1、第三講 綜合實驗與探究考點1 物質的制備復習資料復習資料P230實驗室制備實驗室制備CO2：氣體制備的一般步驟氣體制備的一般步驟確定實確定實驗原理驗原理和目的和目的選擇選擇實驗實驗裝置裝置發(fā)生裝置除雜裝置干燥裝置性質探究裝置收集裝置尾氣吸收裝置連接連接裝置裝置氣密性檢查氣密性檢查加裝藥品加裝藥品 觀察現象觀察現象記錄數據記錄數據 開始實驗開始實驗 拆卸裝置拆卸裝置 分析得分析得出結論出結論 一、常見氣體的制備原理一、常見氣體的制備原理NH3、O2Cl2、HCl、C2H4C2H2、H2、CO2、SO2、NO、NO2二、常見實驗裝置二、常見實驗裝置類型類型反應反應條件條件發(fā)生裝置圖發(fā)生裝置圖適用適

2、用氣體氣體注意事項注意事項固固+固固加熱加熱試管要干燥試管要干燥試管口略向下傾斜試管口略向下傾斜加熱時先均勻加熱再加熱時先均勻加熱再局部加強熱局部加強熱NH3O21氣體的發(fā)生裝置氣體的發(fā)生裝置類型類型反應反應條件條件發(fā)生裝置圖發(fā)生裝置圖適用氣適用氣體體注意事項注意事項固固(液液)體體與與液液體體加熱加熱Cl2HClC2H4SO2燒瓶加熱時要墊燒瓶加熱時要墊石棉網石棉網反應物均為液體反應物均為液體時，燒瓶內要加碎時，燒瓶內要加碎瓷片瓷片注意：選擇反應裝置一般需從反應物的狀態(tài)、溶解性和反應條件確定制氣裝置類型。類型類型反應反應條件條件發(fā)生裝置圖發(fā)生裝置圖適用氣體適用氣體注意事項注意事項固固(液液)

3、體與體與液體液體不加熱不加熱C2H2H2、CO2SO2NO、NO2O2、NH3使用分液漏斗既可使用分液漏斗既可以增強氣密性，又可以增強氣密性，又可以控制生成氣體的速以控制生成氣體的速率和量率和量使用長頸漏斗，要使用長頸漏斗，要使漏斗下端插入液面使漏斗下端插入液面以下形成液封以下形成液封A裝置只適用于塊裝置只適用于塊狀固體與液體的反應狀固體與液體的反應2凈化裝置凈化裝置(1)氣體凈化的裝置氣體凈化的裝置洗氣瓶洗氣瓶(2)常見的干燥劑常見的干燥劑:U形干燥管形干燥管球形干燥管球形干燥管直形管直形管按性質不同可分為：酸性、中性、堿性干燥劑按性質不同可分為：酸性、中性、堿性干燥劑(3)常見氣體的凈化方

4、法：常見氣體的凈化方法：可分為可分為物理方法和化學方法物理方法和化學方法。遵循的原則：遵循的原則：不損失主體氣體，不引入新雜質不損失主體氣體，不引入新雜質。物理方法：物理方法：a液化法：利用沸點不同從空氣中分離出液化法：利用沸點不同從空氣中分離出N2和和O2。b水洗法：利用溶解度不同從水洗法：利用溶解度不同從N2和和NH3的混合氣體中除的混合氣體中除去去NH3?；瘜W方法：化學方法：a氧化還原法：通過灼熱的銅絲網除去混合氣體中的氧化還原法：通過灼熱的銅絲網除去混合氣體中的O2；通過灼熱的通過灼熱的CuO除去除去H2、CO，金屬，金屬Mg除去除去N2等等。b酸堿法：將酸堿法：將NH3和和CO2的混

5、合氣體通過堿石灰除去的混合氣體通過堿石灰除去CO2。c沉淀法：除去沉淀法：除去CO2中的中的H2S可利用可利用CuSO4溶液，溶液，H2SCuSO4=CuSH2SO4。3收集裝置：收集裝置：根據氣體的根據氣體的密度、水溶性及是否與水或空密度、水溶性及是否與水或空氣中的氣中的O2發(fā)生反應來確定氣體的收集方法。發(fā)生反應來確定氣體的收集方法。收集收集方法方法排水法排水法向上排空氣法向上排空氣法向下排空氣法向下排空氣法收集收集原理原理收集的氣體不與水收集的氣體不與水反應且難溶于水反應且難溶于水收集的氣體密度收集的氣體密度比空氣大比空氣大收集的氣體密度收集的氣體密度比空氣小比空氣小收集收集裝置裝置適用的

6、適用的氣體氣體H2、O2、NO、CO、CH4、C2H2C2H4等等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等等H2、NH3等等4尾氣處理裝置尾氣處理裝置(1)尾氣處理裝置尾氣處理裝置在水中溶解度較小的有毒氣體，多數可通入燒杯中的在水中溶解度較小的有毒氣體，多數可通入燒杯中的溶液中，用某些試劑吸收除去溶液中，用某些試劑吸收除去(如圖甲如圖甲)。如。如Cl2、NO2均可通入均可通入NaOH溶液中除去。溶液中除去。某些可燃性氣體可用點燃或轉化的方法，如圖丙，如某些可燃性氣體可用點燃或轉化的方法，如圖丙，如CO、H2可點燃或通過灼熱的可點燃或通過灼熱的CuO除去。除去。收集法，如圖丁，尾氣也可以

7、采用收集的方法，如收集法，如圖丁，尾氣也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。等。對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應防對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應防止倒吸，典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進圖止倒吸，典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進圖(以以NH3的吸收為例，未注明的液體為水的吸收為例，未注明的液體為水)。隔離式:肚容式:安全瓶式(2)尾氣處理方法尾氣處理方法轉化處理：轉化處理：對有毒、有害的氣體必須用適當的方法予以吸收或點燃對有毒、有害的氣體必須用適當的方法予以吸收或點燃變?yōu)闊o毒、無害的氣體，再排放到空氣中。實驗室中常見有毒變?yōu)闊o

8、毒、無害的氣體，再排放到空氣中。實驗室中常見有毒氣體的處理方法如下表：氣體的處理方法如下表：直接排空處理：主要是針對無毒、無害氣體的處理。直接排空處理：主要是針對無毒、無害氣體的處理。如如N2、O2、CO2等。等。Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液溶液CuSO4溶液或溶液或NaOH溶液溶液水水水或濃水或濃硫酸硫酸點點燃燃與與O2混合混合后通入后通入NaOH溶液溶液5有關氣體制備實驗裝置解題總思路有關氣體制備實驗裝置解題總思路氣體制備的一般步驟氣體制備的一般步驟確定實確定實驗原理驗原理和目的和目的選擇選擇實驗實驗裝置裝置發(fā)生裝置除雜裝置干燥裝置性質探究裝置收集裝置尾氣吸收裝

9、置連接連接裝置裝置氣密性檢查氣密性檢查加裝藥品加裝藥品 觀察現象觀察現象記錄數據記錄數據 開始實驗開始實驗 拆卸裝置拆卸裝置 分析得分析得出結論出結論 先撤導管后先撤導管后熄酒精燈熄酒精燈微熱法，微熱法，液差法等液差法等由下到上由下到上由左到右由左到右先加固體先加固體后加液體后加液體H2、CO還原還原CuO實驗，實驗，先通氣，后加熱先通氣，后加熱 1氣體制備時一般均有多種方法，若制備方法不同，采用的制備裝置也應不同，如制備O2，若采用KMnO4固體加熱制O2，則裝置用固體加熱制氣裝置，若采用H2O2溶液在MnO2催化下制O2，則采用液固制氣裝置。 2棉花團在氣體制取裝置中的作用： (1)加熱K

10、MnO4制備O2時，應在加熱的試管管口放一團棉花，以防止KMnO4粉末隨氣流進入導管。 (2)制取NH3時，藥品要干燥，收集時試管管口常堵一團蘸有稀硫酸的棉花，可以減少對流，增大氨氣的濃度，稀硫酸可以吸收氨氣，防止污染環(huán)境。名師歸納深度探究1(2014天津理綜)實驗室制備下列氣體時，所用方法正確的是()A制氧氣時，用Na2O2或H2O2作反應物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體C制乙烯時，用排水法或向上排空氣法收集氣體D制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣試題調研試題調研調研一 氣體制備除雜裝置及藥品 解析：本題考查氣體的制備，意在考查考生的實驗能力

11、。用過氧化鈉和過氧化氫制備氧氣時，均可采用固液不加熱的制氣裝置，A項正確；氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸，氫氯酸與碳酸氫鈉溶液反應生成CO2，B項錯誤；制乙烯只能用排水法收集，因乙烯密度與空氣密度接近，不能用排空氣法收集，C項錯誤；不能用水吸收制取二氧化氮的尾氣，因為二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染，D項錯誤。 2(2013安徽理綜)實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗，最合理的選項是()選項a中的物質b中的物質c中收集的氣體d中的物質A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH

12、溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液 解析：由題給裝置可知，本裝置可以用于固體和液體不加熱型、收集方法為向上排空氣法、防倒吸型尾氣處理方式的氣體的制取。A項，NH3收集用向下排空氣法，不符合；C項，銅和稀硝酸反應不能產生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D項，用濃鹽酸與MnO2反應制Cl2需要加熱，本裝置不能滿足。 3(2014福建理綜)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗： 實驗一焦亞硫酸鈉的制取 采用下圖裝置(實驗前已除盡裝置內的空氣)制取Na2S2O5。裝置中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應為Na2S

13、O3SO2=Na2S2O5。 (1)裝置中產生氣體的化學方程式為_。 (2)要從裝置中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是_。 (3)裝置用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為_(填序號)。 答案：(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O(或Na2SO32H2SO4=2NaHSO4SO2H2O) (2)過濾(3)d 解析：(1)濃硫酸與亞硫酸鈉發(fā)生復分解反應，可生成二氧化硫。(2)題目明確指出“獲得已析出的晶體”，因此分離方法是過濾。(3)a裝置中含有單孔塞，二氧化硫不能順利進入裝置中，此外其導管口離液面太遠，不利于尾氣的吸收，所以a裝置不合理；二氧化硫在食鹽水和濃

14、硫酸中溶解度不大，所以b、c裝置均不合理；二氧化硫易溶于NaOH溶液，干燥管還可以防倒吸，所以d裝置最合理。 4(2013大綱全國卷)制備氮化鎂的裝置示意圖如下： 回答下列問題： (1)檢查裝置氣密性的方法是_， a的名稱是_，b的名稱是_。 (2)寫出NaNO2和(NH4)2SO4反應制備氮氣的化學方程式 _。 (3)C的作用是_，D的作用是_，是否可以把C與D的位置對調并說明理由_ _。 (4)寫出E中發(fā)生反應的化學方程式_。 (5)請用化學方法確定是否有氮化鎂生成，并檢驗是否含有未反應的鎂，寫出實驗操作及現象_。 解析：(1)檢查裝置氣密性時要先形成一個密閉體系再進行操作，要特別注意回答

15、時必須答出“G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱”。(2)(NH4)2SO4與NaNO2反應產生N2應屬于氧化還原反應中的歸中反應，據此不難寫出該反應的化學方程式。(3)反應體系中有空氣和制備N2過程中產生的一些氮氧化物，用FeSO4飽和溶液的目的是除去這些物質，以免與Mg發(fā)生反應；水蒸氣會影響N2與Mg的反應，故D的作用是除去水蒸氣。(4)鎂是活潑金屬，在加熱條件下能與氮氣反應生成氮化鎂。(5)由于Mg3N2和水反應：Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3，可根據是否有NH3和Mg(OH)2沉淀生成判斷是否有Mg3N2。利用Mg與鹽酸反應產生氫氣來檢驗Mg的存在。 改進創(chuàng)新裝置 (1)固

16、體加熱制氣體的創(chuàng)新 該裝置用于加熱易液化的固體物質的分解，這樣可有效地防止固體熔化時造成液體的流出，如用草酸晶體受熱分解制取CO氣體。多維思考技法提煉 圖3，大試管中的小試管中盛有液體反應物，起液封的作用，防止氣體從長頸漏斗中逸出，這樣設計可節(jié)約試劑。 圖4裝置可通過伸入或拉出燃燒匙，做到控制反應的發(fā)生和停止。 圖5裝置通過傾斜Y形管使液體與固體接觸發(fā)生反應，用于控制反應的進行。 調研二 氣體收集和尾氣處理5以下集氣裝置中不正確的是() 6以下各種尾氣吸收裝置中，不適合于吸收HCl氣體，而且不能防止倒吸的是() 7(2015保定調研)如圖所示為常見氣體制備、分離、干燥和性質驗證的部分儀器裝置(

17、加熱裝置及夾持固定裝置均略去)，請根據要求完成下列各題(儀器裝置可任意選用，必要時可重復選擇，a、b為活塞)。 (1)若氣體入口通入CO和CO2的混合氣體，E內放置CuO，選擇裝置獲得純凈干燥的CO，并驗證其還原性及氧化產物，所選擇裝置的連接順序為_(填代號)。能驗證CO氧化產物的現象是_。 (2)停止CO和CO2混合氣體的通入，E內放置Na2O2，按AEDBH裝置順序制取純凈干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此時，活塞a應_，活塞b應_，需要加熱的儀器裝置有_(填代號)，m中反應的化學方程式為_ _。 (3)若氣體入口改通空氣，分液漏斗內改加濃氨水，圓底燒瓶內改加NaOH固體，E內放置鉑銠合金網

18、，按AGED裝置順序制取干燥的氨氣，并驗證氨的某些性質。 裝置A中能產生氨氣的原因有_ _。 實驗中觀察到E內有紅棕色氣體出現，證明氨氣具有_性。 解析：本題旨在考查氣體制備、凈化及性質實驗，通過一題多變，分別考查了CO性質、CH3CH2OH的催化氧化、NH3的催化氧化，另外還涉及CO(CO2)的凈化及干燥，有毒氣體(CO)的尾氣處理?？疾橹R面較廣。 (1)混合氣體除去CO2干燥CO還原性實驗驗證產物尾氣吸收，即ACBECF。 能驗證CO氧化產物的現象：原混合氣體中CO2被除盡且CO還原性實驗后有CO2生成。 (2)停止CO、CO2氣體通入，圓底燒瓶中的NaOH溶液會部分或全部轉化為Na2CO3或NaHCO3，要制取O2，應關閉a，打開b，H2SO4和圓底燒瓶中Na2CO3(NaHCO3)反應生成CO2,2CO22Na2O2 = 2Na2CO3O2，生成氣體經除雜(除未反應的CO2)