高中化学实验专题—制取气体
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第3课时 NH 3及常见气体的制备方法[核心素养发展目标] 1.掌握实验室制取NH 3的方法。
2.掌握实验室制取常见气体的原理、装置、收集、净化方法及制备方法的比较。
一、氨的实验室制法1.氨的实验室制法 制备原理2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O实验装置收集 NH 3极易溶于水,可以用向下排空气法收集验满 把湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生思考 (1)此装置存在的弊端是什么?如何进行改进?提示 此装置缺少NH 3的干燥装置,可在NH 3的收集装置之前加一个干燥装置。
(2)收集NH 3时,试管口处为什么加一团棉花?提示 减缓NH 3与空气的对流,使收集到的NH 3更纯净。
2.氨的简易制法方法及装置原理及化学方程式氨水具有不稳定性和挥发性,受热易分解。
化学方程式为NH 3·H 2O=====△NH 3↑+H 2ONaOH固体具有吸水性,溶于水放出大量的热,促使氨水分解。
CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。
化学方程式为NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)21.判断正误(1)实验室中可以利用加热NH4Cl分解的方法制取NH3()(2)由于氨极易溶于水,所以不能用排水法收集氨,只能用向下排空气法收集()(3)氨不能用浓硫酸进行干燥,但可以用无水CaCl2干燥()(4)为加快产生NH 3的速率,实验室中可以用NaOH和NH4Cl反应制NH3()(5)由于氨极易溶于水,所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×2.(2023·江苏盐城高一联考)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,其中能达到实验目的的是()A.用装置甲制备氨气B.用装置乙除去氨气中的少量水C.用装置丙收集氨气D.用装置丁吸收多余的氨气答案 A解析浓氨水遇碱石灰放出氨气,实验室可以用装置甲制备氨气,故选A;浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥氨气,故不选B;体系密闭,若用装置丙收集氨气,空气无法排出,故不选C;氨气极易溶于水,漏斗口浸没在水中,若用装置丁吸收多余的氨气,会引起倒吸,故不选D。
二氧化碳的制取和收集实验步骤注意事项-工业制取方法优缺点二氧化碳的制取和收集••二氧化碳的制取和收集:1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑注意:(1)制取CO2不能用稀硫酸与大理石(或石灰石)反应,因为反应CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑,生成的CaSO4微溶于水,在溶液中析出后包裹在大理石(或石灰水)的外面,阻碍了反应的进一步发生。
(2)制取CO2一般不选用浓盐酸,因其挥发出HCl气体,使收集到的CO2不纯。
(3)能和稀盐酸反应生成CO2的物质还有Na2CO3、K2CO3等。
Na2CO3+2HCl==Na2CO3+H2O+CO2↑。
从反应速率看,石灰石(或大理石)与稀盐酸反应快慢适中,Na2CO3与稀盐酸反应较快。
2.装置:固液混合不加热(1)发生装置A装置为简易装置,不便于加液体;B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
(2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
如图:3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。
4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。
5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。
6.实验步骤a.检查装置的气密性;b.装入石灰石(或大理石);c. 塞紧双孔塞;d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;e.收集气体;f.验满。
7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!•实验室制取二氧化碳的选择:实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
常见气体制备高中化学教案
主题:常见气体制备
目标:学生能够描述和解释常见气体的制备方法,并能够进行相关实验操作。
一、引入(5分钟)
让学生回顾常见气体的命名和性质,例如氧气、二氧化碳、氢气等,并引入本节课的主题:常见气体的制备。
二、氧气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氧气的制备方法:通过加热过氧化氢、分解过氧化氢或用氯酸钾和二氧化锰反应制
备氧气。
2. 进行实验操作:实验室里进行过氧化氢的分解反应制备氧气。
三、二氧化碳的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解二氧化碳的制备方法:通过酸和碳酸盐反应、通过酵母植物或动物呼吸产生等制备
方法。
2. 进行实验操作:用酢酸和碳酸钠反应制备二氧化碳,并观察实验现象。
四、氢气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氢气的制备方法:通过金属和酸反应、通过水电解等制备氢气的方法。
2. 进行实验操作:用锌和硫酸反应制备氢气,并观察实验现象。
五、总结和作业(5分钟)
总结本节课学习到的常见气体的制备方法,并布置相关作业,例如完成相关练习题或写一
份实验报告。
六、拓展学习(10分钟)
介绍其他常见气体的制备方法,例如氯气、氨气等,并鼓励学生进行相关实验操作或研究。
注:本教案可根据具体情况进行调整和补充。
第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集复习目标 1.了解常见气体制备原理、装置及改进。
2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
1.气体制备实验的基本思路2.重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类:(1)固体+固体――→△气体 发生装置如图:制备气体:O 2、NH 3、CH 4等。
(2)固体+液体(或液体+液体)――→△气体 发生装置:制备气体:Cl 2、C 2H 4等。
(3)固体+液体(不加热)―→气体 发生装置:制备气体:选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3.常见气体典型制备系统举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备4.气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据:主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则:①不损失主体气体;②不引入新的杂质气体;③在密闭装置内进行;④先除易除的杂质气体。
(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓H2SO4(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等当CO2中混有O2杂质时,应选用上述Ⅰ~Ⅳ中的Ⅳ装置除O2,除杂试剂是Cu粉。
5.气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水,且不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体,如H2、O2等。
若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
氢气的性质
•氢气:
氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。
它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。
所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。
氢气主要用作还原剂。
•氢气的性质:
1、氢气的物理性质
在通常状况下,氢气是一种无色、无味的气体。
氢气难溶于水。
氢气是所有气体中密度最小的一种气体。
标准状况下,氢气的密度是0.0899克/升。
在101kPa下,温度为-252.87℃时,氢气可转变为无色的液体;-259.1℃时变为雪状固体。
2、氢气的化学性质(可燃性)
①纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧,产生淡蓝色火焰,罩在火馅上方的干冷烧
杯壁上有水雾出现,接触烧怀的手感到发烫,说明该反应生成水,并放出大量热。
反应的化学方程式为2H2+O22H2O
②不纯的氧气(混有空气或氧气)点燃时极易爆炸,因此使用氢气时一定要注意安
全,点燃前一定要先检验氢气的纯度
•氢气和氧气的比较:。
实验室制取方程式1实验室制取O 2 2KMnO 4 △K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑2H 2O 2 2H 2O+O 2↑2KClO 3 △2KCl+3O 2↑2实验室制取H 2Zn+H 2SO 4ZnSO 4+H 2↑Zn+2H +Zn 2++H 2↑3实验室制取CO 2CaCO 3+2HCl CaCl 2+H 2O+CO 2↑CaCO 3+2H +Ca 2++H 2O+CO 2↑4实验室制取Cl 2MnO 2+4HCl (浓) △MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 5实验室制取HCl (不挥发性酸制挥发性酸)NaCl+H 2SO 4NaHSO 4+HCl ↑2NaCl+H 2SO 4Na 2SO 4+2HCl ↑6实验室制取SO 2Na 2SO 3+H 2SO 4Na 2SO 4+H 2O+SO 2↑7实验室制取H 2SFeS+H 2SO 4FeSO 4+H 2S ↑FeS+2H +Fe 2++H 2S ↑8实验室制取NH 32NH 4Cl+Ca(OH)2 △CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O9实验室制取NO3Cu+8HNO 3(稀)3Cu(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O3Cu+8H ++2NO 3-3Cu 2++2NO ↑+4H 2O10实验室制取NO 2Cu+4HNO 3(浓)Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2OCu+4H ++2NO 3-Cu 2++2NO 2↑+2H 2O11实验室制取Al(OH)3AlCl 3+3NH 3·H 2O Al(OH)3↓+3NH 4ClAl 3++3NH 3·H 2O Al(OH)3↓+3NH 4+12实验室制Fe(OH)3胶体FeCl 3+3H 2O △3(胶体)+3HClFe 3++3H 2O △3(胶体)+3H +13实验室配制银氨溶液微热强热 MnO 2MnO 2AgNO3+NH3·H2O AgOH↓+NH4NO3AgOH+ 3NH3·H2O Ag(NH3)2OH+3H2OAg++NH3·H2O AgOH↓+NH4+AgOH+ 3NH3·H2O [Ag(NH3)2]+ +OH-+3H2O14实验室制取乙烯C2H5OH CH2=CH2↑+H2O15实验室制取乙炔CaC2+2H2O Ca(OH)2+CH≡CH↑16实验室制取乙酸乙酯CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5+ H2O工业制取方程式1工业制金属Na2NaCl2Na+Cl2↑2工业制金属MgMgCl2Mg+Cl2↑3工业制金属Al2Al2O34Al+3O2↑4工业制生石灰、二氧化碳CaCO3高温CaO+CO25工业制漂白粉2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O6接触法制硫酸沸腾炉:4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2接触室:2SO2+ O2催化剂加热2SO3吸收塔:SO3+H2O H2SO47工业制玻璃(设备名称:玻璃窑)Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑浓硫酸△浓H2SO4170℃电解电解电解8离子交换膜法制烧碱、氯气2NaCl+2H 2O 2NaOH+H 2↑+Cl 2↑9.氯碱工业2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl210.高炉炼铁Fe2O3+3C=2Fe+3CO[也可以生成CO2]11.工业制取水煤气C+H2O=CO+H212.侯氏制碱法NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl +NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O13.工业制粗硅SiO 2+2C 高温 Si+2CO ↑14.工业合成氨(设备名称:合成塔)N 2 + 3H 2 催化剂 高温高压 2NH 315.工业制硝酸4NH 3+5O 24NO+6H 2O2NO+O 22NO 2 3NO 2+H 2O 2HNO 3+NO16.工业腐蚀印刷电路板 2FeCl 3+Cu2FeCl 2+CuCl 2 2Fe 3++Cu 2Fe 2++Cu 2+ 17.工业制乙醇方法1:CH 2=CH 2+H 2O C 2H 5OH (乙烯水化法)方法2:C 6H 12O 6 2CO 2↑+2C 2H 5OH (发酵法)18.工业制乙醛方法1:2C 2H 5OH+O 2 2CH 3CHO+2H 2O (乙醇催化氧化法)方法2:2CH 2=CH 2+O 2 2CH 3CHO (乙烯催化氧化法)方法3:CH ≡CH+H 2O CH 3CHO (乙炔水化法)19.工业制乙酸2CH 3CHO+O 2 2CH 3COOH化学方程式 反应现象 应用催化剂 加热、加压 催化剂△ 催化剂 Cu 催化剂 催化剂 催化剂 △△△△电解2Mg+O2点燃或Δ2MgO 剧烈燃烧.耀眼白光.生成白色固体.放热.产生大量白烟白色信号弹2Hg+O2点燃或Δ2HgO 银白液体、生成红色固体拉瓦锡实验2Cu+O2点燃或Δ2CuO 红色金属变为黑色固体4Al+3O2点燃或Δ2Al2O3 银白金属变为白色固体3Fe+2O2点燃Fe3O4 剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热 4Fe + 3O2高温2Fe2O3C+O2 点燃CO2 剧烈燃烧、白光、放热、使石灰水变浑浊S+O2 点燃SO2 剧烈燃烧、放热、刺激味气体、空气中淡蓝色火焰.氧气中蓝紫色火焰2H2+O2 点燃2H2O 淡蓝火焰、放热、生成使无水CuSO4变蓝的液体(水)高能燃料4P+5O2 点燃2P2O5 剧烈燃烧、大量白烟、放热、生成白色固体证明空气中氧气含量CH4+2O2点燃2H2O+CO2 蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体(水)甲烷和天然气的燃烧2C2H2+5O2点燃2H2O+4CO2 蓝色火焰、放热、黑烟、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体(水)氧炔焰、焊接切割金属2KClO3MnO2 Δ2KCl +3O2↑生成使带火星的木条复燃的气体实验室制备氧气2KMnO4Δ K2MnO4+MnO2+O2↑紫色变为黑色,生成使带火星木条复燃的气体,实验室制备氧气2HgOΔ2Hg+O2↑红色变为银白、生成使带火星木条复燃的气体拉瓦锡实验2H2O通电2H2↑+O2↑水通电分解为氢气和氧气电解水Cu2(OH)2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑绿色变黑色,试管壁有液体、使石灰水变浑浊气体,铜绿加热NH4HCO3ΔNH3↑+ H2O +CO2↑白色固体消失,管壁有液体,使石灰水变浑浊气体,碳酸氢铵长期暴露空气中会消失Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑有大量气泡产生、锌粒逐渐溶解实验室制备氢气Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Mg+H2SO4 =MgSO4+H2↑有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Fe2O3+3H2 Δ 2Fe+3H2O 红色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属,利用氢气的还原性Fe3O4+4H2 Δ3Fe+4H2O 黑色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属,利用氢气的还原性2Na+Cl2Δ或点燃2NaCl 剧烈燃烧、黄色火焰离子化合物的形成、H2+Cl2 点燃或光照 2HCl 点燃苍白色火焰、瓶口白雾共价化合物的形成、制备盐酸CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 蓝色沉淀生成、上部为澄清溶液质量守恒定律实验2C O+O2点燃2CO2 蓝色火焰煤气燃烧C + CuO 高温2Cu+ CO2↑黑色逐渐变为红色、产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O 澄清石灰水变浑浊应用CO2检验和石灰浆粉刷墙壁CaCO3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2 白色沉淀逐渐溶解溶洞的形成,石头的风化Ca(HCO3)2Δ CaCO3↓+H2O+CO2↑白色沉淀、产生使澄清石灰水变浑浊的气体水垢形成.钟乳石的形成2NaHCO3ΔNa2CO3+H2O+CO2↑产生使澄清石灰水变浑浊的气体小苏打蒸馒头CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体实验室制备二氧化碳、除水垢Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2↑固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体CuO +COΔ Cu + CO2 黑色逐渐变红色,产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属C2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O 蓝色火焰、产生使石灰水变浑浊的气体、放热酒精的燃烧Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 银白色金属表面覆盖一层红色物质湿法炼铜、镀铜Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2 红色金属表面覆盖一层银白色物质镀银Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 白色固体溶解胃舒平治疗胃酸过多HCl+AgNO3= AgCl↓+HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验Cl—的原理Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4↓+2H2O 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaClCuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液蓝色褪去、有蓝色沉淀生成CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色块状固体变为粉末、生石灰制备石灰浆Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成工业制烧碱、实验室制少量烧碱CuSO4•H2OΔ CuSO4+5H2O 白色粉末变为蓝色检验物质中是否含有水尾气回收Cl2+2NaOH=== NaCl+NaClO+H2OH2S+2NaOH=== Na2S+H2O或H2S+NaOH=== NaHS+H2OSO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)通入浓H2SO4(除水蒸气)通入碱石灰(除水蒸气)3NO2+H2O===2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),。
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。
制取气体实验教案一、实验目的本实验旨在教授学生如何制取气体、掌握制取气体的方法,了解气体的一般特性及影响气体性质的因素。
二、实验原理气体是无定形物质,无固定形状和容积。
气体的特性与其分子和分子之间的相互作用有关。
本实验中,我们尝试制取氧气、氢气和二氧化碳气体,方法分别如下:1. 制氧气:放一定量的高锰酸钾晶体在通过催化剂的作用下加热的活性炭上,使其分解成制氧气所需的氧气。
具体操作步骤如下:(1)将催化剂放入燃烧管内,底端用硅胶塞堵住,上端外套硼硅玻璃套管。
(2)称取一定量高锰酸钾放入小瓷碗中。
(3)将小瓷碗放入一面含少量水的大瓷碗中。
(4)将燃烧管固定在三角架上并点燃。
(5)将放有高锰酸钾的小瓷碗推入燃烧管,注意保持玻璃套管口外干净,避免高锰酸钾附着在玻璃上。
(6)当高锰酸钾加热到一定程度时,会分解成制氧气所需的氧气和其他气体。
此时可用燃烧管侧面喷上一点火,使氧气点燃。
(7)观察氧气燃烧的现象,可以看到蓝色的火焰。
2. 制氢气:利用锌和酸反应,使其产生氢气。
具体操作步骤如下:(1)准备锌条、HCl酸、水和试管三个物品。
(2)将一小块锌条放入试管中,加入少量的HCl酸。
(3)倾斜试管,使酸和锌彻底反应。
(4)在试管口上面用实验室胶带封上一个小棉花塞,用轻松的力度拍打试管,使氢气逸出。
(5)用一根火柴靠近氢气排气口,可以看到氢气燃烧。
3. 制二氧化碳气体:利用醋酸钠与酸反应,产生二氧化碳气体。
具体操作步骤如下:(1)准备醋酸钠、HCl酸、水和试管四个物品。
(2)取一小勺醋酸钠,加入适量的水中。
(3)在加入HCl酸之前,将试管先倒一定量的HCl酸,稍微加热一下。
(4)倾斜试管,用滴管将醋酸钠溶液分次加入,观察反应过程(注意酸滴入醋酸钠溶液时,需慢慢滴入)。
(5)将口含的气体吹入试管中,用火柴靠近口口,可以看到二氧化碳的火焰熄灭。
三、实验步骤1. 准备材料:(1)活性炭(2)高锰酸钾(3)钢笔芯或铜丝(4)燃烧管与套管(5)小瓷碗与大瓷碗(6)三角架(7)试管(8)锌条(9)HCl酸(10)水(11)胶带(12)棉花塞(13)瓶盖(14)醋酸钠2. 制氧气:(1)将活性炭放入燃烧管内,底端用硅胶塞堵住。
高中化学常见气体制备教案
一、教学目标
1. 了解常见气体的性质和结构;
2. 掌握常见气体的制备方法;
3. 能够运用化学知识解决实际问题。
二、教学内容
1. 常见气体的性质和结构;
2. 常见气体的制备方法。
三、教学重点
1. 常见气体的性质和结构;
2. 常见气体的制备方法。
四、教学难点
1. 掌握常见气体的不同制备方法;
2. 运用化学实验技术进行气体的制备。
五、教学准备
1. 实验器材:玻璃瓶、试管、漏斗等;
2. 实验药品:氢气、氧气、氮气等;
3. 实验室安全设施:护目镜、实验服等。
六、教学步骤
1. 介绍常见气体的性质和结构;
2. 分别介绍常见气体的制备方法,并进行实验演示;
3. 学生进行实验操作,制备氢气、氧气、氮气等;
4. 教师进行检查和指导,确保实验操作安全;
5. 总结常见气体的制备方法及注意事项。
七、课后作业
1. 总结常见气体的性质和结构;
2. 设计一个气体制备实验,并进行实验操作;
3. 思考不同气体之间的反应及应用。
八、教学反馈
1. 收集学生的实验结果及笔记;
2. 对学生进行实验操作的评价和指导;
3. 鼓励学生积极思考和探索。
以上为化学常见气体制备教案范本,可根据具体教学情况进行调整和完善。
高中化学气体制取原理及其装置图选取1、常见气体的制取步骤(1)气体制取装置:气体发生装置-净化装置-干燥装置-或收集装置-吸收装置(2)气体性质验证装置:气体发生装置-净化装置-(干燥装置)-性质验证装置-吸收装置2、气体发生装置(1)化学实验中需用少量气体时,可以根据原料和反应条件在实验室中进行制备,常用的制备方法。
制备方法装置图适用气体注意事项固体+固体,加热氧气,氮气,氨等1. 试管口略向下倾斜,以免管口冷凝水倒流到灼烧处而使试管炸裂。
2. 检查装置的气密性。
固体+液体,不加热块状不溶于水的固体氢气,二氧化碳,硫化氢等1.在用简易装置时,如用长颈漏斗,漏斗颈的下端应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;2. 溶于水的固体或液体与液体的混合物反应制备气体不能用启普发生器。
溶于水的固体或液体固体(液体)+液体,加热一氧化碳,二氧化硫,氯气,氯化氢等1. 只有液体时用沸石。
2. 必要时可用三通玻璃管将蒸馏烧瓶支管与分液漏斗上口相通,以防止蒸馏烧瓶内气体压力太大。
气体制备反应原理溶解性特性H2Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑难溶可燃性、还原性O22KMnO4(s)K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O22H2O+O2↑2KClO32KCl+3O2↑难溶氧化性、供呼吸N2NH4Cl(s)+NaNO2(s)NaCl+N2↑+2H2O 难溶稳定、不活泼Cl2MnO2(s)+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可溶黄绿色、氧化性、有毒气体制备反应原理溶解性特性HCl 2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑或在浓盐酸中滴入浓硫酸极易溶酸性、刺激性H2S FeS(s)+2HCl==H2S↑+FeCl2可溶臭鸡蛋味、还原性、剧毒NH32NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)CaCl2+2NH3↑+2H2O或在碱石灰中滴入浓氨水极易溶易液化、弱碱性、刺激性CH4CH3COONa(s)+NaOH(s)Na2CO3+CH4↑难溶可燃C2H4CH3CH2OH C2H4↑+H2O难溶略有甜香气味C2H2CaC2(s)+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2 微溶可燃、加成COHCOOH H2O+CO↑难溶剧毒、可燃、还原CO2CaCO3(s)+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O 可溶弱酸性、不支持燃烧SO2Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2OCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O易溶漂白性、有毒、刺激性NO 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OFe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O难溶剧毒、易被氧化NO2Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OFe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3H2O+3NO2↑Fe+4HNO3(浓)Fe(NO3)2+2H2O+2NO2↑易溶有毒、氧化性、红棕色、刺激性3、冷凝回流装置、冷却装置用于气体发生装置上部,冷凝回流易挥发的反应物用于流程中间,冷凝分离易液化的气体4、净化装置与干燥装置洗气瓶液体除杂剂(不加热)U形管干燥管固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)体性质选用浓硫酸、无水氯化钙、碱石灰等吸收水汽。
通常可使用洗气瓶、U形管或干燥管等仪器进行净化或干燥。
液体(如水、浓硫酸等)一般装在洗气瓶内,无水氯化钙和碱石灰等固体装在U形管或干燥管内。
气体中如还有其他杂质,则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或干燥剂进行处理。
(2)净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。
一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
(3)常用的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、硅酸胶体。
酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,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显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。
(4)净化与干燥注意事项一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。
在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。
有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂,不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI、SO3、C2H4等。
能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3)。
5、收集装置收集方法实验装置典型气体适用气体注意事项排水集气法H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CH≡CH难溶于水的气体1.集气瓶应先装满水,不能有气泡。
2. 停止收集时,应先拔出导管或者移走水槽,才能移开灯具。
向下排气法H2、NH3、CH4CH≡CH比空气轻的气体1. 集气导管应尽量接近集气瓶底。
2. 在空气中易氧化的或密度与空气接近的气体不宜用排气法,如一氧化氮等。
向上排气法Cl2、HCl、CO2、SO2、O2、H2S 比空气重的气体(2)能溶于水且溶解度不大的气体,可以用排某些饱和溶液的方法收集。
如:CO2可用排饱和碳酸氢钠溶液法收集;Cl2可用排饱和食盐水法收集。
(H2S呢?)(3)Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均有毒,最好用下图装置用排气法收集:a口进气,b口出气,b口应连接尾气处理装置,防止有毒气体排入空气。
(4)用排水法收集满气体后,怎样从水槽中取出集气瓶?用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有玻璃片的集气瓶放在桌上(考虑气体密度确定瓶口在上在下)。
6、防倒吸装置(1)将装置切断:将有可能产生液体倒吸的系统切断,以防止液体倒吸,如用排水法收集气体,当实验结束时,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。
(2)设置防护装置①倒立漏斗式:如图甲所示,这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液对气体的吸收。
当易溶性气体被吸收液吸收时,导管内压强减少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。
②肚容式:如图乙所示,当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后,导气管内压强减少,使吸收液倒吸进入干燥管,吸收液本身质量大于干燥管内外压强差,吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液的倒吸。
这种装置与倒立漏斗很类似。
③蓄液式:如图丙所示,当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。
这种装置又称安全瓶(两管都要高)。
④平衡压强式:如图丁所示,为防止反应体系中压强减少,引起吸收液的倒吸,可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置,起着自动调节系统内外压强差的作用,防止溶液的倒吸。
7、尾气吸收装置(1)基本原则对于有毒、有害的气体尾气必须点燃或用适当的溶液加以吸收,使它们变为无毒、无害、无污染的物质。
如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。
(2)常用装置①对于极易溶于水的气体可用水吸收,用装置(2)、(3),防止倒吸〖其中装置(3)用于吸收少量气体,效果不如(2)好〗,例如HCl、HBr、NH3。
②对于溶解速率不快的气体可用装置(1),一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收,例如:Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。
③对于可燃性有毒气体,可用装置(4),经点燃除掉,例如:CO。
也可以用气囊加以收集。
8、气体体积的测量对于难溶于水且不与水反应的气体,可借助排出水的体积,用量筒或滴定管测定,从而确定气体的体积。
要求量器中的液面与瓶内的液面相平。
常用的测量装置如下:9、气密性的检验(1)、基本方法:①受热法:将装置只留下1个出口,并先将该出口的导管插入水中,后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等),使装置内的气体膨胀。
观察插入水中的导管是否有气泡。
停止微热后,导管是否出现水柱。
②压水法:如启普发生器气密性检查③吹气法(不常用,略)(2)、基本步骤:①观察气体出口数目,若有多个出口,则通过关闭止水夹.分液漏斗活塞或用水封等方法,只装置只剩一个气体出口。
②采用加热法、水压法、吹气法等进行检查③观察气泡、水柱等现象得出结论。
注:若连接的仪器很多,应分段检查。
(3)、实例【例1】如何检查图A装置的气密性图A 图B方法:如图B将导管出口埋入水中,用手掌或热毛巾焐容积大的部位,看水中的管口是否有气泡逸出,过一会儿移开焐的手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。
若焐时有气泡溢出,移开焐的手掌或毛巾,有水柱形成,说明装置不漏气。
【例2】请检查下面装置的气密性方法:关闭分液漏斗活塞,将将导气管插入烧杯中水中,用酒精灯微热园底烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热,有水柱形成,说明装置不漏气。
【例3】启普发生器气密性检查的方法,图A 图B 图C方法:如图所示。
关闭导气管活塞,从球形漏斗上口注入水,待球形漏斗下口完全浸没于水中后,继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处,做好水位记号静置几分钟,水位下降的说明漏气,不下降的说明不漏气。
【例4】检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性。
方法1:同启普发生器。
…若颈中形成水柱,静置数分钟颈中液柱不下降,说明气密性良好,否则说明有漏气现象。
方法2:向导管口吹气,漏斗颈端是否有水柱上升用橡皮管夹夹紧橡皮管,静置片刻,观察长颈漏斗颈端的水柱是否下落若吹气时有水柱上升,夹紧橡皮管后水柱不下落,说明气密性良好。
【例5】检查图A所示简易气体发生器的气密性。
图A 图B方法:关闭K,把干燥管下端深度..浸入水中(图B所示),使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面,静置一段时间,若液面差不变小,表明气密性良好。
【例6】图A 图B方法:如图所示。
关闭导气管活塞,从U型管的一侧注入水,待U型管两侧出现较大的高度差为止,静置几分钟,两侧高度差缩小的说明漏气,不缩小的说明不漏气。