體的收集裝置 2 2裝置的分類 1 排空氣法 收集比空氣重的氣體 收集比空氣輕的氣體 2 氣體的收集裝置 2 2裝置的分類 2 排水 液 法 2 氣體的收集裝置 2 2裝置的分類 3 貯氣瓶 4 貯氣袋 3 氣體的凈化裝置 3 1總原則 1 一般除雜在前 干燥在后 若是燃燒管除雜 則干燥在前 2 吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì) 而不能與被提純的氣體反應(yīng) 但可與雜質(zhì)氣體反應(yīng)生成欲凈化的氣體 3 除雜反應(yīng)要迅速 定量 不選擇可逆反應(yīng)或條件苛刻的反應(yīng) 4 雜質(zhì)氣體很難去除時 可先吸收欲凈化的氣體 再反應(yīng)放出欲凈化的氣體 5 干燥劑的選擇時不與被干燥的氣體反應(yīng) 3 氣體的凈化裝置 3 2除雜裝置 1 洗氣瓶 2 干燥管 3 加熱管 3 氣體的凈化裝置 3 2干燥裝置3 2 1干燥裝置 1 洗氣瓶 2 干燥管 酸 堿性據(jù)氣體的氧化 還原性 氣體的酸堿性干燥劑的酸堿性 保持一致 1 選擇原則 氣體在被干燥的過程中要不能被減少 不要引入新的雜質(zhì) 2 選擇方法 干燥劑 選擇 干燥劑狀態(tài) 干燥裝置 酸性干燥劑 如 濃硫酸 P2O5 硅膠等 不能用來干燥堿性氣體 堿性干燥劑 如堿石灰 生石灰 固體NaOH等 不能用來干燥酸性氣體如Cl2 有氧化性的干燥劑 如濃硫酸 不能干燥有還原性氣體 如H2S HI等 3 氣體的凈化裝置 3 2干燥裝置3 2 2干燥劑的選擇 H2 O2 Cl2 HCl H2S CH4 C2H4 C2H2 NH3 SO2 NO NO2 CO CO2 NH3 H2S C2H4 C2H2 NH3 NH3 Cl2 HX H2S SO2 NO2 CO2 4 尾氣處理裝置 尾氣的處理方法 直接排放直接吸收防倒吸吸收燃燒處理 總原則 1 有毒 污染環(huán)境的氣體不能直接排放 2 尾氣吸收要選擇合適的吸收劑和吸收裝置 直接吸收 Cl2 H2S NO2防倒吸 HCl NH3 SO2常用吸收劑 水 NaOH溶液 硫酸銅溶液 3 可燃性氣體且難用吸收劑吸收 燃燒處理或袋裝 4 尾氣處理裝置 1 水溶解法 如 HCl NH3等 2 堿液吸收法 如 Cl2 H2S CO2 SO2 NO2 NO等 3 燃燒或袋裝處理法 如 CH4 C2H4 C2H2 H2 CO等 4 尾氣處理裝置 4 防倒吸吸收 標(biāo)準(zhǔn)裝置 安全瓶裝置 5 氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置 5 1裝置分類 1 常溫反應(yīng)裝置 2 加熱反應(yīng)裝置 3 冷卻反應(yīng)裝置 5 2判斷原則 標(biāo)準(zhǔn)裝置 變化裝置 6 排水量氣裝置 1 在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下 請你選用下圖中的部分儀器 裝配成一個簡易的 能隨開隨用 隨關(guān)隨停的CO2氣體發(fā)生裝置 應(yīng)選用的儀器是 填入儀器的編號 2 若用上述裝置制取CO2氣體 而實(shí)驗(yàn)室只有稀硫酸 濃硝酸 水 塊狀純堿 塊狀大理石 比較合理的方案應(yīng)選用的藥品是 例1 為制取純凈的氣體A可用下圖所示的裝置 生成A的速度可通過滴液的速度控制 圖中B C D均為液體 且為下列試劑中某一種 濃硫酸 稀硫酸 濃硝酸 稀硝酸 濃鹽酸 稀鹽酸 濃氨水 稀氨水 蒸餾水 飽和氫硫酸溶液 飽和石灰水請回答 A B C D E各是什么物質(zhì) 例2 答 A是氯化氫氣體 B是濃鹽酸 C D E均是濃硫酸 利用下圖所示裝收集以下8種氣體 圖中燒瓶位置不得移動 H2 Cl2 CH4 HCl NH3 NO H2S SO2 1 若燒瓶是干燥的 則由A口進(jìn)氣 在B口可收集的氣體有 用數(shù)字表示 下同 2 若燒瓶充滿水 可收集的氣體有 這時氣體由 口進(jìn)入 3 若在燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行干燥氣體 則可用此裝置的氣體有 這時氣體由 口進(jìn)入 4 若燒杯是干燥的 不能用此裝置來收集的氣體是 例3 答 1 2 A 3 B 4 某集氣瓶中充滿了HI氣體 試設(shè)計一個裝置表示 將這種氣體排出燒瓶 并粗略證明它確實(shí)是HI氣體 寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式 例4 答 往裝有氣體的瓶中注入濃磷酸 使氣體排出 用盛有適量水的燒杯吸收排出的氣體 玻璃管下端接一個倒置漏斗 一段時間以后 取少量燒杯中的溶液 測得PH值小于7 加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液 如發(fā)現(xiàn)有黃色沉淀生成 則可說明原氣體是HI氣體 例5 銅與濃硝酸反應(yīng)和銅與稀硝酸反應(yīng) 產(chǎn)物不同 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不同 某課外活動小組為了證明并觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為NO 設(shè)計了如左圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 請你根據(jù)他們的思路 選擇下列藥品 完成該實(shí)驗(yàn) 并敘述實(shí)驗(yàn)步驟 藥品 稀硝酸 稀鹽酸 鋅粒 碳酸鈣固體步驟 檢查裝置的氣密性 用注射器向試管內(nèi)推入氧氣 或空氣 向試管中加入一定量碳酸鈣固體 向試管中到入過量的稀硝酸 并迅速蓋上帶銅絲和導(dǎo)管的橡皮塞 待反應(yīng)完全后 將右邊導(dǎo)管插入試管內(nèi)接近液面 將銅絲插入到溶液中 加熱綠色溶液 有紅棕色氣體產(chǎn)生 溶液變成藍(lán)色 推入氧氣或空氣的目的是 分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸 稀硝酸反應(yīng) 所得到的溶液前者成綠色 后者成藍(lán)色 某同學(xué)提出這可能是銅離子濃度差異形成的 你同意這種看法嗎 填 同意 或 不同意 原因是 另一同學(xué)提出溶液成 綠色 是銅離子與二氧化氮混合的結(jié)果 請你設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)證明之 簡述實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 不同意 銅片質(zhì)量相同 溶液體積相同 生成的銅離子濃度相同 檢驗(yàn)生成的NO 歷年高考題選摘 從高考題型看 在第 卷出現(xiàn)在選擇題型中的主要是基本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容 從氣體的制備 離子的共存與識別 到物質(zhì)的分離與提純 在第 卷中出現(xiàn)的簡答 填空和實(shí)驗(yàn)的分析與設(shè)計 主要是考核實(shí)驗(yàn)的能力 如根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 對物質(zhì)進(jìn)行綜合判斷 選擇和連接實(shí)驗(yàn)設(shè)計所用的儀器 綜合運(yùn)用化學(xué)知識 對實(shí)驗(yàn)設(shè)計的正確性以及對改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作上的評估 這對考核實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾?為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣 有人設(shè)計了如下裝置 圖中夾持裝置均已略去 檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后 關(guān)閉彈簧夾a b c d e 在A中加入鋅粒 向長頸漏斗注入一定量稀硫酸 打開彈簧夾c d e 則A中有氫氣發(fā)生 在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度 關(guān)閉彈簧夾c 取下截去底部的細(xì)口瓶C 打開彈簧夾a 將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃 然后立即罩上無底細(xì)口瓶C 塞緊瓶塞 如圖所示 氫氣繼續(xù)在瓶內(nèi)燃燒 幾分鐘后火焰熄滅 用酒精燈加熱反應(yīng)管E 繼續(xù)通氫氣 待無底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時 打開彈簧夾b 無底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E 片刻后F中的溶液變紅 回答下列問題 1 檢驗(yàn)氫氣純度的目的是 2 C瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變時 A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是 防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過大 此時再打開彈簧夾b的原因是 C瓶內(nèi)氣體的成份是 3 在步驟 中 先加熱鐵觸媒的原因是 反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 排除空氣 保證安全 鋅粒與酸脫離 盡量增大氫氣的濃度以提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 N2H2 鐵觸媒在較高溫度時活性增大 加快氨合成的反應(yīng)速率 3 1993全國 下圖是一套實(shí)驗(yàn)室制氣裝置 用于發(fā)生 干燥和收集氣體 下列各組物質(zhì)中能利用這套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是 填正確選項(xiàng)的標(biāo)號 A 銅屑和濃硝酸 B 二氧化錳和濃鹽酸 C 電石和水 D 碳酸鈣和稀鹽酸 AD 4 實(shí)驗(yàn)室里可按下圖所示的裝置干燥 儲存氣體R 多余的氣體可用水吸收 則R是A NO2B HClC CH4D NH3 D 5 設(shè)計了四種制備氣體的方案 1 加熱稀硫酸和乙醇制備乙烯 2 加熱稀鹽酸和二氧化錳制備氯氣 3 用稀硫酸和大理石制備二氧化碳 4 用稀硝酸和硫化亞鐵制備硫化氫 不宜采用的方案有哪些 A 只有 1 和 2 B 只有 1 和 3 C 只有 3 和 4 D 1 2 3 4 D 6 2000全國 實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬反應(yīng)制備無水三氯化鐵 該化合物呈棕紅色 易潮解100 左右時升華 下圖是兩個學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置 左邊的反應(yīng)裝置相同 而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同 分別如 和 所示 試回答 1 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2 D中的反應(yīng)開始前 需排除裝置中的空氣 應(yīng)采取的方未能是 3 D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4 裝置 的主要缺點(diǎn)是 5 裝置 的主要缺點(diǎn)是 6 如果選用些裝置來完成實(shí)驗(yàn) 則必須采取的改進(jìn)措施是 4HCl MnO2 MnCl2 2H2O Cl2 B中的反應(yīng)進(jìn)行一段時間后 看到黃綠色氣體充滿裝置 現(xiàn)開始加熱D 2Fe 3Cl2 2FeCl3 導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞 尾氣排入空氣 易造成環(huán)境污染 產(chǎn)品易潮解 在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置 7 1993全國 根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)圖填空和回答問題 1 燒瓶中所發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是 裝置 的燒杯中冷水的作用是 裝置 的燒杯中液體的作用是 2 進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時 燒杯內(nèi)的橡皮塞最好用錫箔包住 用橡皮管連接的兩玻璃管口要相互緊靠 這是因?yàn)?3 裝置 的燒杯中使用倒置漏斗可防止液體倒吸 試簡述其原因 吸收未冷凝的氣體 冷凝溴蒸氣 溴蒸氣會腐蝕橡皮塞和橡皮管 2H2SO4 濃 2NaBr MnO2 MnSO4 Br2 Na2SO4 2H2O 當(dāng)氣體被吸收時 液體上升到漏斗中 由于漏斗的容積較大 導(dǎo)致燒杯中液面下降 使漏斗口脫離液面 漏斗中的液體又流回?zé)?從而防止了倒吸 8 2001年 江浙 用圖示的裝置制取氫氣 在塑料隔板上放粗鋅粒 漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸 若打開彈簧夾 則酸液由漏斗流下 試管中液面上升與鋅粒接觸 發(fā)生反應(yīng) 產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出 若關(guān)閉彈簧夾 則試管中液面下降 漏斗中液面上升 酸液與鋅粒脫離接觸 反應(yīng)自行停止 需要時再打開彈簧夾 又可以使氫氣發(fā)生 這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置 回答下面問題 1 為什么關(guān)閉彈簧夾時試管中液面會下降 2 這種制氣裝置在加入反應(yīng)物前 怎樣檢查裝置的氣密性 關(guān)閉彈簧夾時 反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使試管內(nèi)液面上的壓力增加 所以液面下降 6分 塞緊橡皮塞 夾緊彈簧夾后 從漏斗注人一定量的水 使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面 停止加水后 靜置片刻 漏斗中與試管中的液面差保持不再變化 說明裝置不漏氣 10分 3 從下面三個反應(yīng)中選擇一個可以用這種隨制隨停的制氣裝置制取的氣體 填寫下表中的空白 大理石與鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳 黃鐵礦與鹽酸反應(yīng)制取硫化氫 用二氧化錳催化分解過氧化氫制氧氣 4 食鹽跟濃硫酸反應(yīng)制氯化氫不能用這種裝置隨制隨停 試說明理由 因?yàn)?此反應(yīng)需要加熱 4分 食鹽是粉末狀 2分 二氧化碳 向上排空氣法 通入澄清石灰水使石灰水變渾濁 硫化氫 向上排空氣法 有臭雞蛋味 其它合理答案也給分 8分 只要回答出其中一種氣體即給分 1 實(shí)驗(yàn)室用甲酸與濃硫酸在加熱條件下制取CO氣體反應(yīng)為 HCOOHH2O CO 請設(shè)計一裝置以制取干燥純凈的CO氣體 H2SO4 2 某課外活動小組欲利用右圖和下列試劑制取下列氣體 A濃硫酸B濃鹽酸C食鹽D二氧化錳E氯酸鉀F過氧化氫G高錳酸鉀H濃氨水J氫氧化鈉試用各試劑序號回答 若要快速制備少量氧氣 應(yīng)選擇若要快速制備少量氯化氫 應(yīng)選擇若要快速制備少量氨氣 應(yīng)選擇若要快速制備少量氯氣 應(yīng)選擇 D F A B H J B G 3 用下圖裝置制取和收集氣體 根據(jù)裝置分析后填表 寫化學(xué)式 Na2SO3 濃硫酸 SO2 Cl2 Cu 濃硝酸 濃鹽酸 Na2SO3 H2SO4 濃 Na2SO4 SO2 H2O Cu 4HNO3 濃 Cu NO3 2 2NO2 2H2O KMnO4 NO2 2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O