《气体的制备》专题复习教学设计.docx
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《气体的制备》专题复习教学设计
《气体的制备》专题复习教学设计
教学目标:
1.知识技能:
复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识,掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。
2.能力培养:
通过对常见气体实验室制法的复习,培养学生选择仪器装置,解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。
3.科学思想:
通过对气体制备有关知识的整理,使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。
4.科学品质:
通过对气体制备的各种仪器装置的探讨,激发学生的发散性思维。
科学方法:
通过对气体制备的各种仪器装置的探讨,指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点,选择、组装各种装置的一般方法。
重点、难点:
对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨;激发学生学习兴趣,培养学生发散性思维。
教学过程设计
教师活动
【投影】
【提问】
1.这套装置在实验室用于制取什么气体?
学生活动
观察、思考、回答:
1.制氯气。
2.要制得纯净的氯气,请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么?
2.B装置应装饱和食盐水,用来吸收挥发出来的HCl气体;C装置应装浓硫酸,用来吸收Cl2中的水分;D装置是用向上排空气法收集Cl2;E装置应装NaOH溶液,用来吸收多余的Cl2,避免有毒气体排入空气。
【提问】通过上述实例可以看出,实验室制取纯净的气体一般有几个环节?
思考、回答:
实验室制取纯净的气体一般有以下环节:
(1)气体的发生;
(2)气体的净化;
(3)气体的收集;
(4)尾气的处理(对于有毒气体)。
【组织讨论】分小组进行,要求:
1.气体发生装置通常可分成几种类型?
将各类型的装置示意图画出来。
分类的依据是什么?
2.每种类型可制备什么气体?
3.使用注意事项及原因。
说明:
示意图的画法(以上面制取Cl2的装置为例)。
指导学生讨论,将学生画的图展示出来,评价。
思考、讨论、画图;小组代表回答:
类型有:
(1)固-固加热型:
可制O2、CH4、NH3等;
使用注意:
1.试管口略向下倾斜;
2.试管内导管刚伸出胶塞即可;
3.用酒精灯外焰加热。
(2)固-液不加热型:
可制H2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等;
使用时注意:
长颈漏斗下端管口伸入液面以下。
(3)固-液或液-液加热型:
可制Cl2、HCl等。
使用时注意:
1.组装装置接从下到上的顺序;
2.加热应垫石棉网;
3.烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。
分类依据:
反应物的状态和反应条件是否加热。
【提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置,能否说明它适合发生什么样的气体?
它的优点是什么?
(同时展示启普发生器的仪器图)
回答:
启普发生器适合常温下块状固体与液体反应,且难溶或不易溶于水的气体,如:
H2、CO2、H2S。
它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止,操作简便。
【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置?
讨论、回答:
能。
画出装置图:
【提问】使用装置①时要注意什么?
回答:
长颈漏斗必须伸到隔板下面,否则无法控制反应,而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。
【设疑】属于固一液不加热反应,但不能用启普发生器发生的气体有哪些?
可用什么装置?
设计、回答:
不能用启普发生器发生的气体有SO2、C2H2、NO、NO2等。
可用以下装置:
此为简易装置,无隔板,无活塞,不能控制反应的发生或停止。
若将长颈漏斗改为分液漏斗,分液漏斗可控制液体滴入的量,从而调节反应产生气体量。
【提问】实验室制C2H4属于液-液加热制气,其装置有何特点?
操作时需注意什么?
思考、回答:
实验室制C2H4需要控制温度(170℃)应加温度计;温度计的水银球应插入液面下。
【评价】很好。
我们掌握一类事物既要认识共性,又要抓住特点。
【启发讨论】在固(液)—液加热制气时,如果气体产生较快,或所连装置较多,烧瓶内气压较高,分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。
如何解决这一问题,使分液漏斗中的液体顺利滴下?
学生设计方案。
交流各自的方案。
最简单方便的方案是:
【评价】学生所设计的各种方案,指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。
【练习】在实验室,制备O2、Cl2、HCl、NH3有什么合理、简单、快速的方法,用到哪类装置?
思考、回答:
(1)向MnO2中滴加H2O2可制氧气;
(2)向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制Cl2;
(3)向浓盐酸中滴加浓H2SO4可制HCl;
(4)向NaOH溶液中滴加浓氨水可制NH3。
以上制备方法均用固—液不加热型装置。
【启发练习】如果要收集纯净的气体,须除杂质和干燥气体。
试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置:
思考、回答:
【投影】气体(所含杂质)除杂试剂和装置
①CO(CO2)
②CO2(H2O)
③Cl2(HCl)
④N2(O2)
⑤SO2(HCl)
①碱石灰 干燥管
NaOH溶液 洗气瓶
②浓H2SO4 洗气瓶
③饱和NaCl溶液 洗气瓶
④铜网(灼热)硬质 玻璃管
⑤NaHSO3溶液 洗气瓶
【提问】气体净化的原则是什么?
讨论、回答:
1.尽量用化学方法;一般酸性气体杂质用碱性试剂除去,还原性气体杂质用氧化性试剂除去;
2.净化试剂只与杂质发生反应;
3.不生成新的杂质。
【提问】气体净化常用装置是什么?
画出装置图。
分几类?
回答:
气体净化装置有:
分两类:
1.用固体物质除去气体杂质(包括水蒸气);如图
(1)、
(2)、(3)。
2.用液体物质除去气体杂质(包括水蒸气);如图(4)。
【启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。
【例题】为除去O2中少量的CO2和水蒸气,应采用的装置是 [ ]
其中左边试管盛[ ],右边试管盛[ ]。
从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。
思考、回答:
选D;甲试管盛NaOH溶液,乙试管盛浓硫酸。
应注意:
1.洗气瓶使用时应长管进气、短管出气;
2.净化包括除杂和干燥,一般先除杂后干燥。
【启发提问】净化后的气体就可以收集,那么常用的收集方法和装置有哪些?
依据什么来选择适合的方法及装置?
思考、回答:
气体收集装置有
两类方法:
1.排水法:
用于收集不易溶于水的气体,例如,H2、O2、CH4、NO、C2H4、C2H2等[如图
(1)]。
2.排空气法:
(1)向上排空气法:
用于收集密度大于空气的气体,例如O2、CO2[如图
(2)]。
(2)向下排空气法:
用于收集密度小于空气的气体,例如H2、NH3、CH4[如图(3)]。
选择依据:
气体的溶解性和对空气的密度。
【提问】
下列气体在收集时须注意什么?
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2
回答:
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均属于能溶或易溶于水的气体,不宜用排水法,而且它们均有毒,不能用装置
(2),应用以下装置:
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。
【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体?
怎样使用?
回答:
若烧瓶是干燥的,a口进气,瓶口向上或b口进气,瓶口向下,可收集密度大于空气的气体,如CO2;a口进气,瓶口向下或b口进气,瓶口向上,可收集密度小于空气的气体,如H2、NH3、CH4。
若烧瓶中充满水,瓶口向上,b口进气或瓶口向下,a口进气,可收集难溶于水的气体,如H2、CH4、CO、NO等。
【设疑】如图装置:
上述收集装置中干燥管的用途是什么?
回答:
干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内,从而保证收集到干燥的气体。
【提问】金属钠与水反应生成H2,如何收集?
回答:
用图5-17装置:
【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。
尾气处理常用装置有哪些?
如何选择?
试举例。
思考、回答:
尾气处理常用装置有:
选择原则:
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],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。
【小结】制备气体的各个环节是有联系的,在解决具体问题时,要综合考虑。
但有时并不要求完整地制备气体,而是制出气体后进行一系列的性质实验,所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形,因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。
聆听、理解、记忆。
精选题
一、选择题
1.图5-19装置可用于 [ ]
A.加热NaHCO3制CO2
B.用铜和稀硝酸反应制NO
C.用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D.用NaCl与浓硫酸反应制HCl
2.按下述方法制备气体,合理而又实用的是 [ ]
A.锌粒与稀硝酸反应制备H2
B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl
C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D.大理石与浓硫酸反应制备CO2
3.图5-20是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。
下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是 [ ]
A.铜屑和浓硝酸
B.二氧化锰和浓HCl
C.电石和水
D.碳酸钙和稀盐酸
4.现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气,将氯气经过净化装置、干燥装置后,再跟灼热的铜屑反应,以制取氯化铜固体,最后还应连接尾气吸收装置,以保护环境。
在尾气吸收装置中,若只有以下试剂,你认为不适宜的试剂是 [ ]
A.溴化钠溶液
B.氢氧化钠溶液
C.氯化钠溶液
D.硫酸亚铁溶液
5.实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂,从欠缺试剂的角度来看(实验仪器齐全),无法进行的实验项目是 [ ]
A.制取氢气
B.制取碳酸钠
C.制取氯化铜
D.测定盐酸的浓度
6.如图5-21装置,红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧,当燃烧结束后同时打开两个夹子,可看到 [ ]
A.水同时流入a、b两集气瓶
B.水只流入a集气瓶
C.水只流入b集气瓶
D.a、b集气瓶中都无水流入
7.某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品,可以制备下列各组气体的是 [ ]
A.H2、NO2、CH4
B.HCl、Cl2、O2
C.H2、CO2、H2S
D.C2H2、NH3、C2H4
8.当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时,为得到干燥纯净的氢气,操作步骤和顺序完全正确的是(每一步只除去一种杂质) [ ]
①通过装浓硫酸的洗气瓶②通过装水的洗气瓶③通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶④通过灼热的氧化铜⑤通过装硫酸铜溶液的洗气瓶⑥通过装有五氧化二磷的干燥管