备考2020高考化学第一轮复习 第1章 物质的量 第1节 化学实验基本方法(3)——气体制备实验学案

备考2020高考化学第一轮复习 第1章 物质的量 第1节 化学实验基本方法(3)——气体制备实验学案

第一节 化学实验基本方法(3)——气体制备实验 一、总述：‎ ‎1．制备气体种类：H2 、O2 、CO2 、NH3 、NO 、NO2 、SO2 、Cl2 、HCl 、C2H4 、C2H2 。‎ ‎2．操作顺序：连 → 检 →装 →开 →收 →拆 。‎ ‎3．装置顺序（从左到右）：（鼓 →）制 →安 →净 →收 →尾 。‎ ‎⑴鼓气：考虑问题——制气前通气目的。制气后通气目的。‎ ‎⑵制气：考虑问题——三种制气装置类型特点及选择；检验气密性方法。‎ ‎⑶安全：考虑问题——防倒吸；防堵塞；临时贮存气体。‎ ‎⑷净化：考虑问题——净化装置；净化试剂；净化顺序。‎ ‎⑸收集（验证）：考虑问题——收集方法；测量体积；测量质量；验证性质。‎ ‎⑹尾气处理：考虑问题——防污染；防倒吸；防外界气体进入。‎ 二、制气装置（发生装置）‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎④‎ ‎③‎ 变形为 ‎1.固体（液体）+ 液体气体（烧瓶制气）‎ ‎⑴装置特征是都有 ，分液漏斗的下端口 ,不能 。‎ 可制备气体：O2 、NH3 、NO 、NO2 、SO2 、Cl2 、HCl 、C2H4 、C2H2 。‎ ‎⑵检验气密性方法Ⅰ：‎ ‎①关 ，‎ ‎②加 ， ‎ ‎③待 。表示气密性良好。‎ 10‎ ‎⑶加热时烧瓶中液体不多于 ，不少于 。‎ ‎⑷有时烧瓶采用液浴加热方式，‎ 低于‎100℃‎时常用 ，高于‎100℃‎时常用其它 。‎ 液浴加热目的是： 。‎ ‎⑸变形后的这组装置中：‎ ‎①组发生装置不需 ，操作简单。可制备气体：O2、SO2、NO、NO2、C2H2。‎ ‎②组发生装置中胶管作用： 。‎ ‎③组发生装置常用于制C2H4，温度计 ，温度计作用 。‎ ‎④组发生装置常用于蒸馏，温度计水银球 ，温度计作用 。‎ ‎2.块状固体+液体气体（启普发生器制气）‎ 变形为 ‎⑴装置特征是：有 ，下端口 。‎ 导气管有活塞可以控制反应 .。‎ ‎⑵检验气密性：‎ ‎①关 ，‎ ‎②加 ，‎ ‎③待 ，表示气密性良好。‎ ‎⑶右面这三种装置在检验气密性：‎ ‎①关 ，‎ ‎②加水于长颈漏斗（或烧杯、左侧玻璃管）中至没过长颈漏斗（干燥管）下端口/ 充满玻璃管底部，‎ ‎③待继续加水时，长颈漏斗与试管中(或:干燥管与烧杯中/左右两玻璃管中) ，表示气密性良好。‎ 10‎ ‎⑷有时在长颈漏斗下端放一小试管（如右图），目的是 。‎ ‎3.固体+固体气体（试管口下倾制气） ‎ 棉花2‎ 棉花1‎ 变形为 ‎⑴可以制备的气体：O2、NH3。装置特点是 。‎ ‎⑵检验气密性：①“关”： ，‎ ‎②“加” ，‎ ‎③“待” ，证明气密性良好。‎ ‎⑶若用排水法收集气体，实验结束时，先 ，再 ，最后再 。‎ ‎⑷棉花1作用：若是收集NH3时， 。‎ ‎⑸棉花2作用：若是加热KMnO4制氧气时， 。‎ 若是制乙炔有液态反应物，仪器口向上时， 。‎ ‎②导管 左侧有气泵 ‎4.制气装置前的鼓气装置 ‎⑴制气前鼓气，目的是 。‎ ‎⑵制气后鼓气，目的是 。‎ ‎⑶洗气瓶的作用是 。‎ ‎⑷若 ，则制气装置前必须连接鼓气装置；‎ 若 ，则制气装置前不可以连接鼓气装置。‎ ‎5.如图装置，洗气瓶有两个进气管，一个出气管 设瓶中液体为浓硫酸，其作用有三：‎ 气体 ‎⑴ 气体； ‎ ‎⑵通过瓶中上部空间使两种气体 ； ‎ ‎⑶通过调节气泡速率控两种气体的 。‎ 10‎ ‎1．如图装置能很方便地测出产生气体的 ，再结合 ，则能测定某个化学反应的速率。检验该装置气密性方法为：‎ ‎① ；‎ ‎② ；‎ ‎③ ，证明气密性良好。‎ ‎2．检验气密性练习：‎ ‎①关 ，‎ ‎②加 ，‎ ‎③待 ，表示气密性良好。‎ ‎3．检验气密性练习：‎ A ‎ B ‎ C ‎ D ‎ 10‎ 方法1： ‎ ‎① ；‎ ‎② ；‎ ‎③ 。‎ 方法2：‎ ‎① ；‎ ‎② ；‎ ‎③ 。‎ 二．安全装置 ‎1．安全装置之一：‎ ‎⑴装置特点是 。‎ 其作用是 和 。‎ ‎⑵此类装置一般连在 与 之间。‎ ‎2．安全装置之二：‎ ‎⑴在前面所述装置的基础上，另有一个长颈漏斗(或长导管连接另一个试剂瓶)。该装置作用有三：‎ 防 ；‎ 防 ；‎ 导管右侧有活塞时， 。‎ 若右侧某处导管堵塞，可观察到现象是： ，‎ ‎， 。‎ ‎⑵第三个装置，可以除掉气体中的杂质，同时兼起安全瓶作用。 （能/不能）防倒吸。能够防 　 和 。‎ 10‎ 三、净化装置 ‎1．液体净化试剂：‎ ‎⑴洗气瓶中只能装 试剂。‎ ‎①盛水，用于吸收 。‎ ‎②一些酸式盐溶液，用于吸收较强的酸性气体。如：‎ 除Cl2中的HCl用 ；‎ 除SO2中的HCl用 ；‎ 除CO2中的HCl及SO2用 ；‎ 除H2S中的HCl用 。‎ ‎③碱溶液，用于吸收 ，如吸收CO2 、NO2 、SO2 、H2S 、Cl2 、HCl 等气体。‎ ‎④浓硫酸，用于 。浓硫酸不能干燥 。‎ ‎⑵洗气瓶必须从 管进气 管出气，液体 。‎ ‎⑶多种杂质要一一除去时,先除 的气体,后除 的气体,最后除 。‎ ‎2．固体净化试剂：‎ ‎⑴干燥管和U形管中只能装 试剂。‎ ‎①氯化钙，用于 ，不能干燥 。‎ ‎②碱石灰，用于 ；不能干燥 。‎ ‎③无水硫酸铜，用于 ，不能 。‎ ‎⑵干燥管必须从 口进气 口出气,而U形管进气出气无方向性。‎ ‎3．需加热除杂的试剂：‎ ‎⑴加热除杂情况，如盛装 除O2；盛装 除CO、H2等。‎ ‎⑵一般连在干燥装置之 ，以确保仪器不炸裂。‎ 四、气体收集装置 ‎1．排液体法：‎ 变形为 10‎ ‎⑴排水法收集的气体有：H2、O2、NO、CH4、C2H2、C2H4 等在水中溶解度 的气体。‎ ‎⑵排特殊溶液收集：Cl2 ；SO2 ；‎ CO2 ；H2S 。‎ ‎⑶后三个装置除排水收集之外,还有 作用。若测量可溶于水的气体体积，需要 。在正确读数之前，要注意的是：‎ ‎①恢复 ；‎ ‎②保持 。‎ ‎③读数时要 。‎ ‎2．向上排气法收集（设气流从左向右）：‎ ‎⑴装置特点是进气管口在 ，出气管口在 。‎ ‎⑵可收集 气体。如：‎ 收集Cl2、HCl、SO2、H2S、NO2 等气体。‎ ‎3．向下排气法收集：‎ 棉花 ‎⑴装置特点是进气管口在 ，出气管口在 。‎ ‎⑵可收集 气体。如：‎ 收集 H2、NH3、CH4等气体。‎ ‎⑶管口棉花作用： 。‎ ‎⑷验满方法是：（以NH3为例） 。‎ 五、 尾气处理装置 ‎1．液体吸收 ‎⑴导管直接通入液体中，可用于吸收 气体，如Cl2。‎ ‎① （能/不能）防倒吸；‎ ‎② （能/不能）防止污染空气。‎ ‎⑵带安全装置吸收方法。可用于吸收溶解性 的气体。如HCl、NH3。‎ ‎①漏斗口 。‎ ‎②能防止因 产生的倒吸。‎ 10‎ ‎③能防止因体系 产生的倒吸。‎ ‎⑶两层液体吸收方法。用于吸收溶解度 气体，如HCl、NH3。‎ ‎①上层为水，下层为CCl4，导管插入 。‎ ‎②能防止因 产生的倒吸。‎ ‎③不能防止因体系 产生的倒吸。‎ ‎2．固体吸收 ‎⑴用固态试剂吸收有污染气体，如碱石灰可吸收 如SO2、HCl、Cl2等。‎ ‎⑵若此装置连在尾气吸收之处,可能有两种作用：‎ ‎① ；‎ ‎②防止 。‎ ‎⑶若有两个干燥管连续使用，其作用是 第一个干燥管 。‎ 第二个干燥管是 。‎ ‎3．点燃或气球吸收 ‎⑴导管中尾气通入燃着的酒精灯火焰中，‎ 吸收 气体，如CO。‎ ‎⑵一般地用一个空的气球，吸收 气体，然后另行处理。‎ ‎1．工业上,向500～‎600℃‎的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为 　,装置B中加入的试剂是 　 。‎ ‎(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取 　。尾气的成分是 　。若仍用D装置进行尾气处理,存在的问题是 　　、 　　　　。‎ ‎(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是 　　。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先 　,再 　　。‎ 10‎ 第三节 气体制备实验参考答案：‎ ‎【基础落实】‎ 一、总述：‎ ‎2. 接装置 验气密性 试剂 始反应 集或验证 除装置 ‎3. 气装置 气装置 全装置 化装置 集（验证）装置 气处理装置 二、制气装置（发生装置）‎ ‎1.⑴ 分液漏斗 永远悬在液面上 插入液面下 ‎⑵闭分液漏斗活塞 ，将导管末端口浸没水中 ‎ 热烧瓶，导管末端有气泡 ‎ 停止加热后，导管末端有一段 稳定的高于液面的水柱 ‎⑶容积的2/3 容积的1/3 ⑷水浴加热 油浴加热 受热均匀，便于控制温度 ‎⑸①加热 ②平衡分液漏斗上下气压，促使分液漏斗中液体顺利流下 ‎ ‎③水银球插入反应物液面下 测反应混合物温度 ‎④与蒸馏烧瓶与支管口平行 蒸馏出气体温度 ‎2. ⑴长颈漏斗（或者相当于长颈漏斗的装置） 插入液面下形成液封 随时开始，也能随时停止 ‎⑵闭导管处活塞 ‎ 水于长颈漏斗中至浸没下端口 ‎ 继续加水时，长颈漏斗与启普发生器中有一段稳定的液面差 ‎⑶闭导气管处活塞 有一段稳定的液面差 ‎⑷防止部分气体从长颈漏斗逸出 ‎3.⑴ 试管口略下倾 ‎⑵将导管末端口浸没水中（关闭出气口） ‎ 加热试管，导管口有气泡产生 ‎ 待停止加热后，导管末端有一段 稳定的水柱 ‎⑶取出集气瓶 撤出导气管 熄灭酒精灯 ‎ ‎⑷减缓气体对流速度，使收集的气体更纯净 ‎⑸防止KMnO4粉末进入导管而使导管发生堵塞 防止实验中产生的泡沫涌入导管发生堵塞 ‎4.⑴通入××排净体系中空气 ‎⑵把装置中产生的××气体全部排出 ‎⑶除去空气中的某种成分（如CO2、H2O），防止它进入装置 ‎⑷实验中欲测产生气体的质量 实验中欲测生成气体的体积 ‎5. 干燥 充分混合 比例关系 ‎【对点训练】‎ ‎1．体积 一个计时设备 关闭分液漏斗活塞 将注射器活塞向外拉出一段距离 待一段时间后松手，活塞能回复到原位置 ‎2．闭分液漏斗活塞 , 关闭导管处活塞 水于长颈漏斗中至浸没下端口 继续加水，长颈漏斗与锥形瓶中有一段稳定的液面差 ‎3．关闭分液漏斗活塞，向B、D中加水浸没导管口，打开活塞K 加热A中的圆底烧瓶，D中导管有气泡冒出 待停止加热，关闭活塞K后，D中导管有一段稳定的水柱，B中长颈漏斗口会产生稳定的气泡 关闭K，关闭分液漏斗活塞，把D导管口放入水中 向B中长颈漏斗中加水，若长颈漏斗与B中产生稳定的液面差，表明K前面的装置气密性良好 加热C，若D处出现气泡，停止微热，D处导管产生一段稳定的水柱，表明这部分气密性良好 ‎【基础落实】‎ 二．安全装置 ‎1．⑴进气管口和出气管口位置都较高 防止倒吸 保证气流平稳 ⑵制气装置 净化装置 ‎2. ⑴防倒吸 右侧导管堵塞产生危险 临时贮存气体 瓶中液面下降，漏斗中液面上升 ‎ 10‎ ‎⑵导管堵塞产生危险 临时贮存气体 不能 三、净化装置 ‎1. ⑴液态 HCl或NH3 饱和NaCl 饱和NaHSO3 饱和NaHCO3 饱和NaHS 酸性气体 ‎ 吸收H2O（干燥气体） NH3 、H2S 、HI 、HBr ‎ ‎⑵长 短 不能充得太满 ⑶酸性强 酸性弱 水蒸气 ‎2. ⑴固态 除去水蒸气 NH3 除去酸性气体和水蒸气 酸性气体 检验水蒸气 除去水蒸气（干燥气体） ⑵大 小 ‎ ‎3. ⑴灼热Cu 灼热CuO ⑵后 ‎ 四、气体收集装置 ‎1. ⑴很小 ⑵饱和NaCl 饱和NaHSO3 饱和NaHCO3 饱和NaHS ‎⑶测量气体体积 在水面上加一层植物油 ‎ ‎①体系至常温 ‎ ‎②量筒和水槽 /（试剂瓶和量筒）/(干燥管和滴定管)中液面水平 ‎③平视液面，使凹液面最低处与刻度线相切 ‎2. 下 上 比空气重且不与空气反应 ‎ ‎3.⑴上 下 ⑵比空气轻且不与空气反应 ⑶减缓气体扩散速度 使收集的气体更纯净 ‎ ‎⑷用玻璃棒沾小块红色石蕊试纸靠近导管口，试纸变蓝 五、 尾气处理装置 ‎1. ⑴溶解性不大的气体 不能 能 ‎ ‎⑵很大 刚刚接触液面，不能插入液面太深 溶解度大或反应 温度变化 ‎⑶很大的 下层液体中 溶解度大或反应 温度变化 ‎ ‎2. ⑴酸性气体 ⑵吸收反应产生的气体 ，防止污染空气 空气中CO2或H2O进入装置 ‎⑶用于吸收并测出生成气体质量 防止空气中CO2或H2O进入装置 ‎3. 可燃的有毒 有毒 ‎【对点训练】‎ ‎1．(1) MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O  　, 浓硫酸　 。‎ ‎(2)HCl　 。HCl和H2　 。发生倒吸　 　、可燃性气体H2不能被吸收　　　　。‎ ‎(3) KSCN溶液　　。点燃A处的酒精灯　　,点燃C处的酒精灯　　。‎ 10‎