1、第二課氣體的制備復習目標:掌握常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法能識別化學品安全使用標識,了解實驗室一般事故的預防和處理方法。知識要點:氣體的制備是高中實驗中的基本操作和基本知識,又是高中化學綜合實驗中的一個重要組成部分。著重考查學生一下的知識和能力要求用正確的化學實驗基本操作,完成規定的“學生實驗氣體裝置的設計”的能力。初步處理實驗過程中的有關安全問題的能力能識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力。觀察記錄實驗現象,分析實驗結果和處理實驗數據,得出正確結論的能力.(一設計原則: 3、氣體的凈化原則(不摻雜不減料:、要分析雜質氣體的性質、要分析被凈化氣的性質。(二裝置基

2、本類型: 幾種氣體制備的反應原理要點1:氣密性的檢查 要點2:氣體的收集裝置比空氣輕比空氣重 3.氣體的凈化包括干燥(除H 2O 和除雜 一般固體干燥劑或吸收劑填入干燥管中; 一般液體干燥劑或吸收劑裝入洗氣瓶中管;一些具有氧化(O 2或還原(H 2、CO 性雜質氣體可在硬質試管中加入適宜物質并加熱除去。(2常用的凈化干燥儀器有干燥管、洗氣瓶和硬質玻璃。(3一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質,則是先干燥后加熱。4.尾氣吸收裝置需要根據氣體與吸收劑反應情況及溶解性、可燃性確定。常用的有下列情況: (1實驗室操作首當注意以下五防:防爆炸:點燃可燃氣體(如H2、CO

3、、CH4、C2H2、C2H4或用H2、CO還原Fe2O3、CuO之前,要檢驗氣體純度;防暴沸:配置硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時,要將密度大的濃硫酸緩慢到入水或酒精中;加熱液液混合物時要加沸石;防堵塞安全裝置防倒吸:加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大氣體時,要注意熄燈順序或加裝安全瓶。防倒吸吸收防污染安全裝置:制取有毒氣體(如:Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO應在通風廚中進行;防中毒 、防失火:實驗室中的可燃物質一定要遠離火源; 6、氣體實驗裝置的設計(1裝置順序:制氣裝置凈化裝置反應或收集裝置除尾氣裝置(2安裝順序:由下向上,由左向右(3操作順序:裝配儀器檢驗氣密性加入藥

4、品7、氣體性質實驗裝置 8、排水量氣裝置9、啟普發生器原理及類似反應器 例題講演【例1】、下圖是一套實驗室制氣裝置,用于發生、干燥和收集氣體。下列各組物質中能利用這套裝置進行實驗的是(填正確選項的標號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【思路點撥】:為正確判斷制取、干燥氣體的裝置和干燥劑是否正確,應該牢記有關物質間反應的條件和所生成氣體的物理性質(密度、溶解性等與化學性質(酸堿性、對氧化劑的穩定性等。解答時,可考慮用淘汰法,即:依次以制氣裝置的適用范圍(本題為固液反應、不需加熱,干燥劑的適用范圍(本題濃硫酸可干燥中性、酸性且常溫下不被它氧化的氣體,以及收集裝置的適

5、用范圍(本題為密度大于空氣,跟空氣常溫下不反應這三重標準,逐級對各選項進行判斷,凡有一條不符合題意即予淘汰,從而較快地確定正確答案。【解】:本題考查常見氣體實驗室的制取與干燥基礎知識的掌握情況。能利用這套裝置制得的氣體需符合三個條件:固體與液體反應,反應不用加熱;氣體不與濃硫酸反應,可使用濃硫酸進行干燥;密度大于空氣,可用向上排空氣集氣法收集。此外注意尾氣的吸收,而銅屑與濃硝酸反應制取NO2沒有;用碳酸鈣與稀鹽酸制CO2反應不需加熱,CO2跟濃硫酸不反應且密度大于空氣,可用這套裝置。用MnO2跟濃鹽酸反應需加熱,電石跟水反應產生的乙炔密度比空氣略小,均不符合題意。 答案:D【點評】:為什么A

6、項不宜呢?問題在于裝置沒有尾氣吸收裝置,而NO 2是會嚴重污染環境的有毒氣體。有關集氣裝置問題,要弄懂使用裝置的原理。難、微溶于水的用排水集氣法。密度大于空氣的用向上排空氣法;密度小于空氣的用向下排空氣法;要注意密度與空氣接近的(如C 2H 4等或易與空氣中O 2反應的(如NO 不宜用排空氣法。有毒氣體一定要注意帶尾氣處理裝置。必要時,如NO 、N 2、CO 等用氣袋、球膽之類密封收集?！九e一反三】1、(2006江蘇卷實驗室可用右下圖所示裝置干燥、收集某氣體R ,則R 可能是( A .SO 2B .NH 3C .HClD .Cl 2【思路點撥】著重考查考生正確運用實驗原理和正確認識實驗裝置的能

7、力,要求考生根據實驗圖中賦予的信息,特別弄清某些儀器的作用,結合高中學習氣體的性質進行選擇?！窘狻勘绢}的關鍵在于實驗的干燥裝置和收集裝置的特點,可以得知氣體為堿性或中性氣體而且密度比空氣小,A 、C 、D 密度都比空氣大(都是酸性氣體不能用堿石灰干燥,答案只能選B【點評】重點考查氣體制備中凈化除雜和氣體收集方法,往年也有似曾相識的題,但這并不意味著這些題都是一些陳題,而恰恰說明這些題的典型性和承載相關知識與能力的獨特性,繼續重視化學主干知識考查,進一步強調了化學學科實驗的基礎性地位2.(05上海,19以下各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收易溶性氣體,而且能防止倒吸的是 【思路點撥】對于有毒、有害的

8、氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃,使它們變為無毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl 2、SO 2、Br 2(蒸氣等可用NaOH 溶液吸收;尾氣H 2S 可用CuSO 4或NaOH 溶液吸收;尾氣CO 可用點燃法,將它轉化為CO 2氣體。吸收的時候要要注意防止倒吸。答案是B 和D【例2】 下列反應適用于實驗室制備氧氣的是高錳酸鉀熱分解 2KMnO 4 K 2MnO 4+MnO 2+O 2 硝酸銨熱分解 2NH 4NO 3 4H 2O+N 2+O 2 過氧化催化分解 2H 2O 2 2H 2O+O 2 二氧化氮熱分解 2NO 2 2NO+O 2A.只有B.和C.和D.【思路點撥】:回答本題,

9、首先需要考生通過幾年的化學學習,體會到物質的實驗室制法所必須具備的基本要求和條件。一般來說,物質的實驗室制法(尤其是中學所要求的條件大致為:反應盡可能快一些,反應條件盡可能簡單,操作比較易行,盡量使制備的產物單一.易于分離;而對反應物的成本、能耗,可以較少考慮,盡可能使用常用的儀器設備,如試管、燒瓶、燒杯等等。反應較為安全或安全性可控。 MnO 2【解】在本題所給的4個反應中,除了KMnO4熱分解反應是眾所周知實驗室里O2的制法之外,H2O2分解也可以方便地用于實驗室制備O2。為此,可將MnO2置于一只燒瓶內,從分液漏斗中滴入H2O2立即有O2發生,并可用控制滴速的方法來調節產生O2的氣流量。

10、NH4NO3不行,一是其受熱溫度不同分解產物不同,二是即使發生題中指定的反應,生成的N2和O2也難以分離,三是NH4NO3受熱易發生爆炸。NO2顯然不行(兩氣體在常溫下又化合成NO2。答案:C【點評】,這類試題通常是給出限定的實驗課題,要求考生根據實驗目的及試題中所給予的信息,結合元素化合物知識(實驗原理,恪守實驗設計的四大基本原則(簡稱好省多快選用正確實驗方法,主要考查考生的觀察能力與分析綜合及評價的能力。【舉一反三】 1、(06上海題18.右圖是氣體制取裝置,下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關隨?！钡氖茿.大理石和稀硫酸制取二氧化碳B.鋅粒和稀硫酸制氫氣C.濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣

11、D.電石和水制取乙炔【思路點撥】題目主要是考慮實驗的發生裝置,關鍵在于體現啟普發生器的特點:不需加熱排除C;A原理錯誤;D反應十分激烈不能達到“隨開隨用、隨關隨停”(電石極其容易于水反應甚至可以跟水蒸氣反應【例3】進行化學實驗必須注意安全,下列說法正確的是(填寫標號。A.不慎將酸濺到眼中,應立即用水沖洗,邊洗邊眨眼睛B.不慎將濃堿溶液沾到皮膚上,要立即用大量水沖洗,然后涂上硼酸溶液C.如果苯酚濃溶液沾到皮膚上,應立即用酒精洗D.配制硫酸溶液時,可先在量筒中加入一定體積的水,再在攪拌下慢慢加入濃硫酸【思路點撥】本題既考查了化學實驗基本操作,又重點考查處理實驗過程中有關安全問題的能力?！窘狻吭趯嶒?/p>

12、過程中如果不慎將酸沾到皮膚或衣物上,應立即用較多的水沖洗(如果是濃硫酸,要迅速用抹布擦試,然后用水沖洗,再用3%-5%的碳酸氫鈉溶液來沖洗。如果將堿溶液沾到皮膚上,要用較多的水沖洗,再涂上硼酸溶液。萬一眼睛里濺進了酸或堿溶液,要立即用水沖洗(切不可用手揉眼睛,要邊洗邊眨眼睛,必要時要請醫生治療。所以A、B 說法是正確的。苯酚有毒,在冷水中的溶解度不大,易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。如果不慎將苯酚沾到皮膚上,應立即用酒精洗滌。C的說法是正確的。濃硫酸溶于水時要放出大量的熱,在稀釋濃硫酸時,要把濃硫酸沿著燒杯內壁緩慢地注入盛有水的燒杯里,并用玻璃棒不斷攪拌,使產生的熱量迅速擴散。量簡是量取溶液的量具

13、,不能溶解溶液,則D的說法是錯誤的。本題的答案是A、B、C【點評】實驗的基本操作;初步處理實驗過程中的有關安全問題;能識別和繪制典型儀器;評價實驗、設計實驗解決問題是考試的熱點也是實驗學習中的五種能力【例4】(06廣東21某研究小組進行與NH3有關的系列實驗。從下圖中挑選所需儀器,畫出制取干燥NH3的裝置簡圖(添加必要的塞子、玻璃導管、膠皮管。固定裝置和尾氣處理裝置不用畫.,并標明所用試劑。 將NH 3通入溴水中,有N 2生成,反應的化學方程式為 。 為驗證“同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子”,該小組同學設計了如第6頁右上圖所示的裝置,圖中B 管的容積是A 管的2倍,活塞K

14、1、K 2、K 3、K 4、K 5均關閉(固定裝置和尾氣處理裝置略;HCl 和NH 3均不溶于石蠟油,也不與之反應;裝置氣密性好。 在A 管中充滿與大氣壓強相等的干燥HCl 氣體。操作是。 控制活塞K 4、K 5,調節C ,使B 管充滿與A 管同壓的干燥NH 3。緩緩開啟K 3,A 管中的現象是 。要達到實驗目的,當反應完成并恢復到室溫時,B 管中預 期的現象是 ;若觀察不到預期現象,主要原因是 ?！舅悸伏c撥】通過畫圖考查基本實驗設計?？疾榕艢夥ㄊ占瘹怏w的操作細節,以及排氣與排水法的優缺點對比。定量實驗,考查數據處理和誤差分析或實驗異常分析?！窘狻吭囶}的關鍵在于發生裝置中沒有酒精燈,就是說不能

15、用加熱的方法。實驗室制氨除可用銨鹽和堿加熱反應外,還可用下述方法:濃NH 3.H 2O 與NaOH ,利用NaOH 溶于水放熱(主要因素和OH -離子濃度的增加使氨水的電離平衡左移;濃NH 3.H 2O 與CaO 反應:NH 3.H 2O+CaO=NH 3+Ca(OH2 答案: 答案:2NH 3+3Br 2=6HBr+N 2或8NH 3 + 3Br 2 = N 2+6NH 4Br 打開K 1、K 2,從K 2處通入干燥的HCl 氣體,直到K 1處有白霧出現,關閉K 1、K 2。 生成大量的白煙。 B 管中充滿石蠟油。實驗時A 管中未全部充滿干燥HCl 氣體K K K【點評】這類試題通常是給出限

16、定的實驗裝置、反應條件、實驗現象和有關數據,要求考生根據實驗原理及試題中所給予的信息,結合元素化合物知識,選用儀器藥品,正確認識、選擇裝置,說明裝置中某些儀器的作用,描述實驗現象,寫有關化方程式,進行數據分析.指出實驗中必須注意的某些問題等等,主要考查考生的觀察能力與分析綜合及評價的能力?？荚囀Х贮c【例5】(2006年全國卷I題28. 在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當的學化試劑和實驗用品。用上圖中的實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。A是制取CO2的裝置。寫出A中發生反應的化學方程式填寫表中空格 .寫出過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式.試管F中收集滿氣體后,下一步

17、實驗操作是【易錯點分析】本題的關鍵在于實驗的目的是驗證過氧化鈉作為供氧劑表現出來的性質,由于過氧化鈉與二氧化碳和水都能反應產生氧氣故水不必除去(呼出的氣體兩者就有?？忌驗閷⑺魵庥肬型管除去,使得整個答題一錯再錯。因理解“下一步”不到位,如沒有考慮防止水倒吸(沒有移出導管,關閉分液漏斗活塞步驟,只有檢驗氧氣的步驟和結論而失分。另外,分子式書寫錯誤、氧氣的檢驗和氫氣相互混淆等等【解】命題意圖是驗證Na2O2的性質(所謂供養劑是因其與水或二氧化碳反應能提供氧氣。考查常見氣體(CO2的實驗室制法、除雜(飽和NaHCO3溶液、性質(與Na2O2的反應綜合應用能力。本題涉及CO2實驗室制法,實驗室用碳

18、酸鈣和鹽酸反應指取CO2所得氣體中,由于鹽酸具有揮發性,所制備氣體中含有氯化氫氣體和水蒸汽,氯化氫氣體也會與過氧化鈉反應,因此需要用飽和碳酸氫鈉溶液進行洗氣,以除去HCl氣體,水蒸汽和CO2氣體都會與過氧化鈉反應生成氧氣,所以不必除去水蒸汽,緊接著,讓含有少量水蒸汽的CO2氣體通到過氧化鈉(除了凈化除雜外氣相固相反應時往往氣體會過量進行反應,然后用氫氧化鈉除去未反應的CO2,最后用排水法收集氧氣,進行檢驗。不難看出題目涉及知識點都來自課本中的主干知識,要求學生在備考時一定要重視課本。并規范答題。答案:(1CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2(2B 飽和NaHCO3除CO2中的HCl

19、C Na2O2粉末反應物D NaOH溶液除去未反應的CO2(32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(4把E中的導管移出水面,關閉分液漏斗活塞,用姆指堵住試管口,取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內,木條復燃,證明試管中收集的氣體是氧氣。課堂反饋1.實驗室氣體制備方法的延伸:某課外活動小組欲利用右圖裝置和下列試劑制取少量氧氣、氯氣和氨氣;A.濃H2SO4B.濃鹽酸C.食鹽D.MnO2E.KClO3F.H2O2G.濃氨水H.KMnO4 I.CaO。試用各試劑序號回答:若要快速制備少量氧氣,應選擇;若要快速制備少量氯氣,應選擇;若要快速制備少量氨氣,應選擇。2.按下列實驗方法制備氣體,合

20、理而又實用的是(1998年全國高考題A.鋅粒與稀硝酸反應制備H2B.向飽和氯化鈉溶液中滴加稀硫酸制備HClC.亞硫酸鈉與濃硫酸反應制備SO2D.大理石與濃硫酸反應制備CO23.已知NH3難溶于CCl4,如圖所示,下列裝置中,不宜于NH3氣體尾氣吸收的是( 4.(05上海,21碳跟濃硫酸共熱產生的氣體X和銅跟濃硝酸反應產生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置,下列有關說法正確的是A.洗氣瓶中產生的沉淀是碳酸鋇B.在Z導管出來的氣體中無二氧化碳C.洗氣瓶中產生的沉淀是硫酸鋇D.在Z導管口有紅棕色氣體出現5、如果只有燒堿、鹽酸、大理石、硝酸鈉、銅片、蒸餾水,從欠缺試劑的角度看,無法

21、進行的實驗項目是A.制純堿B.制氯化銅C.制氫氣D.制發煙硝酸6、1,2 - 二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18 g·cm-3,沸點131.4,熔點9.79,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑.在實驗室中可以用下圖所示裝置制備1,2- 二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水 填寫下列空白:(1寫出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個化學反應方程式._(2安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進行時試管d是否發生堵塞.請寫出發生堵塞時瓶b中的現象._.(3容器c中NaOH溶液的作用是:_.(4某學生在做此實

22、驗時,使用一定量的液溴,當溴全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因.7、今有下列氣體:H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用右圖裝置進行實驗,填寫下列空白:當燒瓶干燥時,從A口進氣可收集的氣體是_ 當燒瓶中充滿水時.可用來測量等氣體的體積。當燒瓶中裝入洗液,用于洗氣時,氣體應從口進入燒瓶。8、某學生利用氯酸鉀分解制氧氣的反應,測定氧氣的摩爾質量.實驗步驟如下(2001年全國高考題把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥試管中,準確稱量,質量為ag. 裝好實驗裝置檢查裝置氣密性加熱,開始反

23、應,直到產生一定量的氣體停止加熱(如圖,導管出口高于液面 測量收集到氣體的體積準確稱量試管和殘留物的質量為bg 測量實驗室的溫度把殘留物倒入指定的容器中,洗凈儀器,放回原處,把實驗桌面收拾干凈處理實驗數據,求出氧氣的摩爾質量回答下列問題:(1如何檢查裝置的氣密性?(2以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟;調整量筒內外液面高度,使之相同;使試管和量筒內的氣體都冷卻到室溫;讀取量筒內氣體的體積.這三步操作的正確順序是: 。(請填寫步驟代號(3測量收集到氣體體積時,如何使量筒內外液面的高度相同?(4如果實驗中得到的氧氣體積是c L(25、1.01×105Pa,水蒸氣的影響忽略不計,氧

24、氣的摩爾質量的計算式為(含a、b、c,不必化簡:M(O2=參考答案(二、裝置基本類型 幾種氣體制備的反應原理 要點1:氣密性的檢查 2 一般固體干燥劑或吸收劑填入干燥管中; 課堂反饋練習:1、【解】:本實驗題考查的是非常規的實驗室制備氣體方法,用啟普發生器裝置制備氧氣、氫化氫和氨氣,打破了傳統的氣體制備方法。參考答案:(D(F(A(B(G(I2、【解】:鋅粒與硝酸反應不能制備H2,只能生成氮的氧化物;HCl氣體是固體氯化鈉與濃硫酸共熱而制取;大理石與濃硫酸反應生成微溶的CaSO4,CaSO4覆蓋在大理石上,而使反應實際上停止。答案:C3、【解】氨氣是種極易溶于水的氣體,圖B裝置中直接插入水中的

25、導氣管內體積小,氨氣易溶于水引起倒吸;A、D裝置中入水上部體積大,如果發生倒吸水和入水管就會脫離,水在管中作忽上忽下運動。題目中給出了NH3難溶于CCl4卻能被上層的水吸收。答案是B4、【解】A是錯誤的生成碳酸鋇在酸性溶液中不存在,X是SO2CO2,Y是NO2,兩者通入水中時氧化還原,產生硫酸與NO,硫酸根離子與鋇粒子產生沉淀,NO在試管口遇到空氣變成紅棕色的NO2答案:C D5、【解】:考查學生對無機物相互反應知識的掌握情況和物質制備中運用上述知識的能力。了解各物質的制備反應是解本題的關鍵。制純堿,可用CO2和燒堿,而CO2可由鹽酸與大理石反應制得;制氯化銅,可用銅與氯氣反應,氯氣可由電解鹽

26、酸制得;制氫氣,可用電解水的方法;但制發煙硝酸,需要濃硫酸與硝酸鹽反應,而此題中未提供濃硫酸,由上述試劑也不能制出濃硫酸,故無法實現。答案:D【分析】:如果想不到可用電解法,可能會以為無法制得Cl2、H2而導致錯選B或C。也有的同學不知發煙硝酸是什么而造成錯選。發煙硝酸通常指85%以上的硝酸,它會因逸出N2O5而與空氣中的水蒸氣結合形成酸霧,故得此名。發煙硝酸可由向稀硝酸中加入濃硫酸作吸水劑,再蒸餾制得。6、【解】:本題是是一道綜合性的的實驗簡答題,意在考查學生的觀察能力、實驗能力和思維能力。解題時依據試題信息,細心觀察實驗裝置圖,善于聯系已經掌握的基礎知識,進行知識的遷移,發散思維,用準確的化學語言來解答實際問題。本題的正確答案及評分標準為:(1CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br (每式1分,共2分(2b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出. (2分(3除去乙烯中帶出的酸性氣體.或答除去CO2、SO2. (2分(4原因:乙烯發生(或通過液溴速度過快實驗過程中,乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達到170(答"控溫不當"亦可(兩點各2分,共4分.答其它原因不給分也不扣分7、【解】:(1本題考查學生思維的敏捷性。用排空氣法來收集氣體要注意氣體的密度。由于H2、CH4