高考化学一轮专题复习 第十章 第3讲 常见气体的实验室制法课件 新人教版.ppt

第3讲常见气体的实验室制法 考点突破题型透析 学科素养技能提升 考点二气体的净化与尾气吸收 突破物质制备型实验题 考纲要求 第十章化学实验基础 备选素材 考纲要求 1 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 2 能绘制和识别实验仪器装置图 考点一常见气体的制备与收集 知识梳理思维深化 1 气体制备实验的操作顺序 1 仪器安装 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 从左到右 如制氯气 发生装置 净化装置 收集装置 吸收装置 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 2 加试剂顺序固体先放入 液体后滴加 即先固后液 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 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 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 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 低于 预热 棉花 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 石棉网 碎瓷片 插入 块状 液体流速 O2 H2 CO2 SO2 NO NO2 3 气体的收集方法 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 上 下 不与水反应 且难溶于水 大 小 1 CO2不能用启普发生器制取 原因是石灰石与酸反应后会生成糊状物质易产生堵塞 2 NO不能用排气法收集 主要因为NO易与空气中氧气反应生成NO2 3 密度与空气接近 且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集 如氮气 CO 乙烯等 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 1 下列关于气体的制备的说法是否正确 打 或 1 用碳酸钠粉末可以制备CO2 2 用铁片和稀H2SO4反应制取H2时 为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4 3 加热分解NH4HCO3固体 将所得的气体进行适当处理可获得NH3 4 用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同 提示 1 2 3 4 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 2 将下列气体的常用收集方法用线连接 1 CH4 2 N2A 向上排空气法 3 CO 4 C2H4 5 C2H6B 向下排空气法 6 NO 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 7 NO2 8 HClC 排水法 9 SO2提示 1 BC 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 A 8 A 9 A 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 3 实验室制取 收集干燥的以下6种气体 CO2 H2S NO2 O2 Cl2 NH3如图装置可适用的气体是 干燥装置不适用的是 收集装置不适用的是 提示 知识梳理思维深化 考点一常见气体的制备与收集 1 下列实验装置图正确的是 A项中应用酒精灯加热 集气装置导气管也不正确 B项中温度计水银球应插入反应液中 D项中导气管末端靠近液面但不能伸入液面以下 否则会倒吸 题组设计思维建模 解析 答案 C 2 2015 唐山质检 下表是实验室制备气体的有关内容 题组设计思维建模 1 上述气体中 从制备过程看 必须选择合适的氧化剂才能实现的是 写分子式 从反应原理看 明显不同于其他两种气体的是 写分子式 2 根据表中所列制氯气的实验原理 从下列装置中选择合适的气体发生装置 题组设计思维建模 3 若用表中制备O2的装置制备NH3 则选择的试剂为 4 若用排空气法收集Cl2 在下列方框内画出气体收集装置图 题组设计思维建模 1 用H2O2制O2时 可直接分解制得 不必用氧化剂 NH4Cl NH3化合价没有改变 不用氧化剂 HCl Cl2化合价升高 被氧化 要用氧化剂氧化HCl制氯气 制O2 Cl2都是氧化还原反应 而制NH3为复分解反应 2 用H2O2制O2时 常温用二氧化锰催化可制得 为液体和固体不加热制备气体 故选D NH4Cl NH3为固体和固体加热制备气体 故选B HCl Cl2为液体和固体不加热或加热制备气体 故选A D 3 上述制备O2的装置为液体和固体不加热制备气体 故可选用浓氨水 液体 和氢氧化钠 或生石灰等 固体 制备氨气 4 氯气有毒 要进行尾气处理 故收集装置为 解析 答案 题组设计思维建模 1 Cl2NH3 2 A或D 3 浓氨水和氢氧化钠固体 或生石灰等 4 3 2015 宿迁六校联考 如图 是常见的气体发生装置 是气体收集装置 根据要求回答下列问题 题组设计思维建模 1 若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气 应选用装置 用化学方程式表示的制取氯气的反应原理是 2 若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气 应选用装置 试完成并配平下列离子方程式 MnO Cl H Mn2 Cl2 3 若选用 为氯气的收集装置 应该在试管口放置一团棉花 该棉花团应用 溶液浸湿 其作用是 4 若选用 为氯气收集装置 则氯气应从 口通入 用化学方法检验氯气收集满了的方法是 题组设计思维建模 题组设计思维建模 解析 答案 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 21016258H2O 3 NaOH防止Cl2逸出 污染空气 4 A将湿润的KI淀粉试纸放在V装置B口 观察试纸是否变蓝 1 2014 高考天津卷 实验室制备下列气体时 所用方法正确的是 A 制氧气时 用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B 制氯气时 用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C 制乙烯时 用排水法或向上排空气法收集气体D 制二氧化氮时 用水或NaOH溶液吸收尾气 用Na2O2或H2O2作反应物制取O2 均可采用固 液 气体的发生装置 A项正确 制Cl2时 用饱和NaCl溶液和浓H2SO4净化气体 不能用NaHCO3溶液 B项错误 C2H4的密度与空气接近 不能用排空气法收集 C项错误 3NO2 H2O 2HNO3 NO 水与NaOH溶液都不能吸收尾气NO D项错误 解析 答案 A 高考真题明确考向 2 2013 高考安徽卷 实验室中某些气体的制取 收集及尾气处理装置如图所示 省略夹持和净化装置 仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验 最合理的选项是 解析 答案 B 高考真题明确考向 收集NH3应用向下排空气法 A项错误 Cu与稀HNO3反应生成NO C项错误 MnO2与浓盐酸反应制取Cl2需要加热 D项错误 3 2011 高考上海卷 草酸晶体 H2C2O4 2H2O 100 开始失水 101 5 熔化 150 左右分解产生H2O CO和CO2 用加热草酸晶体的方法获取某些气体 应该选择的气体发生装置是 图中加热装置已略去 草酸晶体在分解产生气体之前先失结晶水再熔化 故选D装置 解析 答案 D 高考真题明确考向 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 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 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 知识梳理思维深化 考点二气体的净化与尾气吸收 化学方法 a 氧化还原法 除去混合气体中的O2通过灼热的 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 发生的反应是 铜丝网 CuO CO2 CuSO4 H2S CuSO4 CuS H2SO4 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 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 用于洗气 c装置一般盛固体试剂 用于气体除杂和定量计算 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 3 常见干燥剂 酸 强氧化 碱 NH3 H2S HBr HI NH3 Cl2 H2S HCl SO2 CO2 中 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 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 CuSO4 水 水 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 3 尾气处理装置 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 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 溶液中除去 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 收集法 如图丁 尾气也可以采用收集的方法 如 等 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 NaOH CH4 C2H4 H2 CO 对于溶解度很大吸收速率很快的气体 吸收时应防止 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 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 倒吸 1 二氧化硫具有还原性 浓硫酸具有强氧化性 能否用浓H2SO4干燥二氧化硫气体 提示 能 因为H2SO4中S元素为 6价 SO2中S元素为 4价 两者间无S的其他价态 相互不发生氧化还原反应 2 如何除去CO2中混有的少量HCl气体 提示 将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 知识梳理思维深化 考点二气体的净化与尾气吸收 3 NH4HCO3固体受热分解得NH3 CO2 H2O等混合气体 如何除去CO2 H2O得纯净的NH3 提示 可让混合气体通过装有足量碱石灰的干燥管 4 实验室制得Cl2中往往含H2O HCl等杂质 如何得到纯净的Cl2 提示 可让气体先通过装有饱和食盐水的洗气瓶除HCl杂质 再通过装有浓硫酸的洗气瓶除水蒸气杂质 两者顺序不能颠倒 考点二气体的净化与尾气吸收 知识梳理思维深化 1 既能用浓硫酸干燥 又可用CaO干燥的气体有 H2 O2 N2 SO2 H2S CH4 NH3 CO2A B C D 能用浓硫酸干燥的气体有 能用CaO干燥的气体有 题组设计思维建模 解析 答案 A 2 实验室制取气体的装置如图所示 其中发生装置相同 干燥和集气装置有两套 分别用图1和图2表示 下列选项正确的是 A项 过氧化钠和水反应生成O2 可用向上排空气法收集 正确 B项 产生的CO2不能用碱石灰干燥 也不能用向下排空气法收集 C项 生成的NO不能用排空气法 D项 氯化铵和硝石灰在不加热的条件下不能反应生成NH3 解析 答案 题组设计思维建模 A 3 下面是中学化学中常用玻璃仪器组成的实验装置图 根据需要可在其中加入液体或固体 请回答下列问题 1 能用作干燥氨气的装置有 填字母 2 既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置有 填字母 3 在氯气和铁反应实验中 能添加在制氯气和反应装置之间以除去氯气中氯化氢等杂质气体的装置有 填字母 4 能用于乙烯与溴水反应制二溴乙烷的实验装置有 填字母 5 若用C装置做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验 则其中广口瓶的作用是 1 氨气极易溶于水 一般用固态干燥剂 所以选D E装置 2 A装置可用于向上排空气或排饱和食盐水溶液收集氯气 A还可以排水收集一氧化氮气体 B排饱和食盐水溶液收集氯气 还可以排水收集一氧化氮气体 3 A为气体的净化装置 4 乙烯与溴水反应不需要特殊的反应条件 所以选A 将乙烯通入溴水即可 5 二氧化硫易溶于水 且与氢氧化钠溶液反应 需要防止倒吸 解析 答案 题组设计思维建模 1 DE 2 AB 3 A 4 A 5 防止倒吸 1 2013 高考广东卷节选 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验 下列收集Cl2的正确装置是 收集Cl2可选择向上排空气法 同时要吸收尾气 故选择装置C 高考真题明确考向 解析 答案 C 2 2013 高考海南卷 下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3 仪器连接顺序正确的是 A a b c d e f g hB a e d c b h i gC a d e c b h i gD a c b d e h i f 装置顺序为 制氯气 除杂 HCl 水蒸气 反应制备 尾气碱处理 注意洗气瓶中导管为 长进短出 解析 答案 高考真题明确考向 B 3 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 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 解析 答案 高考真题明确考向 除去HCl气体吸收水蒸气碱石灰 或NaOH与CaO混合物 4 2011 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 高考真题明确考向 2 在实验室欲制取适量NO气体 下图中最适合完成该实验的简易装置是 填序号 高考真题明确考向 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 1 KMnO4与浓盐酸发生反应 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 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 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 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 解析 高考真题明确考向 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 见表 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 答案 物质制备型实验是高考实验经常考查的题型 该类题目的特点是以物质的制备或分离提纯为主线 考查元素化合物的性质以及基本仪器和基本操作 1 解题关键 1 对于元素化合物的知识要掌握扎实 2 对于基本仪器的使用技巧以及注意事项要清楚 熟练 3 了解一个完整的制备装置 一般包括发生装置 净化装置 收集装置 尾气处理装置 突破物质制备型实验题 2 解题步骤 1 通读全题 了解题目中制备该物质所需要的原料以及制备 提纯过程中所发生的反应或变化有哪些 2 根据题目中所给出的装置 找出发生装置 净化装置 收集装置 分离提纯装置 尾气处理装置 3 根据题意 确定在装置中发生的反应 变化或某一仪器的使用及其注意事项 突破物质制备型实验题 典例 2014 高考大纲全国卷 苯乙酸铜是合成优良催化剂 传感材料 纳米氧化铜的重要前驱体之一 下面是它的一种实验室合成路线 突破物质制备型实验题 制备苯乙酸的装置示意图如下 加热和夹持装置等略 已知 苯乙酸的熔点为76 5 微溶于冷水 溶于乙醇 回答下列问题 1 在250mL三口瓶a中加入70mL70 硫酸 配制此硫酸时 加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 突破物质制备型实验题 2 将a中的溶液加热至100 缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中 然后升温到130 继续反应 在装置中 仪器b的作用是 仪器c的名称是 其作用是 反应结束后加适量冷水 再分离出苯乙酸粗品 加入冷水的目的是 下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 填标号 A 分液漏斗B 漏斗C 烧杯D 直形冷凝管E 玻璃棒 3 提纯粗苯乙酸的方法是 最终得到44g纯品 则苯乙酸的产率是 4 用CuCl2 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu OH 2沉淀 并多次用蒸馏水洗涤沉淀 判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 5 将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中 充分溶解后 加入Cu OH 2搅拌30min 过滤 滤液静置一段时间 析出苯乙酸铜晶体 混合溶液中乙醇的作用是 突破物质制备型实验题 答案 突破物质制备型实验题 解析 1 先加水 再加入浓硫酸 2 滴加苯乙腈球形冷凝管冷凝回流 或使汽化的反应液冷凝 便于苯乙酸析出BCE 3 重结晶95 4 取少量洗涤液 加入稀硝酸 再加AgNO3溶液 无白色浑浊出现 5 增大苯乙酸溶解度 便于充分反应