化学实验 常见气体的制备实验方案的设计与评价.doc

第三节　常见气体的制备　实验设计与评价1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2．掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。 3．能根据实验试题要求，做到：①设计、评价或改进实验方案；②了解控制实验条件的方法；③分析或处理实验数据，得出合理结论；④绘制和识别典型的实验仪器装置图。一、常见气体的制备、收集、干燥与净化 1．常见气体的实验室制备 制取装置 反应原理 收集方法 氧气 二氧 化碳 氢气 氯气 氨气 2．实验室制取气体的装置：实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。中学教材中分为三组： 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 ①试管要干燥 ②试管口略低于试管底 ③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 ①烧瓶加热时要垫石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片 固、液不 加热型 或液、液 不加热型 H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下 ②启普发生器只适用于块状固体与液体反应，且气体不溶于水 ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 3气体收集方法：确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 (1)常见的收集方法 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 收集的气体不与水反应或难溶于水 收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大 收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大 收集装置 适用的 气体 H2、O2、CO、NO、CH4、C2H2、C2H4 Cl2、CO2、NO2、SO2、O2、 H2、NH3 特别提示：(1)排水集气的优点：收集的气体纯度高、易判断是否收集满。 (2)能溶于水且溶解度不大的气体，可采用排饱和溶液的方法收集。如Cl2可采用排饱和食盐水、CO2可采用排饱和NaHCO3溶液的方法。 (3)选择排饱和食盐水法收集Cl2的原因是：①Cl2在纯水中的溶解度较大，且Cl2与水反应，存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO；②饱和食盐水中的Cl－浓度大，使平衡左移，即减少了Cl2的溶解度。 (2)创新的收集装置(思考：根据气体的流向判断收集气体的种类) 4．净化与干燥装置 尾气吸收处理装置有三种：①用倒扣漏斗——____________；②玻璃管——__________________________(如用NaOH溶液吸收Cl2)；③点燃法——________。 (1)设计原则：根据净化药品的状态及条件。 (2)装置基本类型 装置类型 液体除杂剂 (不加热) 固体除杂剂 (不加热) 固体除杂剂(加热) 装置示意图 (3)气体的净化剂的选择：选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用____吸收；②酸性杂质可用________吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用浓硫酸或碱石灰吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质可作为吸收剂。 特别提示：气体制备实验应注意的问题 1．看药品和装置是部分给出还是有剩余。若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充；若有剩余，则应进行筛选和淘汰。 2．题目条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。 3．实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，容易被忽略。 4．药品的名称和仪器的规格。有些题目要求指出药品的名称，这类问题最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。此外也应注意某些仪器的规格。 5．会画简单的实验装置图。 即时训练1下列关于气体制备的说法不正确的是(　　)。 A．用碳酸钠粉末可以制备CO2 B．用铁片和稀硫酸反应制取H2时，为加快产生H2的速率可改用浓硫酸 C．加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3 D．用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同即时训练2实验室里可按如图所示装置干燥、收集气体R，多余的气体用水吸收，R是(　　)。 A．HCl　　　B．Cl2C．CO D．NH3 二、化学实验方案的设计 1．化学实验方案的设计 (1)实验方案应包括的内容 ①实验名称；②__________；③实验原理；④实验用品(仪器、药品及规格)；⑤________(包括实验仪器装配和操作)；⑥__________________