2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考專題講座2常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究教案新人教版

1、常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究1氣體制備及其性質(zhì)探究的基本思路2常見(jiàn)氣體的發(fā)生裝置 反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)固、固加熱型o2、nh3等試管要干燥；試管口略低于試管底；加熱時(shí)先均勻加熱再固定加強(qiáng)熱固、液加熱型或液、液加熱型cl2、hcl等燒瓶加熱時(shí)要隔石棉網(wǎng)；反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)要加碎瓷片(或沸石)固、液不加熱型或液、液不加熱型h2、co2、so2、no、no2等使用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，要使漏斗下端插入液面以下；啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，且氣體不溶于水；使用分液漏斗既可以增強(qiáng)氣密性，又可控制液體流速注意：“固液氣”裝置的改進(jìn)控制溫度(圖1)平衡氣壓、便于液體滴下(圖2

2、)圖1圖23常見(jiàn)氣體的凈化(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。除雜原則：不損失主體氣體；不引入新的雜質(zhì)氣體；在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；先除易除的雜質(zhì)氣體。(2)氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置常見(jiàn)干燥劑濃硫酸(酸性、強(qiáng)氧化性)無(wú)水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑cu、cuo、mg等注意：需凈化的氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，除雜順序：一般先除去酸性氣體，如氯化氫氣體、co2、so2等，水蒸氣要在最后除去。選用除雜方法時(shí)要保證雜質(zhì)完全除掉，如除co2最好用naoh溶液不用ca(oh)2溶液。有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC氣體除盡，還需要

3、加一步驟驗(yàn)證雜質(zhì)是否除盡，如驗(yàn)證混合氣體中既有co2，又有so2，通常用品紅溶液檢驗(yàn)so2，然后用溴水或酸性kmno4溶液除去so2，再用品紅溶液檢驗(yàn)是否除盡，最后用澄清石灰水檢驗(yàn)co2。酸性干燥劑(濃硫酸、p2o5)：不能干燥nh3等堿性氣體；堿性干燥劑(堿石灰、naoh、cao)：不能干燥so2、cl2等酸性干燥劑；中性干燥劑(cacl2)：不能干燥nh3。4常見(jiàn)氣體的收集方法(1)排水法：收集難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體，如o2、h2、n2、no、co、c2h4等。(2)排液法：收集難溶于所選溶液的氣體，如cl2用排飽和食鹽水法收集。(3)向上排空氣法：收集氣體密度比空氣大且相差較大又不與

4、空氣中成分反應(yīng)的氣體，如cl2、co2、no2等。(4)向下排空氣法：收集氣體密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體，如ch4、h2、nh3等。注意：“萬(wàn)能收集瓶”的使用5尾氣處理的原因、方法及裝置(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。(2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無(wú)毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施。(3)尾氣處理裝置(見(jiàn)下圖a、b、c)實(shí)驗(yàn)室制取cl2時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置。制取co時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置。制取h2時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置。(4)尾氣吸收防倒吸裝置氣體制備及

5、其性質(zhì)探究的儀器連接典例導(dǎo)航(2020長(zhǎng)沙聯(lián)考)pocl3是重要的化工原料，某興趣小組準(zhǔn)備用三氯化磷、氯氣、二氧化硫制備pocl3，產(chǎn)物中還有一種遇水強(qiáng)烈水解的物質(zhì)socl2，用下列裝置完成實(shí)驗(yàn)。abcdef已知：pcl3熔點(diǎn)93.6 、沸點(diǎn)76.1 ，遇水強(qiáng)烈水解，易與氧氣反應(yīng)；pocl3遇水強(qiáng)烈水解，能溶于pcl3。(1)儀器甲的名稱是 。(2)已知裝置b制備pocl3，以上儀器接口連接的順序?yàn)閍 bcghd，裝置f中所裝試劑為 ，裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(3)b中反應(yīng)溫度控制在6065 ，其原因是 。(4)該制備實(shí)驗(yàn)還缺少的裝置為 。思路點(diǎn)撥明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簆cl3cl2so2p

6、ocl3明確各裝置的可能作用：a：制cl2b：反應(yīng)制pocl3c：制so2d：干燥e：干燥f：可能是除雜裝置明確注意的問(wèn)題：apcl3及部分產(chǎn)物強(qiáng)烈水解，制備時(shí)要注意干燥問(wèn)題。bcl2、so2均為有毒氣體，要注意尾氣處理。c注意接口要求：洗氣瓶為長(zhǎng)進(jìn)短出，干燥管為粗口進(jìn)細(xì)口出等。解析用三氯化磷、氯氣、二氧化硫制備pocl3，從圖中可以看出，應(yīng)在b裝置中進(jìn)行。因?yàn)閜ocl3遇水強(qiáng)烈水解，所以制取的cl2、so2氣體都必須干燥。裝置a是制取cl2的裝置，此時(shí)cl2中混有hcl和水蒸氣，應(yīng)使用f裝置除去hcl氣體，用d裝置干燥，從而制得干燥、純凈的cl2。c裝置用于制取so2，用e裝置干燥。在c裝置

7、中發(fā)生制取pocl3的反應(yīng)，由于pcl3熔點(diǎn)93.6 、沸點(diǎn)76.1 ，遇水強(qiáng)烈水解，所以球形冷凝管的上口還應(yīng)接一個(gè)能吸收cl2、so2，并能防止空氣中水蒸氣進(jìn)入的裝置。答案(1)球形冷凝管(2)jief飽和食鹽水pcl3cl2so2pocl3socl2(3)溫度太高，pcl3、so2會(huì)大量揮發(fā)，導(dǎo)致產(chǎn)量下降；溫度太低，反應(yīng)速率會(huì)變慢(4)吸收cl2、so2，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入的裝置儀器連接的一般順序及說(shuō)明說(shuō)明：(1)注意兩處的防倒吸問(wèn)題，一是氣體的生成和氣體的除雜之間，二是氣體收集或性質(zhì)驗(yàn)證與尾氣處理之間，為了防倒吸，常加一安全瓶。(2)防堵塞安全裝置(3)防污染安全裝置對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下圖裝置

8、可制取純凈干燥的so2：abcde(1)按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閍 f，裝置d的作用是 。(2)裝置a中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。答案(1)decb防止倒吸(2)cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o2利用如圖裝置，進(jìn)行nh3與金屬氧化物mxoy反應(yīng)生成m、n2、h2o，通過(guò)測(cè)量生成水的質(zhì)量來(lái)測(cè)定m的相對(duì)原子質(zhì)量。a中試劑是濃氨水。(1)儀器a的名稱為 ，儀器b中裝入的試劑可以是 。(2)按氣流方向正確的裝置連接順序?yàn)?(填字母，裝置可重復(fù)使用)。解析(1)儀器a的名稱為分液漏斗，儀器b中裝入的試劑可以是naoh固體或生石灰或堿石灰。(2)該實(shí)驗(yàn)在b處產(chǎn)生氨，通過(guò)d干燥氨，在a處n

9、h3與mxoy反應(yīng)，生成的水在d處被吸收，殘留氨被c吸收，所以按氣流方向正確的裝置連接順序?yàn)閎dadc。答案(1)分液漏斗naoh固體(或生石灰或堿石灰)(2)bdadc氣體制備及其性質(zhì)探究的綜合裝置分析評(píng)價(jià)典例導(dǎo)航氯化亞硝酰(nocl)，又稱亞硝酰氯，是有機(jī)合成中的重要試劑，主要用于合成觸媒及用作中間體。其熔點(diǎn)為64.5 ，沸點(diǎn)為5.5 ，有毒，遇水和潮氣易分解，可由no與cl2反應(yīng)得到。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖所示裝置來(lái)制備nocl?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)儀器a的名稱為 ，a在裝置中的作用是 。(2)裝置a中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先打開(kāi)k1、k2，關(guān)閉k3，再打開(kāi)分

10、液漏斗旋塞滴入適量稀硝酸，當(dāng)觀察到c中 時(shí)關(guān)閉k1、k2，c中長(zhǎng)頸漏斗的作用是 。向裝置d的三頸燒瓶中通入干燥純凈的cl2，當(dāng)瓶中充滿黃綠色氣體時(shí)，再打開(kāi)k1、k3，制備nocl。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若該學(xué)習(xí)小組同學(xué)用酒精燈大火加熱制取no，對(duì)本實(shí)驗(yàn)造成的不利影響除了有反應(yīng)速率過(guò)快，使no來(lái)不及反應(yīng)即大量逸出外，還可能有 。思路點(diǎn)撥明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簄o與cl2反應(yīng)制nocl。明確主要部分儀器作用：b：吸收no中no2；c：干燥和防堵塞等；d：生成產(chǎn)物nocl，d中的無(wú)水cacl2防止外界水蒸氣進(jìn)入。注意問(wèn)題：ano、cl2、nocl均有毒，注意尾氣處理；bnocl遇水和潮氣易分解，cl2、no要干

11、燥。解析裝置a中稀硝酸和銅屑反應(yīng)生成no氣體，將得到的氣體通過(guò)裝置b除去揮發(fā)的硝酸及no和與空氣中的氧氣反應(yīng)生成的no2，然后通過(guò)裝置c，此時(shí)裝置c的作用為干燥并儲(chǔ)存裝置a中產(chǎn)生的no氣體，向裝置d中通入干燥純凈的cl2，當(dāng)d中充滿黃綠色氣體時(shí)，打開(kāi)k1、k3，在裝置d中制備nocl，裝有無(wú)水cacl2的球形干燥管的作用為防止水蒸氣進(jìn)入裝置d中使nocl水解，反應(yīng)結(jié)束后打開(kāi)k2，進(jìn)行尾氣處理，防止污染空氣。(3)打開(kāi)k1、k2，關(guān)閉k3，可以利用產(chǎn)生的no排除裝置內(nèi)空氣，長(zhǎng)頸漏斗的作用為平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓強(qiáng)，避免裝置c中壓強(qiáng)過(guò)大。(4)對(duì)蒸餾燒瓶用酒精燈大火加熱，會(huì)使得反應(yīng)迅速發(fā)生，產(chǎn)生大量no氣

12、體，使較多的no氣體未參加反應(yīng)便逸出；同時(shí)，較高的溫度可能使硝酸分解或揮發(fā)，產(chǎn)生較多雜質(zhì)氣體。答案(1)球形干燥管防止水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中與nocl反應(yīng)(2)3cu8h2no=3cu22no4h2o(3)紅棕色完全消失平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓強(qiáng)(4)溫度過(guò)高造成hno3分解(或揮發(fā))(1)b中的化學(xué)方程式為 。(2)冰鹽水的作用是 。(3)a中生成的氣體較快，c中的現(xiàn)象為 。(4)d中反應(yīng)方程式 。答案(1)3no2h2o=2hno3no(2)防止產(chǎn)物nocl揮發(fā)，冷凝nocl(3)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升(4)2nocl22nocl氣體制備或性質(zhì)探究注意的安全問(wèn)題(1)爆炸：可燃性氣體的點(diǎn)燃、不純氣體受熱、

13、氣體導(dǎo)管堵塞導(dǎo)致。(2)炸裂：玻璃儀器的驟冷驟熱、受熱不均等導(dǎo)致。(3)倒吸：氣體在用液體吸收或與液態(tài)試劑反應(yīng)時(shí)，由于極易溶解或反應(yīng)導(dǎo)致。(4)堵塞：生成的蒸氣易凝結(jié)、生成氣體的同時(shí)產(chǎn)生粉塵等導(dǎo)致。(5)空氣污染：生成的氣體有毒、缺少尾氣處理措施或措施不當(dāng)導(dǎo)致。(6)若制備物質(zhì)易水解，要注意防止外界空氣進(jìn)入。(7)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點(diǎn)燃酒精燈。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究no與銅粉的反應(yīng)并檢驗(yàn)no，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置略)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，向裝置中通入一段時(shí)間的n2，排盡裝置內(nèi)的空氣。 已知：在溶液中feso4no fe(no)so4(棕色)，該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)no。

14、下列說(shuō)法中不正確的是 ()a裝置f、i中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液b若觀察到裝置h中紅色粉末變黑色，則no與cu發(fā)生了反應(yīng)c實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅酒精燈，再關(guān)閉分液漏斗的活塞d裝置j收集的氣體中一定不含nodfeso4no fe(no)so4為可逆反應(yīng)，no一定存在，d項(xiàng)錯(cuò)誤。4疊氮化鈉常用作汽車安全氣囊中的藥劑。實(shí)驗(yàn)室制取疊氮化鈉的原理、實(shí)驗(yàn)裝置及步驟如下：abcd步驟：打開(kāi)裝置d導(dǎo)管上的旋塞，加熱制取氨氣；加熱裝置a中的金屬鈉，使其熔化并充分反應(yīng)后，再停止加熱d并關(guān)閉旋塞；向裝置a中b容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)并加熱到210220 ，然后通入n2o；冷卻，向產(chǎn)物中加入乙醇(降低nan3的溶解度)，減

15、壓濃縮、結(jié)晶；過(guò)濾，用乙醚洗滌，晾干。已知：nan3(疊氮化鈉)是一種易溶于水的白色晶體，微溶于乙醇，不溶于乙醚；nanh2的熔點(diǎn)為210 ，沸點(diǎn)為400 ，在水溶液中易水解?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)裝置c的作用為 。(2)裝置b中盛放的藥品名稱為 。(3)步驟先通氨氣的目的是 ；步驟中，氨氣與熔化的鈉反應(yīng)生成nanh2的化學(xué)方程式為 ；步驟b容器充入的介質(zhì)為植物油，進(jìn)行油浴而不用水浴的主要原因是 ，生成nan3的化學(xué)方程式為 。(4)用乙醚洗滌的優(yōu)點(diǎn)是 。(5)n2o可由nh4no3(熔點(diǎn)為169.6 )在240 分解制得，應(yīng)選擇的氣體發(fā)生裝置是 (填序號(hào))。ab解析(1)裝置d制備的氨氣中含有大量的水蒸氣，用裝置c冷凝分離出水。(2)鈉能和水發(fā)生反應(yīng)，所以氨氣在進(jìn)入裝置a之前必須干燥，故b中應(yīng)盛放堿石灰。(3)先通氨氣可排盡裝置中的空氣，防止空氣中的氧氣、水和二氧化碳與鈉反應(yīng)。鈉和氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為2na2nh32nanh2h2。水的沸點(diǎn)只有100 ，不能達(dá)到反應(yīng)需要的溫度(210220 )，故用油浴加熱而不用水浴加熱。疊氮化鈉的制備原理為nanh2n2onan3h2o。(4)nan3不溶于乙醚，用乙