气体的制备和装置的连接.PPT

1、气体的制备和实验装置的连接,高考化学实验专题复习之,按高考要求，考生应掌握的气体主要有： H2、CO2、SO2、O2、NH3、Cl2、C2H4、C2H2、NO、NO2等。,考试要求,一、常见气体实验室制法反应原理,气体,H2O2NH3,反应原理,2KClO3 2KCl+3O2,Zn+H2SO4ZnSO4+H2,KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,2H2O2 2H2O+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O,气体,Cl2CO2C2H4C2H2SO2NONO2,反应原理,2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl

2、2+8H2O,CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O,MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,CH3CH2OH CH2=CH2+H2O,CaC2+2H2OCHCH+Ca(OH)2,Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,一、常见气体实验室制法反应原理,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,（1）固+固 气,1、根据反应物的状态、反应条件选择制备装置,可用于实验室制O2、NH3等,1. 试管口略向下倾斜；,2试管内导管刚好伸出胶塞即

3、可；,3用酒精灯外焰加热。,4最好在导管出口处堵上一团棉花。,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,（2）固+液气,1、根据反应物的状态、反应条件选择制备装置,可用于实验室制CO2、H2等,长颈漏斗下端管口伸入液面以下。,实验室能够用以下仪器组装启普发生器的替代装置？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,（2）固+液气,1、根据反应物的状态、反应条件选择制备装置,可用于实验室制C2H2、SO2、NO、NO2等,还可以用于制H2、CO2、O2、Cl2、NH3等,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,（3）固（液）+液 气,1、根据反应物的状态、反应条件选择制备装置,制Cl2,

4、制C2H4,这段橡胶管起到什么作用？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,2、气体的除杂和干燥,洗气瓶（盛装液态试剂）,干燥管（盛装固态试剂）,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,2、气体的除杂和干燥,干燥装置是必须的吗？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,3、防倒吸装置,（1）吸收易溶于水的气体时要防倒吸,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,3、防倒吸装置,（2）气体连接装置中的防倒吸装置（安全瓶）,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,3、防倒吸装置,练习：以下装置能防倒吸的是（ ）,（A） （B） （C） （D）,B C,二、常见气体实验室制法、收

5、集及尾气吸收装置,3、防倒吸装置,（3）何时需添加防倒吸装置？,例：（08理综）实验开始时缓级通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,4、气体收集装置,（1）排水（或其它液体）法,O2、H2、NO、C2H2、C2H4、Cl2、CO2,排饱和食盐水,排饱和NaHCO3溶液,加一层植物油的作用是？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,4、气体收集装置,（2）向上排空气法,O2、SO2、NO2、Cl2、CO2,棉花,玻璃片,二、常见气体实验室制法、

6、收集及尾气吸收装置,4、气体收集装置,（3）向下排空气法,H2、NH3,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,5、量气装置排水（或溶液）法测体积,要求：气体不溶于水,读取气体的体积之前必须使试管和量筒（或量气管）内的气体都冷却至室温；调整量筒（或量气管）内外液面高度使之相同,若使用此方法时，气体溶于水怎么办？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,5、量气装置排水（或溶液）法测体积,在实验开始前，这段导管中为什么要预先充满水？,二、常见气体实验室制法、收集及尾气吸收装置,5、量气装置,也可以通过测吸收装置（如洗气瓶或干燥管）的增重量来确定气体的质量,二、常见气体实验室制法、收集及尾

7、气吸收装置,6、尾气处理装置,有毒、有害的污染性气体及可燃性气体需要处理,在水中溶解度较小的气体（如Cl2）,易溶于的气体（如NH3、HCl、SO2）,可燃性气体,注意其替代装置,贮气瓶,气球,将多余气体收集贮存起来，以备再用。,三、实验方案的设计和仪器的连接,综合实验制备题的一般思考顺序：反应原理反应物的选择除杂试剂的选择仪器的选择完整实验的组合。,发生装置,净化装置,干燥装置,收集装置,吸收装置,1、装置连接顺序,三、实验方案的设计和仪器的连接,主体实验,是否必须,题中是否要求,结合试题,三、实验方案的设计和仪器的连接,注意导管在装置连接中的使用方法,装药品,防倒吸防氧化措施,仪器拆卸等。

8、,检查气密性,操作顺序一般包括：,仪器连接,三、实验方案的设计和仪器的连接,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,装置气密性的检查是在整套装置连接完毕和未装入试剂之前进行的,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,先要审清题目是检测全套装置，还是其中部分装置气密性；操作时一定要先将被检测装置变成一个密封体系（如关闭开关、导管出口插入水中等），然后改变气压（如加热、注水等），观察现象；回答问题时应先叙述操作方法、步骤，再说观察到的现象，最后由现象得出结论。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法一、加热法：把导管一端浸入水中，用双手捂住烧瓶或试管

9、，导管末端有气泡逸出，把手拿开后，水沿导管上升，形成一段水柱，说明装置不漏气。 当装置构成的密封体系较大，用手捂或热毛巾不易引起空气发生体积变化时，采用酒精灯直接对装置加热。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,例：（2002年广东化学17题）根据下图回答问题：,上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气？,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法二、注水法：启普发生器气密性检查的方法：将导气管上的活塞关闭，球形漏斗内注入一定量的水，使水面达到球形漏斗的球体部位。停止加水后，水面能停留

10、在某一位置不再下降，此时球形漏斗中的水面高度于与容器下部半球体内的水面高度保持比较大的液面差，说明不漏气，若球形漏斗内的液面继续下降，直至液面差消失，说明装置漏气。,操作程序：往体系中加水（液体），观察是否形成稳定的液差,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法二、注水法：（2001年全国理综）用如图所示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？（2）怎样检查装置的气密性？,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法二、注水法： 答案（1）关闭弹

11、簧夹时，反应产生的气体使试管内液面上的压力增加，所以液面下降。 （2）塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法三、带有刻度的注射器类,例：某同学设计的测定样品中纯碱含量的方法如图，检查该装置气密性的方法为 。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法三、带有刻度的注射器类,答案：关闭酸式滴定管活塞，用手捂热烧瓶，若注射器活塞外移，松手后又回到原来位置，说明气密性良好。或关闭滴定管活塞，记下注射器活塞刻度，然后轻拉（

12、推）活塞，松开手后如果注射器活塞能回到原来位置，说明装置气密性良好。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,方法三、带有刻度的注射器类,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,练习：关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？ （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）。判断理由： 。,关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？ （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”），判断理由： 。,三、实验方案的设计和仪器的连接,2、检查装置的气密性,答案：（1）不漏

13、气；由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。（2）无法确定；由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。,三、实验方案的设计和仪器的连接,3、装入试剂，进行实验,注意酒精灯加热的先后次序：必要时需排尽装置中的空气后再进行加热,三、实验方案的设计和仪器的连接,4、如何使气体被充分吸收？,通过控制气体的发生速率等，控制气流的流速，使气流缓和，流速较慢；,如通过控制分液漏斗中液体的滴加量；实验室制C2H2时将水换为饱和食盐水等,三、实验方案的设计和仪器的连接,4、如

14、何使气体被充分吸收？,如果涉及到气体体积或质量的测定，反应结束后，残留在反应装置（包括导管）中的气体也应吹入到吸收装置中；,通过控制气体的发生速率等，控制气流的流速，使气流缓和，流速较慢；,工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl等杂质，下图是通过测定干燥管的增重量来测定产品中Na2CO3质量分数的实验装置。在广口瓶中的反应结束后，要从左边缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是 ；NaOH溶液的作用是 。,三、实验方案的设计和仪器的连接,4、如何使气体被充分吸收？,通过控制气体的发生速率等，控制气流的流速，使气流缓和，流速较慢； 如果涉及到气体体积或质量的测定，反应结束后，残留在反应装置（包括导管）

15、中的气体也应吹入到吸收装置中；,设法增大气体与吸收剂的接触面积。,如：使用颗粒状或粉末状固体，或将其吸附到某种载体上（如石棉绒等）,三、实验方案的设计和仪器的连接,5、整套装置的最后一个装置是做什么的？,（）可能是尾气处理装置。判断方法：,（1）尾气是否需要处理？考虑两个方面：有毒、有害、污染性气体要用合适的吸收剂进行吸收；可燃性气体一般用点燃方法处理。 （2）该装置能否处理掉尾气？如果不能，则不是尾气处理装置。,三、实验方案的设计和仪器的连接,5、整套装置的最后一个装置是做什么的？,（）可能是尾气处理装置。,（）可能是防止外界空气进入的装置。,（1）外界空气是否对前面某个装置中的反应或物质产

16、生影响？如果没有，则不是。 （2）该装置能否阻止空气中的某些成分进入？如果不能，则不是。,此装置可用于做什么？,例：欲测定在干燥空气中已部分氧化的Na2SO3样品中 Na2S03的质量分数，甲、乙两组分别设计并完成实验如下：甲组：称取a g样品，利用下图所示装置（B、C之间导管先充满水），测出A中加入足量较浓H2SO4反应后，量筒C中水的体积VmL。,（1）B、C之间导管先充满水的目的_,排出B、C之间导管中的空气, 减少测量误差,（2）你认为本组实验的Na2S03测定值将偏 _(高、低)，主要原因是_,低,SO2 易溶水 ，部分SO2 溶于了B中的水,(3)简述最简单改进的方法_,B装置中的

17、水面加一层苯（橡皮塞最好用锡箔包住）,苯,锡箔包住,乙组：称取a g样品，利用下图所示装置，测出A中加入足量较浓H2SO4反应后装置C中足量碱石灰增重为b g。,(1)B装置的作用是_,干燥气体，减少测定误差,(2) 你认为本组实验的Na2S03测定值将偏 _(高、低)，主要原因是_,低,SO2比空气重，部分残留A、B 中,(3)简述改进的方法_,增加一个可向A中通入能除去CO2且干燥的空气的装置。,除去CO2且干燥的空气,改进后的装置,思考:,如何操作?,练 习,1、（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装

18、置。应选用的仪器是（填入仪器的编号） 。,（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是 。,a、c、d、e,浓硝酸、水、块状大理石,2、实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解100左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答：,2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是,3）D中反应的化学方程式为：,B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，现开始加热D,1）B中反应的化学方程式为,4）装置（）的主要

19、缺点是,导管易被产品堵塞；尾气排入空气，易造成环境污染,5）装置（）的主要缺点是：,产品易潮解,6）如果选用些装置来完成实验，则必须采取的改进措施是,在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置,3、实验室用甲酸与浓硫酸在加热条件下制取CO气体反应为：HCOOH H2O+CO,请设计一装置以制取干燥纯净的CO气体。,H2SO4 ,4、某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：,粗氧化铜W1g,加过量盐酸过滤,溶液,沉淀 W2g,沉淀W3 g,加入X,溶液,溶液,氯化铜晶体CuCl22H2O,无水氯化铜 W4 g, 、步操作中，所需装置如图所示：,浓H2SO4 碱石灰 A B C D,a、防空气中的水蒸气进入B，而得不到纯的无水CuCl2 b、吸收HCl气体及分解产生的水蒸气。,g,加入y过滤,按气流的方向从左到右的顺序，各装置的连接顺序是 接 接 接,D中发生的反应？ C的作用 ？,5、某学生提出用实验室制氧气（以氯酸钾为原料，二氧化锰作催化剂）的残渣为原料，制无水氯化铜。 试选用实验室中的常用仪器和其他必要的试剂，设计绘画出最简易的实验装置示意图。并标出所用的试剂。,