高考化学新一轮总复习（考点突破+题型透析+实验探究+学科方法）101 常见气体的实验室制法课件

第十章化学实验与化工流程第一讲第一讲 常见气体的实验室制法常见气体的实验室制法考点一常见气体的实验室制法考点突破 由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台摆酒精灯固定铁圈放置石棉网固定圆底烧瓶)。1气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 从左到右(如制氯气：发生装置净化装置收集装置吸收装置)。1气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。1气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 (3)其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。(2)加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 2常见气体制备的发生装置选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下：实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 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等试管要干燥试管口略_试管底加热时先_再固定加热用KMnO4制取O2时，需在管口处塞一小团_低于预热棉花实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液加热型或液、液加热型Cl2等加热烧瓶时要隔_反应物均为液体时，烧瓶内要加_石棉网碎瓷片实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液不加热型使用长颈漏斗时，要使漏斗下端_液面以下启普发生器只适用于_固体和液体反应，且气体不溶水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制_O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等插入块状液体流速实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 3.气体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_收集的气体密度比空气_，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应收集的气体密度比空气_且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应不与水反应且难溶于水大小实验探究高考演练 课时训练 考点一常见气体的实验室制法考点突破 3.气体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装置 适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3实验探究高考演练 课时训练 题组气体制备的方案探究1(2012高考山东卷)无水AlCl3(183 升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。考点突破 考点一常见气体的实验室制法装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是_。F中试剂的作用是_。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_。实验探究高考演练 课时训练 解析：B中NaCl溶液的作用是除去Cl2中混有的HCl，F中试剂的作用是防止G中的水蒸气进入E中，使AlCl3遇H2O反应产生大量白雾；用一件仪器装填适当试剂可起到F和G的作用，所加试剂应既能防止水蒸气进入E又能吸收尾气Cl2，故可装填碱石灰。考点突破 考点一常见气体的实验室制法实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究1(2012高考山东卷)无水AlCl3(183 升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是_。F中试剂的作用是_。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_。碱石灰(或NaOH与CaO混合物)除去HCl气体吸收水蒸气实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究2(2014济南模拟)N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。【查阅资料】N2的制法有下列三种方案：方案1：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。方案2：加热条件下，以NH3还原CuO可制得N2，同时获得活性铜粉。方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究【实验准备】以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(有的夹持和加热仪器未画出)。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究【分析交流】(1)若以方案1制得N2，应选择的发生装置是_。(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是(填写序号)_。获得N2的反应原理是(写反应方程式)_。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究(3)若以排水法收集N2，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法，其原因是_。你提出的收集方法是_。(4)上述三个方案中，制得的N2纯度最差的是_。在N2纯度要求不甚严格的情况下，有人建议将方案2和方案3结合使用，你认为其优点是_实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法解析：采用反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关，方案1为加热两种液态物质，符合此条件的只有A设备。方案2为固体和气体的反应，反应器应选择B，但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，选择E，但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰来干燥，反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以除去氨气。排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。因此利用可以直接排空内部空气的装置来收集氮气。方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理，空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体，因此不纯净。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法答案：(1)A(2)EDBC2NH33CUO=3CUN23H2O(3)N2的相对分子质量28与空气的平均相对分子质量相近(用气体密度大小比较回答问题也可)用气囊收集(其他合理答案也可)(4)方案3CUO和CU可循环利用，节省药品实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究3(2012高考大纲卷)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。 装置B、C、D的作用分别是：B_；C_；D_。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究(2)在实验室欲制取适量NO气体。如图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)；实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法题组气体制备的方案探究 根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：简单描述应观察到的实验现象_选项应加入的物质所起的作用A B C D 实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法解析：(1)KMnO4与浓盐酸发生反应：2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。装置B采用向上排空气法收集Cl2，装置C起安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入B中。Cl2具有毒性，装置D中NaOH溶液用于吸收多余的Cl2，防止污染环境。(2)实验室制取NO气体通常用铜与稀硝酸反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。由于NO易与空气中的O2反应生成NO2，不宜用排空气法收集NO气体，应用排水法收集NO，故装置和错误。装置和比较，更简单，A中Cu与稀硝酸反应生成NO气体，B中盛满水，用排水法收集NO。实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法答案：(1)向上排空气收集氯气安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境(2)选项应加入的物质所起的作用A铜屑和稀硝酸制取NO气体B水排水收集NO气体C 主要是接收B中排出的水D 实验探究高考演练 课时训练 考点突破 考点一常见气体的实验室制法反应开始时，A中铜屑表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中实验探究高考演练 课时训练 物质制备是中学化学试验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验题，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学试验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考命题者的青睐。考点突破 考点一常见气体的实验室制法实验探究高考演练 课时训练 解答此类试题的一般程序是第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用；第三，通读问题，整合信息作出答案，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识作出正确答案。考点突破 考点一常见气体的实验室制法实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 1常见气体的净化方法和净化装置(1)常见气体的净化方法：气体的净化可分为物理方法和化学方法。 遵循的原则：不损失主体气体，不引入新杂质。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 物理方法：a液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。b水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3；利用与H2O的反应从NO和NO2的混合气体中除去NO2。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 化学方法：a氧化还原法：除去混合气体中的O2通过灼热的铜丝网；除去H2、CO等通过灼热的_。b酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去_。c沉淀法：除去CO2中的H2S可利用_溶液，_。CuOCO2CuSO4H2SCuSO4=CuSH2SO4实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (2)常见净化装置：a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b装置一般盛液体试剂，用于洗液。c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (3)常见干燥剂： 液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸(_性、_性)无水氯化钙(_性)碱石灰(_性)不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HI等NH3Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等中碱酸强氧化性实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 2.尾气的处理(1)转化处理：对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液_溶液或NaOH溶液CuSO4水水或浓硫酸点燃与O2混合后通入NaOH溶液(2)直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (3)尾气处理装置： 在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (3)尾气处理装置：某些可燃性气体可用点燃或转化的方法，如图丙，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (3)尾气处理装置：收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如_等。CH4、C2H4、H2、CO实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。实验探究高考演练 课时训练 题组一气体的净化1(2014东北联考)为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图选择合适的装置并连接。合理的是()AaaddeBbbddgCccddg Dddccf解析： 根据CO2中混有的气体是HCl和H2O，选择先通过NaHCO3再通过浓硫酸洗气，洗气装置长进短出，采用向上排空气法收集。考点突破 考点二气体的净化与尾气吸收C实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收2(2014福建省名校高三模拟考试)如图把气体通过盛有足量试剂的瓶A，在试管B中可以观察到明显现象的是()考点突破 题组一气体的净化选项气体试剂瓶A试管BASO2、CO2KMnO4溶液品红溶液BCl2、HCl浓硫酸KI淀粉溶液CNH3、CO2浓硫酸酚酞试液DC2H4、CH4KMnO4溶液溴的CCl4溶液实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 解析：选B。SO2、CO2先通入KMnO4溶液，SO2被KMnO4氧化，再通入品红溶液，无明显现象，A项错误；Cl2、HCl与浓硫酸不反应，再通入KI淀粉溶液，发生反应：2KICl2=2KClI2，浓粉遇I2变蓝，B项正确；NH3、CO2先通入浓硫酸，NH3被吸收，再通入酚酞试液，无明显现象，C项错误；C2H4、CH4先通入KMnO4溶液，C2H4被氧化，再通入溴的四氯化碳溶液，CH4能溶解，无明显现象，D项错误。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收3(2014南平模拟)实验室制备氯气可用下面两种方法：方法一：MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O方法二：2KMnO416HCl(浓)=2MnCl22KCl5Cl28H2O考点突破 题组一气体的净化实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收实验室中利用“方法二”制备氯气，为了制备、收集干燥和纯净的氯气，所需的发生装置是_(从图中甲、乙、丙、丁、戊五组装置中选取)；按照气流方向正确的装置连接顺序是_(用装置中进气口、出气口的小写字母表示)；装置丁盛装的溶液是_，为了防止实验过程中造成污染，需要将尾气进行正确处理，方法是将装置戊中逸出的气体通入到某种溶液中，写出该反应的离子方程式： _。考点突破 题组一气体的净化实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 解析：由实验原理(方法二)可知：所选用气体发生装置不能用于加热，故选择乙装置。由实验目的可知：丙装置用于干燥Cl2；丁装置用于净化除杂，即除去Cl2中的HCl；戊装置用于收集Cl2，用向上排空气法收集Cl2，则导气管应“长进短出”。答案：乙befdchg饱和NaCl溶液Cl22OH=ClClOH2O实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收4(2014衡水模拟)可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是()H2SHClNH3Cl2SO2C2H4A和 B和 C和 D和考点突破 题组二气体的尾气处理H2S和NH3不能用浓H2SO4干燥，C2H4不能用排空气法收集，Cl2应用NaOH溶液进行尾气处理。B实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收5(2014沧州质检)从固体混合物A出发可以发生如图所示的一系列变化：考点突破 题组二气体的尾气处理实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收(1)在实验室中常用反应制取气体C。若要收集气体C，可选择下图装置中的_(填空字母)。考点突破 题组二气体的尾气处理实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收(2)操作的名称是_，在操作中所使用的玻璃仪器的名称是_。(3)写出下列反应的方程式：反应的化学方程式： _，反应的化学方程式： _。考点突破 题组二气体的尾气处理实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收(4)在实验室中，要获得干燥纯净的黄绿色气体F，可以将它通过下图中的装置，其中瓶中盛放的是_，瓶中盛放的是_。 考点突破 题组二气体的尾气处理实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收(5)实验中必须吸收多余的气体，以免污染空气。下图是实验室用NaOH溶液吸收气体F的装置，合理的装置是_(填选项字母)。考点突破 题组二气体的尾气处理实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 解析：由框图中气体F为黄绿色，可知气体F是Cl2，固体DI(浓溶液)Cl2，则固体D为MnO2，I为HCl，由转化关系知G为H2，结合元素化合物知识推知E为活泼金属氯化物，推测A为KClO3与MnO2的混合物，加热产生气体C为O2，E为KCl，H为KOH。所以(1)中由于O2不易溶于水、比空气的密度大，故收集O2可用向上排空气法或排水法，即装置A和B。(2)操作的名称是过滤；过滤所用的玻璃仪器为漏斗、烧杯和玻璃棒。实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 (3)2KClO3=2KCl3O2；MnO24HCl(浓)=MnCl22H2OCl2。(4)要获得干燥纯净的黄绿色气体Cl2，先用饱和食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去H2O。(5)Cl2在NaOH溶液中溶解度不大，不用防倒吸，B、C两个装置都可以防倒吸。MnO2实验探究高考演练 课时训练 考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 答案：(1)AB(2)过滤漏斗烧杯、琉璃棒(3)2KClO3=2KCl3O2MnO24HCl(浓)=MnCl22H2OCl2(4)饱和食盐水浓H2SO4 (5)AMnO2实验探究高考演练 课时训练 要点提取1明确气体制备中的4个装置发生装置净化装置收集装置尾气处理装置考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 实验探究高考演练 课时训练 要点提取2牢记常见气体实验室制法的6个反应原理(1)O2：2H2O2=2H2OO2。(2)H2：ZnH2SO4=ZnSO4H2。(3)CO2：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。MnO2考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 实验探究高考演练 课时训练 要点提取2牢记常见气体实验室制法的6个反应原理(4)Cl2：MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。(5)NH3：2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O。(6)SO2：Na2SO3H2SO4(浓) =Na2SO4SO2H2O。考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 实验探究高考演练 课时训练 要点提取3掌握气体制备的发生装置、干燥方法、收集方法(1)三类发生装置： 固固 气体、 固(或液)液 气体、 固(或液)液 气考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 实验探究高考演练 课时训练 要点提取3掌握气体制备的发生装置、干燥方法、收集方法(2)三类干燥剂：酸性干燥剂(浓H2SO4)、碱性干燥剂(碱石 灰)、中性干燥剂(无水CaCl2)。(3)三类气体收集方法：排水法、向上排气法、向下排气法。考点二气体的净化与尾气吸收考点突破 实验探究高考演练 课时训练