高考化学大一轮复习专项提升4常见气体的实验室制备与检验课件鲁科鲁科高三全册化学课件

装置
向上排
空气法
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
一氧 3Cu+8HNO3(稀)
化氮 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
乙烯 C2H5OH
CH2↑+H2O
固+液
排水法
气
CH2
排水法
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①氯气有毒,注
意尾气用 NaOH
溶液吸收
②收集 NO 用排
气体
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Cl2、HCl、
CH2 CH2 等
装置
固体反应物(加热)
类型
固液反应物(不加
固液反应物(加热)
热)
(1)可通过分液漏
(1)试管口应稍向下倾
斗来控制液体用 (1)可通过分液漏
斜,以防止产生的水
量和气体的生成 斗来控制液体用
蒸气在管口冷凝后倒
速率。
量和气体的生成
向下排 一团棉花放在
空气法 管口,以防固体
粉末进入导管
气体 反应原理
名称 (化学方程式)
氢气
硫化
氢
二氧
化碳
Zn+H2SO4(稀)
ZnSO4+H2↑
FeS+H2SO4(稀)
FeSO4+H2S↑
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
Na2SO3+H2SO4(浓)
二氧 Na2SO4+SO2↑+H2O
这种现象,积极思考、提问、讨论、分析与总结。
核心素养2:科学探究与创新意识
气体制备与性质实验中,参与实验设计和探究,是满足研究和创造需求,发
展科学探究能力和创新意识的核心所在。在具体的实验中,要善于发现和提出
有探究价值的问题,设计并优化实验方案,完成实验操作。能对观察记
录的实验信息进行加工并获得(huòdé)结论;要善于在合作中分享实验探究
原因是
。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性 FeO2>MnO
4
4 ,验证实验如下:
将溶液 b 滴入 MnSO4 和足量 H2SO4 的混合溶液中,振荡后溶液呈浅
紫色。该现象能否证明氧化性 FeO24 >MnO4 。若能,请说明理由;若
不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:
。
解析 (1)①装置A中浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和
流而引起试管破裂。
(2)分液漏斗可改 速率。
(2)铁夹应夹在距试管
用长颈漏斗,但漏 (2)若被加热液体
口 l/3 处。
操作
斗颈的下口应伸 沸点较低,烧瓶中
(3)胶塞上的导管伸入
要点
入液面以下,否则 要加碎瓷片或沸
试管里面不能太长,
起不到液封的作 石。
否则会妨碍气体的导
用。
(3)若用排水法收
出。
(3)反应容器可视 集气体,停止加热
(2)安装顺序:由下向上,由左向右。
(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品→进行实验。
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2.气体发生装置(zhuāngzhì)的类型
(1)装置基本类型:
装置 固体反应物
类型 (加热)
固液反应物
(不加热)
固液反应物
(加热)
装
置
示
意
图
典型
O2、NH3、CH4 等 H2、CO2、H2S 等
常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类(sān lèi):
①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶等。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等。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。
氧气
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
排水
法、向
上排空
固+固 气法
2NH4Cl+Ca(OH)2
氨气 CaCl2+2NH3↑+2H2O(不用
NaOH,因其在加热时对玻璃
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腐蚀较大)
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①催化剂
MnO2 可用
CuO、Fe2O3 等
代替。
②加热
气
KMnO4 时可用
致的,故题述现象能证明氧化性 FeO24 >MnO4 。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性
溶液中快速产生O2,在碱性(jiǎn xìnɡ)溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是
(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用(suǒ yònɡ)试剂。
③C中得到紫色固体和溶液,C中Cl2发生的反应有
(4)若用排水法收集气
制气量的多少选 前,应先将导气管
体,停止加热前,应先
择试管、广口
从水中取出
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将导气管从水中取出
瓶、烧瓶等
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(2)几种气体(qìtǐ)制备的反应原理。
气体 反应原理
名称 (化学方程式)
2KClO3
反应 收集方
操作注意事项
装置 法
2KCl+3O2↑
产生(用方程式表
示)。
ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是
。
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考情概览
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②根据 K2FeO4 的制备实验得出:氧化性 Cl2
FeO24 (填
“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2 和 FeO24 的氧化性强弱关系相反,
水法,既可防止
NO 被氧化,又可
除去可能混有
的 NO2
3.气体的净化、干燥及其所用(suǒ yònɡ)装置
(1) 除杂装置基本类型:根据净化药品的状态及条件来设计。
装置类型及
适用范围
液体除杂剂
(不加热)
固体除杂剂(加
固体除杂剂(不加热)
热)
装置
示意图
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(2)气体干燥剂的类型及适用对象。
的分析与说明;学会运用分析、推理等方法去认识研究对象的本质特征、构
成要素及其相互关系,解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
核心素养4:科学态度与社会责任
所谓的社会责任,就是要培养学生具有终身学习的意识和严谨求实的科
学态度;具有关注与化学有关的社会热点问题的能力;具有环境保护、
合理开发、持续发展、绿色化学的观念;具有热爱化学与赞赏化学对社会
(1)收集的方法:根据气体的溶解性或密度确定收集的方法。
①易溶于水或与水反应(fǎnyìng)的气体:用向上(或下)排空气法。
②与空气成分反应或与空气密度相近的气体:排水(液)法。
③两种方法皆可用时,排水法收集的气体较纯。若欲制取的气体要求
干燥,用排空气法或排非水溶剂法。
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3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH==2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有 。
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考情概览
(2)探究(tànjiū)K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中
含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
的成果,不断完善与改进实验探究的设想,养成独立思考、敢于质疑的学习
习惯。
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核心素养3:证据推理与模型认知
气体制备与性质实验中,能让学生学会通过观察、实验等手段收集
证据,基于事实和证据说明化学现象的本质;学会运用事实证据、物质的性
质和化学变化的规律,对有关物质的性质和变化的实际问题作出有理有据
(四)
备
常见气体
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(qìtǐ)
的实验室制
常见气体的制备是高中化学实验中重要的组成部分,通过气体的制备
实验能有效提升学生的化学核心素养。
核心素养的认知与形成
核心素养1:变化观念与平衡思想
气体制备与性质实验中,常出现实际的实验现象与预测的实验现象或理论
知识不相符的情况,这其中就蕴含着“变化观念”的哲理。学习中要善于抓住
浓硫酸干燥NH3、H2S、HBr、HI等气体。
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(3)气体净化与干燥装置的连接次序。
①洗气装置总是进气管插入接近瓶底,出气管口略出瓶塞。干燥管总
是大口进气,小口出气。
②一般情况下,若采用溶液作除杂试剂(shìjì),则要先除杂后干燥;若采用
加热除去杂质,则是先干燥后加热。
③对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),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可用点燃的
方法将其转化为CO2气体。
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4.收集装置
方案Ⅰ 取少量 a,滴加 KSCN 溶液至过量,溶液呈红色。
用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体,再用 KOH 溶液将
方案Ⅱ K2FeO4 溶出,得到紫色溶液 b。取少量 b,滴加盐酸,有 Cl2
产生。
ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有
离子,但该离子的产生不
能判断一定(yīdìng)是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由
水,反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+ 5Cl2↑+8H2O;②装置B
的目的是用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体;③氯气还可能与氢氧化钾
(qīnɡ yǎnɡ huà jiǎ)溶液反应生成氯化钾、次氯酸钾和水;
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考情概览
密度小于空气
的气体
5.尾气处理装置及安全装置
尾气的处理方法:直接排放(pái fànɡ)、直接吸收、防倒吸吸收、燃烧处理。
处理装置:
(1)直接吸收。
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(2)防止倒吸装置的设计。
在某些实验中,由于吸收液的倒吸,会对实验产生不良的影响,如玻璃仪
器的炸裂,反应试剂的污染等,因此,在有关实验中必须采取一定(yīdìng)的措施防
化硫 Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
二氧 Cu+4HNO3(浓)
化氮 Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
12/11/2021 CaC2+2H2O
乙炔
Ca(OH)2+CH≡CH↑
反应
收集方法
装置
排水法、
向下排
空气法
向上排
空气法
向上排
空气法
固+液
→气
向上排
空气法
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止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用的措施有:
a切断装置;
b设置防护装置。
常见防倒吸装置:
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(3)防污染安全装置:燃烧(ránshāo)处理或用袋装
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考情概览
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典例(2018北京理综,28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性气体,如O2、H2、CH4
等。
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。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),不能用
向上排
空气法
排水法
操作注意事项
①制 H2 时,不用
氧化性的酸,可加
少量 CuSO4 利用
原电池原理来加
快反应速率。
②制 CO2 时不能
用硫酸,生成的
CaSO4 微溶会覆
盖在 CaCO3 表面
阻止反应进行。
③制乙炔时,用饱
和食盐水代替水
可得到平稳的乙
炔气流
气体 反应原理
名称 (化学方程式)
氯气
反应
收集方法 操作注意事项
(2)装置基本(jīběn)类型:
装置
类型
排水(液)集气法
向上排空气集气法 向下排空气集气法
适用
范围
不溶于水(液)
的气体
密度大于空气
的气体
典型
气体
H2、O2、NO、CO、
Cl2、HCl、CO2、
CH4、CH2 CH2、
H2、NH3、CH4
SO2、H2S
CH≡CH
装置
示意
图
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溶液洗涤高铁酸钾固体,目的是洗去固体表面附有的次氯酸钾,排除
氯气的生成是因为次氯酸钾的缘故;②由高铁酸钾的制备方程式可
知氯气在碱性条件下的氧化性强于高铁酸根;方案Ⅱ说明在酸性条
件下高铁酸根氧化性强于氯气;③紫色的 FeO24 在酸性溶液中快速
产生 O2,不能稳定存在,则溶液呈浅紫色,一定是由生成的 MnO24 导
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(2)①ⅰ.方案Ⅰ中滴加 KSCN 溶液至过量,溶液变红色,说明溶
液中有 Fe3+存在;Fe3+的生成可能是高铁酸钾氧化溶液中 Cl-的缘故,
也可能是高铁酸钾在酸性条件下生成 Fe3+和 O2 的原因,反应的离子
+
3+
方程式为 4FeO24 +20H ==4Fe +3O2↑+10H2O;ⅱ.方案Ⅱ用氢氧化钾
发展的重大贡献,且勇于承担责任的精神(jīngshén)。
气体制备与性质实验中,要尊重实验事实,要有严谨求实的科学态度;合理
使用化学药品,设计微型化、经济型和环保型的实验方案,并养成节约药品的
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习惯和环保意识。
第三页，共三十七页。
1.气体实验(shíyàn)装置的设计
(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置。