1气体净化的装置和常见的干燥剂
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中学化学实验常见气体干燥剂的选择和使用气体的干燥是气体净化中重要的步骤,掌握中学常见的气体干燥剂、干燥装置、干燥剂选择原则,十分重要,为了便于同学复习和应用,现总结如下.一、干燥装置的基本类型和气体流动方向:盛装干燥剂状态液体干燥剂固体干燥剂装置示意图洗气瓶球形干燥管U形干燥管气体流动方向长管进气,短管出气U形干燥管,进气和出气没有区别;球形干燥管应该大口进气,小口出气(在干燥管的进出气口都要塞一团棉花,防止干燥剂流动)注意:1、固体干燥剂颗粒大小要适当,颗粒太大气体和干燥剂接触面小,不利于干燥效果不好;颗粒太小,气体不易通过,容易堵塞,一般以黄豆粒大小为宜。
2、液体干燥剂用量要适当,并控制好通入气体的速度,为了防止发生倒吸,在洗气瓶与反应容器之间应连接安全瓶。
二、气体的分类1、根据酸碱性,酸性气体:CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2S、HBr、HI等碱性气体:只有NH3中性气体:H2、O2、CH4、CO、CH2=CH2、C2H2、N2等2、根据常温氧化还原性强弱,强还原性气体:H2S、HBr、HI、SO2等一般性气体:H2、O2、CH4等三、气体干燥剂的类型及选择1、常用气体干燥剂按酸碱性可分为三类:①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶.酸性干燥剂能够干燥酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。
碱性干燥剂可以用来干燥碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂,如无水氯化钙、无水硫酸铜等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。
2、根据干燥剂的氧化性分两类①强氧化性干燥剂:浓硫酸②一般干燥剂:五氧化二磷、硅胶、生石灰、碱石灰、固体NaOH、CaCl2、CuSO4等3、干燥剂选择的基本原则:根据干燥剂和气体的性质选择,其基本原则是干燥剂只吸收气体中的水分,不吸收被干燥的气体,具体表现在:(1)在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,如不能用碱石灰、CaO和NaOH 干燥CO2、SO2、HCl、H2S、Cl2、NO2等;(2)显酸性的气体不能选用碱性干燥剂,如不能用P2O5、浓 H2SO4干燥 NH3;(3)还原性的气体不能选用有强氧化性的干燥剂,如不能用浓 H2SO4干燥 H2S、HBr、HI等;虽然H2、SO2、CO、CH4也有还原性,但是浓硫酸在常温下不能氧化它们,可以用浓硫酸干燥.(4)能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用无水氯化钙干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3)。
A BC D气体净化和除杂一、气体除杂的原则:1. 不加——不能引入新杂质 2. 不减——不能与原物质反应3. 彻底——除杂试剂过量好,气体除杂液体好,液体浓度大些好,固体粉末网状好,除杂效果彻底好。
4. 简明——操作简便、简单易行二、常用实验装置:1. 洗气瓶:除杂药品是液体;长进短出2. 干燥管(U 形管):除杂药品是固体,粗进细出3. 玻璃管:除杂药品是固体,一般与酒精(喷)灯仪器使用。
三、常用试剂及作用:吸收剂 吸收的气体杂质水 无水硫酸铜 灼热的铜网灼热的氧化铜 氢氧化钠固体碱石灰 (碱性干燥剂)氢氧化钠溶液浓硫酸(酸性干燥剂)四、气体的干燥(除水)干燥剂可以干燥的气体 不能干燥的气体酸性 浓硫酸 H 2、O 2、CO 2、CONH 3 碱性 固体NaOH 碱石灰 H 2、O 2、CO 、NH 3 CO 2、SO 2、SO 3、HCl 气 中性CaCl 2除NH 3以外的所有气体NH 3注:1.酸性干燥剂不能干燥碱性气体,碱性干燥剂不能干燥酸性气体2.酸性气体:CO 2、SO 2、SO 3、HCl 气;碱性气体:NH 3;中性气体:H 2、O 2、CO 、N2NaOH 溶液浓H 2SO 4 a b cda b 石灰水d 无水CuSO 4cd e 浓H 2SO 4 丙f g NaOH 溶液 丁b c CuO 乙稀HClZn 粒 甲五、除去多种气体杂质1.原则:除杂时,先除杂后干燥;检验时,先验水再检验其他气体。
2.实验室制取三大气体中常见的要除的杂质: (1)、制O 2要除的杂质:水蒸气(H 2O ) (2)、用盐酸和锌粒制H 2要除的杂质:水蒸气(H 2O )、氯化氢气体(HCl ,盐酸酸雾)(用稀硫酸没此杂质)(3)、制CO 2要除的杂质:水蒸气(H 2O )、氯化氢气体(HCl ) 3.装置顺序的确定例1.如何除去H 2中少量的CO 2和水蒸气?装置的正确连接顺序是:混合气体 例2.如何检验H 2中是否含有CO 2和水蒸气?装置的正确连接顺序是:混合气体例3.如何测量H 2中混有的CO 2和水蒸气的质量?装置的正确连接顺序是:混合气体 六、练习1、用稀HCl 和Zn 粒制取H 2时,常混有HCl 气体和水蒸气,某同学欲制得干燥纯净的H 2还原CuO(1) 下列装置中各导管连接顺序是:a (2) 丙装置的作用是 (3) 丁装置的作用是 发生反应的化学方程式是: 2、现有一混合气体,其主要成分为CO ,含有少量水蒸气,还可能含有少量HCl 气体。
初高中化学衔接——气体的制取、净化和干燥︱考点整合︱考点一实验室制取气体的思路与方法实验室制备气体应从发生装置、收集装置、气体贮存三个方面考虑。
1.制取气体的原理:实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则;①科学性,必须能通过化学反应制取所需气体。
②反应条件不能太苛刻,反应速度要适中,便于实验室操作,且也比较容易收集。
③价格要便宜2.制取气体的装置:根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。
如:(1)药品状态为固—固,且反应需要加热的,可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。
(2)药品状态为固—液,且反应在常温下进行的,可选择实验室制二氧化碳的方法制取。
3.气体的收集装置:考点二实验室制取气体的操作程序实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般程序是:⑴组装仪器;一般按从左到右,从下到上的顺序进行;⑵检查装置气密性;⑶装药品;若是固体跟液体反应,一般是先装入固体再加入液体;⑷准备收集装置;若用排水法收集气体时,应在制取气体之前将集气瓶装满水;⑸制取气体;⑹收集气体并验满;⑺拆洗仪器。
考点三 气体的干燥与净化1.实验装置:常用的干燥及净化装置主要是:洗气瓶、干燥管和U 形管浓硫酸 氯化钙 碱石灰2.气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
如下表中常见气体的干燥剂。
3.气体的净化根据被净化的气体和杂质性质的差异来选择净化的方法和装置。
原则:⑴吸收剂只与杂质反应,不与待净化气体反应,不能引入新的杂质;⑵吸收剂与杂质反应彻底、迅速;⑶能用液体吸收剂的则不用固体吸收剂。
在多种气体杂质共存时,要注意除杂顺序。
选择吸收装置时,要注意进、出气体导管连接方法,若用洗瓶,注意“长进短出”,若用干燥管,注意“大进小出”。
常见除去气体杂质的试剂如下表所示:︱应用示例︱类型之一制取气体实验装置的选择例1.化学是一门以实验为基础的学科,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。
气体干燥和净化1、气体净化的几种方法:⑴吸收法:常见气体吸收剂见下表:吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质NaOH固体CO2、HCl、H20 水可溶性气体:HCl、NH3无水CuSO4 H2O 碱石灰CO2、HCl、H20灼热的铜网O2 NaOH溶液CO2、HCl灼热的CuO H2、CO 浓硫酸H20⑵转化法:通过化学反应,将杂质气体转化为所要得到的气体。
如,除去CO2中的少量CO,可将混合气体通过足量的灼热CuO,高温CO + CuO =====Cu + CO22、气体的干燥和除杂(通过干燥剂来实现的)气体的除杂试剂的选用:首先必须考虑制备气体的性质,使所选试剂不与主要气体反应,然后依据杂质气体的性质予以确定。
①酸雾或酸性气体(如用盐酸制氢气时产生的HCl气体)可用氢氧化钠溶液、石灰水等碱溶液或饱和碳酸钠溶液除去。
②水蒸气可用浓硫酸、无水硫酸铜、或碱石灰等除去。
③碱性气体可用酸溶液除去。
⑴常见的干燥剂名称酸碱性状态可干燥气体不可干燥气体干燥装置浓硫酸酸性液态H2.N2.O2.CO2.HCL.CH4等NH3 洗气瓶碱性固态H2.N2.O2.CO.CH4.NH3等CO2.SO2.HCL 干燥管固体NaOH生石灰⑵常用干燥装置如下:①除杂试剂为液体时,常选用洗气瓶,气体一般是“长进短出”。
②除杂试剂为固体时,常选用干燥管(球形或U形),气体一般是“大进小出”。
3、装置连接顺序的确定规律:除杂和干燥的先后顺序:①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。
原因:从溶液中出来的气体肯定混有水蒸气,干燥在后可将水蒸气完全除去。
如除去CO中混有的CO2和水蒸气,应将气体先通过NaOH溶液,再通过浓H2SO4。
②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。
原因:加热时气体中最好不混有水蒸气。
如除去CO2中混有的CO和水蒸气,应将气体先通过浓H2SO4,再通过灼热的CuO。
(2)除去多种杂质气体的顺序:(一般是酸性较强的气体先除去。
中学化学实验常见气体干燥剂的选择与使用气体的干燥就是气体净化中重要的步骤,掌握中学常见的气体干燥剂、干燥装置、干燥剂选择原则,十分重要,为了便于同学复习与应用,现总结如下。
一、干燥装置的基本类型与气体流动方向:盛装干燥剂状态液体干燥剂固体干燥剂装置示意图洗气瓶球形干燥管U形干燥管气体流动方向长管进气,短管出气U形干燥管,进气与出气没有区别;球形干燥管应该大口进气,小口出气(在干燥管的进出气口都要塞一团棉花,防止干燥剂流动)注意:1、固体干燥剂颗粒大小要适当,颗粒太大气体与干燥剂接触面小,不利于干燥效果不好;颗粒太小,气体不易通过,容易堵塞,一般以黄豆粒大小为宜。
2、液体干燥剂用量要适当,并控制好通入气体的速度,为了防止发生倒吸,在洗气瓶与反应容器之间应连接安全瓶。
二、气体的分类1、根据酸碱性,酸性气体:CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2S、HBr、HI等碱性气体:只有NH3中性气体:H2、O2、CH4、CO、CH2=CH2、C2H2、N2等2、根据常温氧化还原性强弱,强还原性气体:H2S、HBr、HI、SO2等一般性气体:H2、O2、CH4等三、气体干燥剂的类型及选择1、常用气体干燥剂按酸碱性可分为三类:①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。
酸性干燥剂能够干燥酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。
碱性干燥剂可以用来干燥碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂,如无水氯化钙、无水硫酸铜等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。
2、根据干燥剂的氧化性分两类①强氧化性干燥剂:浓硫酸②一般干燥剂:五氧化二磷、硅胶、生石灰、碱石灰、固体NaOH、CaCl2、CuSO4等3、干燥剂选择的基本原则:根据干燥剂与气体的性质选择,其基本原则就是干燥剂只吸收气体中的水分,不吸收被干燥的气体,具体表现在:(1)在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,如不能用碱石灰、CaO与NaOH干燥CO2、SO2、HCl、H2S、Cl2、NO2等;(2)显酸性的气体不能选用碱性干燥剂,如不能用P2O5、浓 H2SO4干燥 NH3;(3)还原性的气体不能选用有强氧化性的干燥剂,如不能用浓 H2SO4干燥 H2S、HBr、HI等;虽然H2、SO2、CO、CH4也有还原性,但就是浓硫酸在常温下不能氧化它们,可以用浓硫酸干燥。
高中化学之气体的收集、净化、干燥1.收集方法及装置:a.排水集气法:适用于收集不溶于水,不与水反应的气体。
装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。
b.向上排空气法:适用于收集密度比空气大不与空气反应的气体,装置如下:如采用第二个装置,气体应长进短出。
c.向下排空气法:适用于收集密度比空气小不与空气反应的气体。
装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。
2.气体净化:装置:3.气体干燥:(1)干燥原则:干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。
①酸性干燥剂不能干燥碱性气体。
②碱性干燥剂不能干燥酸性气体。
③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。
注意H2、CO、SO2虽具有还原性,但可用浓H2SO4干燥。
(2)常见物质干燥氯气的实验室制法:(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。
(2)装置图:(3) 步骤:氯气的工业制法:(1)电解饱和食盐水(氯碱工业),化学方程式为:(2)电解熔融的氯化钠(可制得金属蚋),化学方程式为:(3)电解熔融的氯化镁(可制得金属镁),化学方程式为:实验室制取甲烷(CH4):(1)反应原理:CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3(2)发生装置:固+固气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:排水集气法/向下排空气法(5)尾气处理:无(6)检验方法:①点燃,淡蓝色火焰,燃烧产物是H2O和CO2实验室制取一氧化氮(NO):(1)反应原理:3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)发生装置:固+液→气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:排水集气法(5)尾气处理:收集法(塑料袋)(6)检验方法:无色气体,暴露于空气中立即变为红棕色实验室制取二氧化氮(NO2):(1)反应原理:Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)发生装置:固+液→气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:向上排空气法(5)尾气处理:碱液吸收(3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)实验室制取氯化氢(HCl):(1)反应原理:2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl?(2)发生装置:固+液→气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:向上排空气法(5)尾气处理:水(防倒吸装置)(6)检验方法:①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红②靠近浓氨水冒白烟实验室制取硫化氢(H2S):(1)反应原理:FeS+2HCl→H2S↑+FeCl2(2)发生装置:固+液→气(启普发生器)(3)净化方法:饱和NaHS(除HCl),固体CaCl2(除水蒸气)(4)收集方法:向上排空气法(5)尾气处理:CuSO4溶液或碱液吸收(H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O)(6)检验方法:①湿润的蓝色石蕊试纸变红②湿润的醋酸试纸黑乙烯的制取:(1)实验室里是把酒精和浓硫酸按1:3混合迅速加热到170℃,使酒精分解制得。
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例如常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂。
2、无水氯化钙:因其价廉、干燥能力强而被广泛应用。
干燥速度快,能再生,脱水温度473K。
一般用以填充干燥器和干燥塔,干燥药品和多种气体。
不能用来干燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。
3、无水硫酸镁:有很强的干燥能力,吸水后生成MgSO4.7H2O。
吸水作用迅速,效率高,价廉,为一良好干燥剂。
常用来干燥有机试剂。
4、固体氢氧化钠和碱石灰:吸水快、效率高、价格便宜,是极佳的干燥剂,但不能用以干燥酸性物质。
常用来干燥氢气、氧气和甲烷等气体。
5、变色硅胶:常用来保持仪器、天平的干燥。
吸水后变红。
失效的硅胶可以经烘干再生后继续使用。
可干燥胺、NH3、 O2、 N2等6、活性氧化铝(Al2O3):吸水量大、干燥速度快,能再生(400 -500K 烘烤)。
7、无水硫酸钠:干燥温度必须控制在30℃以内,干燥性比无水硫酸镁差。
8、硫酸钙:可以干燥H2 。
O2 。
CO2 。
CO 、N2 。
Cl2、HCl 、H2S、NH3、 CH4等1 实验室中常用的干燥剂及其特性实验室中常用的干燥剂及其特性① 无水氯化钙(CaCl2):无定形颗粒状(或块状),价格便宜,吸水能力强,干燥速度较快。
吸水后形成含不同结晶水的水合物CaCl2·nH2O(n= 1,2,4,6)。
最终吸水产物为CaCl2·6H2O (30℃以下),是实验室中常用的干燥剂之一。
初中化学气体制备装置分析初中化学主要考查两种常见气体(O2和CO2)的制备原理、药品,气体制备装置一般分四大部分:发生装置、净化装置(干燥装置)、收集装置和尾气处理装置。
一、制取常见气体药品、状态及反应条件二、气体的发生装置(一)固+固(加热)(图1):适用于制备气体:O2 (KClO3和MnO2共热、KMnO4加热)、NH3注意事项:⑴试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。
⑵铁夹应夹在距管口处(试管的中上部)。
⑶固体药品要放在试管底部平铺开,加热时首先均匀预热,然后在试管的最后部位集中加热,并逐步前移。
⑷胶塞上的导管伸入试管里不能过长,否则会妨碍气体导出。
⑸如用排气法收集气体,当停止制气时,应先从水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯。
以防止水倒流使试管炸裂。
⑹用KMnO4制取O2时,为了防止生成的细小颗粒堵塞导管,在大试管口放一松软棉花。
(二)固+液体(不加热)(图2、图3):适用于制CO2、H2、O2(用Na2O2 和H2O 、H2O2和MnO2制取O2也用此装置)⑴图2装置注意事项:①在最右边的装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下,否则起不到液封的作用而无法使用。
②加入大小适宜不溶于水的块状固体。
如果太碎会落入底部的酸中使反应太快无法控制,造成容器内压力过大,导致酸液溢出。
③加人酸的量要适当。
④在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时,必须先检验纯度。
⑵图3装置注意事项:①瓶内气密性要好。
②先放固体后加液体。
③加入酸的量要适当。
④生成气体微溶或难溶于水。
三、气体的净化(干燥)装置(二)常见净化(包括干燥气体)装置(图4)注意事项:⑴A为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。
如用灼热的铜丝除氧气。
⑵B、C一般盛液体药品,用于洗液。
如用浓硫酸除水蒸气,氢氧化钠溶液除酸性气体。
气体由a进b出。
⑶D一般盛固体药品。
如用碱石灰吸收水或二氧化碳。
四、气体的收集装置(图5、图6)根据气体溶解性和密度(相对分子质量,与空气的29比较)不同,把气体的收集方法分为排液法(常为排水法)和排气法(常为排空气法)。
高中所有气体的制取,净化,干燥和收集1.氧气的制取:O2制取原理:①加热高锰酸钾:2KMnO 4K2MnO4+MnO2+O2↑选取装置:固体加热型(试管口塞棉花)②加热氯酸钾:2KClO 32KCl+3O2↑选取装置:固体加热型③分解过氧化氢:2H2O 22H2O+O2↑选取装置:固液常温型检验:带火星的木条(复燃)净化:无需净化干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集装置:排水法,向上排空气法尾气处理:无需处理2.氢气的制取:H2制取原理:Zn+H2SO 4ZnSO4+H2↑选取装置:固液常温型检验:点燃,火焰上方罩一个干冷烧杯(淡蓝色火焰,有水雾)净化:无需净化干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集装置:排水法,向下排空气法尾气处理:无需处理3.二氧化碳的制取:CO2制取原理:CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O选取装置:固液常温型检验:澄清石灰水(变浑浊)净化:饱和NaHCO3溶液干燥剂选择:酸性、中性干燥剂(浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:向上排空气法尾气处理:无需处理4.二氧化硫的制取:SO2制取原理:Na2SO3+H2SO4(70%)Na2SO4+SO2↑+H2O 选取装置:固液常温型检验:品红溶液(褪色)净化:饱和NaHSO3溶液干燥剂选择:酸性、中性干燥剂(浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:向上排空气法尾气处理:氢氧化钠溶液、高锰酸钾溶液、溴水5.氨气的制取:NH3制取原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O选取装置:固体加热型检验:湿润的红色石蕊试纸(变蓝)净化:无需净化干燥:碱性、中性干燥剂(无水氯化钙不行)(氢氧化钠、生石灰、碱石灰、硅胶)收集:向下排空气法尾气处理:稀硫酸、稀盐酸6.氯气的制取:Cl2制取原理:4HCl+MnO 2MnCl2+Cl2↑+2H2O选取装置:固液加热型检验:湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)净化:饱和食盐水干燥:中性、酸性干燥剂(浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:向上排空气法尾气处理:氢氧化钠溶液7.卤化氢的制取:HF、HCl、HBr、HI制取原理:①氟化氢:NaF+H2SO4(浓)NaHSO4+HF↑②氯化氢:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑③溴化氢:NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑④碘化氢:KI+H3PO4(浓)KH2PO4+HI↑制取装置:固液加热型(氟化氢需要在塑料容器内制取)检验:硝酸银溶液和稀硝酸(AgCl白色沉淀,AgBr淡黄色沉淀,AgI黄色沉淀)净化:无需净化干燥:酸性干燥剂、中性干燥剂(HBr和HI不能用浓硫酸)(浓硫酸、五氧化二磷、硅胶、无水氯化钙)收集:向上排空气法尾气处理:氢氧化钠溶液、硝酸银溶液8.硫化氢的制取:H2S制取原理:FeS+H2SO 4FeSO4+H2S↑装置:固液常温型检验:硫酸铜溶液(黑色沉淀)净化:无需净化干燥:酸性干燥剂、中性干燥剂(不能用浓硫酸)(五氧化二磷、硅胶、无水氯化钙)收集:向上排空气法尾气处理:氢氧化钠溶液9.氮气的制取:N2制取原理:NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O装置:固液常温型检验:燃着的木条(熄灭)净化:无需净化干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:排水法尾气处理:无需处理10.甲烷的制取:CH4制取原理:CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3装置:固体加热型检验:点燃,火焰上方罩一个烧杯(有水珠生成,加入澄清石灰水变浑浊)净化:无需净化干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)尾气处理:无需处理11.乙烯的制取:CH2=CH2制取原理:C2H5OH C2H4↑+H2O装置:固液加热型(带温度计)检验:溴水、溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾溶液净化:NaOH溶液干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:排水法尾气处理:无需处理12.乙炔的制取:CH ≡CH制取原理:CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2检验:点燃(黄色火焰、浓烈黑烟)净化:NaOH溶液(主要杂质是硫化氢等)干燥剂选择:所有干燥剂(浓硫酸、氢氧化钠、生石灰、碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、硅胶)收集:排水法、向下排空气法尾气处理:无需处理固体加热型固液加热型固液常温型排水法向上排空气法向下排空气法。
1.气体净化的装置和常见的干燥剂液体干燥剂固体干燥剂装置 常见干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性) 除杂试剂 Cu 、CuO 、Mg 可干燥的气体 H 2、O 2、Cl 2、SO 2、CO 2、CO 、CH 4、N 2 H 2、O 2、Cl 2、SO 2、CO 、CO 2、CH 4H 2、O 2、N 2、 CH 4、NH 3 可除去O 2、 H 2、CO 、N 2 不可干燥的气体 NH 3、H 2S 、HBr 、HI 等NH 3 Cl 2、H 2S 、HCl 、SO 2、CO 2等1.(1)有下列三套气体制备的发生装置:(2)有三套气体收集装置: (3)利用(1)(2)提供的装置连接组装以下气体的制取和收集装置。
气体 相应的化学反应原理 发生装置的选择的 收集装置的选择装置连接 O 2 2KClO 3=====MnO 2△2KCl +3O 2↑ A __a__或__b__ __A__接a(或b) 2KMnO 4=====△K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑2H 2O 2=====MnO 22H 2O +O 2↑ B __B__接a(或b) H 2Zn +H 2SO 4(稀)=== ZnSO 4+H 2↑ B __a__或__c__ __B__接a(或c) CO 2 CaCO 3+2HCl===CaCl 2+CO 2↑+H 2OB __b__ __B__接__b__ Cl 2 MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2OC __a__或__b__ __C__接a(或b) 2KMnO 4+16HCl(浓)===2MnCl 2+2KCl +5Cl 2↑+8H 2OB __c__ __B__接a(或b) NH 32NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2OA __A__接__c__ 由理论到实战——高考四大类实验题型例析[例1] (2013·全国高考)制备氮化镁的装置示意图如下:回答下列问题:(1)检查装置气密性的方法是____________,a 的名称是________,b 的名称是________。
(2)写出NaNO 2和(NH 4)2SO 4反应制备氮气的化学方程式__________________________。
(3)C 的作用是____________,D 的作用是__________,是否可以把C 与D 的位置对调并说明理由__________。
(4)写出E 中发生反应的化学方程式___________________________________________。
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[答案] (1)微热b ,这时G 中有气泡冒出,停止加热冷却后,G 中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH 4)2SO 4+2NaNO 2△,2N 2↑+Na 2SO 4+4H 2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能,对调后无法除去水蒸气 (4)N 2+3Mg △,Mg 3N 2 (5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上层清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁[例2] (2014·盐城市摸底)KIO 4是化学分析中常用的氧化剂,是一种无色晶体,易溶于热水,微溶于冷水,实验室合成方法如下:方法一:氯气氧化法:在碘的悬浊液中,通入氯气先生成高碘酸,经分离杂质后,加入氢氧化钾溶液中和至pH 为2~3,生成高碘酸钾溶液,再经提纯、分离等步骤获得晶体。
方法二:碱性过二硫酸钾法:步骤1.将65.0 g KIO 3溶解在200 mL 30.0%的KOH 溶液中,把溶液加热至沸。
步骤2.在搅拌下分次慢慢加入100 g K 2S 2O 8(足量),继续煮沸5~10 min 后冷至室温。
步骤3.将溶液过滤并洗涤,滤去K 2SO 4晶体,得滤液。
步骤4._______________________________________________________________步骤5._______________________________________________________________步骤6.将步骤5得到的KIO 4晶体,在100~105 ℃干燥。
步骤7.称量,KIO 4晶体质量为60.0 g 。
(1)方法一:①氯气可用二氧化锰与浓盐酸制备,该反应的化学方程式为________________;②判断碘已完全氧化的依据是________________。
③制备时某同学在通风橱中用铁夹将烧瓶倾斜固定(如图),“倾斜”固定的优点是________________。
(2)方法二:①过二硫酸钾的作用是________________。
②实验中可选用的试剂:10%H 2SO 4溶液,甲基橙试液,冰水、BaCl 2溶液,利用步骤3得到的滤液制备KIO 4,请补充步骤4和步骤5。
步骤4._________________________________________________________________。
步骤5._________________________________________________________________。
③本次实验产率为______________________________________________________。
[答案] (1)①MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O ;②液体变无色(或淡黄绿色)澄清,(或用洁净的玻璃棒蘸取反应液点到淀粉试纸上检验不变蓝色)③倾斜可防止对流,没有溶解的氯气会聚集在液面上,摇动烧瓶可溶解,从而减少损失(2)①氧化剂(将KIO 3氧化为KIO 4)②步骤4.用10%硫酸中和滤液,直至甲基橙试液刚好显红色步骤5.冷却过滤,用冰水洗涤,直至最后一次洗涤流出液中,滴入BaCl 2溶液无白色沉淀(3)0.859(85.9%)1.物质制备实验方案的设计原则(1)设计原则:①条件合适,操作方便;②原理正确,步骤简单;③原料丰富,价格低廉;④产物纯净,污染物少。
即从多种路线中选出一种最佳的制备途径,合理地选择化学仪器与药品,设计合理的实验装置和实验操作步骤。
(2)常常是根据化学原理和实验操作原理,通过比较、分析和综合的方法对化学实验原理、试剂与仪器的选用、实验基本操作及实验步骤等优劣进行科学论证和评判,并能在必要时提出合理的改进意见。
2.物质制备实验方案的设计步骤3.物质制备实验的操作顺序及注意事项(1)实验操作顺序(2)加热操作先后顺序的选择若气体制备实验需加热,应先加热气体发生装置,通入气体排出装置中的空气后,再给实验中需要加热的物质加热。
目的是:①防止爆炸(如氢气还原氧化铜);②保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的物质反应。
熄灭酒精灯的顺序则相反。
(3)实验中试剂或产物防止变质或损失①实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水;②易挥发的液体产物要及时冷却;③易挥发的液体反应物,需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等);④注意防止倒吸的问题。
(4)选用仪器及连接顺序(5)仪器药品的准确描述①实验中所用试剂名称:如无水硫酸铜(CuSO4),硫酸铜溶液,酸性高锰酸钾溶液;澄清石灰水;饱和碳酸氢钠溶液等。
②仪器名称:如坩埚、研钵、100 mL容量瓶。
(6)会画简单的实验装置图考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图,可用“示意装置图”表示。
一般能画出简单的装置图即可,但要符合要求,例如形状、比例等。
物质性质验证、探究型实验[例1](2013·四川高考改骗)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。
为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag +除尽后,进行了如下实验。
可选用的试剂:KSCN溶液、K[Fe(CN)6]溶液、氯水。
3已知:Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀(1)操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡__①__ 存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入__②__,振荡__③__ 存在Fe2+【2+3+Ⅱ.AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。
当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是_________________________________________________________。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是_________________________________________________________________________________________________。
(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰAg;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。
实验编号操作现象a 加入足量氨水,振荡黑色固体不溶解b 加入足量稀硝酸,振荡黑色固体溶解,并有气体产生【实验评价__①__(【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出的AgNO3固体热分解的产物有__②__。
[答案](1)①溶液呈红色②K3[Fe(CN)6]溶液③产生蓝色沉淀(2)防倒吸(3)用带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃,证明无色气体为O2(4)①b①Ag、NO2、O2[例2](2014·海门市期中)下图是实验室制备氯气并进行一系列性质探究的实验装置(夹持及加热仪器已省略)。
(1)用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,则反应的离子方程式为:________________。