高中化学学案常见气体的实验室制法含答案.docx

高中化学学案常见气体的实验室制法含答案.docx

《高中化学学案常见气体的实验室制法含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学学案常见气体的实验室制法含答案.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中化学学案常见气体的实验室制法含答案

常见气体的实验室制法编号36

【学习目标】

1、掌握常见气体的实验室制法。

2、小组合作探究实验装置的用途及其方案的设计、评价。

3、以极度的热情投入课堂，不断体验收获的快乐。

【使用说明】利用二节课完成。

第一节课认真阅读课本完成基础自学部分，最后10分钟据答案自纠整理学案；第二节课完成剩余部分，下课收齐。

标有★★的B层可不做，标有★或★★的C层可不做。

【基础自学】

a、常见气体的实验室制法装置的安装顺序:

b、操作顺序:

装置连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→气体制取

一、常见气体的制取装置

1、固＋固（加热）：

适用于制O2、NH3

制备原理：

①制氧气：

          ______________            ；

　　②制氨气：

                                     ；

2、固＋液体（不加热）：

适用于制CO2、H2

制备原理：

①制氢气：

          ______________    ______     ；

　　②制二氧化碳：

                                   .

3、固＋液或液＋液（加热）：

适用于制Cl2

氯气的制备原理___________________________

二、气体的除杂、干燥、收集、测量、尾气处理等装置

1、气体的除杂方法

除杂原则：

①不损失主体气体②不引入新的杂质③在密闭装置内进行④先除易除的气体。

CO2（HCl）________________Cl2（HCl）________________

N2（O2）______________NH3（H2O）__________________

2、气体的干燥

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H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓硫酸干燥）

常见干燥剂及气体的干燥

液态干燥剂

固态干燥剂

装置

常见干燥剂

浓硫酸

无水氯化钙

碱石灰

不可干燥

气体

3、气体的收集（从以下气体中选择：

H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4）

⑴收集装置选择的原则是根据气体的溶解性和气体的密度以及气体的毒性等。

只能用排水法收集的是_____________________只能用排空气法收集的是_________________________

⑵可用排溶液法收集的是：

Cl2（）、CO2（）、SO2（）

⑶向上排空气法：

式量大于29的气体。

如_________________________________________

典型装置是_____

⑷向下排空气法：

式量小于29的气体。

如____________________________________________

典型装置是_____

       　       　        　 a

      b

ABCDE

（5）按气体收集方法列举常见气体填入表格内

E（a进b出）

E（b进a出）

4、气体的测量

对难溶于水且不与水反应的气体，往往借助其排出水的体积，用量筒测定，从而确定气体的体积；读取读数时，要使_________________________________，消除水位差造成的误差.

5、尾气的处理方法

（1）对于极易溶于水的尾气，如NH3、HCl、HBr等。

可采用防倒吸装置吸收，可用水。

（2）对于溶解度不大的尾气。

如Cl2、H2S、SO2等可直接将出气管

插入吸收剂液面中吸收，吸收剂可用____________________.

（3）对于有毒且易燃的气体，如CO等，可采用在尾气出

口处放置一____________使CO燃烧转变为无毒CO2气体，或者用一气球收集。

6、防堵塞安全装置

7、液封装置

例：

某同学想用右图装置制取CO2，组长指出，这需要太多的稀盐酸才能淹没漏斗的下管口，起到液封的作用。

选用一种仪器，加在右上图装置上，既解决了液封的问题，又减少酸的用量，请把该仪器画在图中应该放置的位置.

注意：

（1）检验气体的纯度，点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO等）的装置前，必须检验气体的纯度，例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时需要加热金属氧化物，在操作中，应当先__________________，将装置中的空气排干净后，检查气体是否除净，待气体纯净后，再

_______________________________.

（2）加热操作先后顺序的选择。

若气体发生需加热，应先用酒精灯加热发生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：

一则防止爆炸（如氢气还原氧化铜）；二则保证产品的纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。

例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3,实验时应首先点燃_________________，生成的CO赶空气后，再点燃___________________，但熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：

在还原性气体中冷却Fe,可防止灼热的Fe在被空气中的O2氧化，并防止石灰水被倒吸。

（3）拆卸时的安全性和科学性。

实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管移出后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后再停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要先清洗、干燥、归位。

【合作探究】

1、

（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、

能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置，应选用仪器是　_________　（填编号）

abcdefgh

⑵若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀H2SO4、浓HNO3、水、块状纯碱、块状石灰石，比较合理的方案中应选用的药品是　　　　　　　　　　　　　。

2、实验室用氨气还原氧化铜的办法测定铜的近似相对原子量，反应的化学方程式为：

2NH3＋3CuO

N2＋3Cu＋3H2O，试回答：

（1）如果选用反应物CuO和生成物H2O质量（mH2O，mCuO）时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。

abcd

①仪器连接顺序（用字母编号表示，仪器可重复使用）：

。

d中浓硫酸的作用是：

。

实验完毕时观察到a中的现象是：

。

②列出计算Cu的原子量的表达式：

铜的原子量＝

③下列情况将使测定结果偏大的是：

（a）CuO未被全部还原（b）CuO受潮（c）CuO中混有Cu

（2）如果仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量有：

（a）mCuO和mCu（b）mN2和mH2O（c）mNH3和mH2O

【课堂训练】

1、下图中装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集（不考虑尾气处理）气体。

该装置可用于（）

A、锌和盐酸生成氢气B、二氧化锰和浓盐酸生成氯气

C、碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D、生石灰和浓氨水生成氨气

2、下图是一套实验室制备气体的装置。

利用这套装置快速制取少量O2、C12、HCI、NH3则下列选项中错误的是（）

（2图）（1图）

选项

制取的气体

选择的试剂

仪器中A所放试剂

仪器中B所放试剂

A

O2

H2O2

MnO2

B

Cl2

浓HCl

KMnO4

C

HCl

浓硫酸

浓盐酸

D

NH3

浓氨水

浓硫酸

3、不能用同种方法收集的同组气体是（）

A、O2和H2B、C12和CO2C、NH3和NOD、NO2和HCl

4、用同一套实验装置能够制备的同组气体是（）

A、H2O2与MnO2制O2和Fe与稀硫酸制H2

B、KClO3与MnO2制O2和CaCO3与稀盐酸制CO2

C、铜与浓硝酸制NO2和加热NaHCO3制CO2

D、铵盐与消石灰制NH3和浓氨水与碱石灰制NH3

5、设计学生试验要注意安全、无污染、现象明显。

根据启普发生器原理，可用

底部有小孔的试管制简易的气体发生器（见上图）。

若关闭K，不能使反应停止，

可将试管从烧杯中取出（会有部分气体逸出）。

下列气体的制取宜使用该装置的是（）

A．用二氧化锰（粉末）与双氧水制氧气B．用锌粒与稀硫酸制氢气

C．用硫化亚铁（块状）与盐酸制硫化氢D．用碳酸钙（块状）与稀硫酸制二氧化碳

6、化学实验室制取气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。

请从下图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。

（仪器可重复使用，固定装置不必画出）

7、现用U型管（用硬质玻璃管弯制）、干燥管、酒精灯、

胶塞和玻璃导管等仪器设计下图装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）补充完成下列实验步骤：

①检查装置的气密性，方法是__________________________

__________________________________________________________________

②打开活塞A，从U型管长管一端注入稀硝酸，一直注到为止。

③关闭活塞A，用酒精灯在U型管短管一侧加热，当观察到______现象时，立即停止加热。

（2）记录描述观察到的实验现象：

①可在U型管短管上方观察到__色气体产生。

若铜丝和稀硝酸均未完全反应，在__________________________________________________________时反应也可自行停止。

②反应自行停止后，如果慢慢打开活塞A，可立即观察到_____

。

以上现象说明

8、已知氨气和氧化铜反应可以制备氮气：

2NH3＋3CuO＝3Cu＋3H2O＋N2，纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成氢氧化镁和氨气。

某化学小组同学设计如下两个制备氮化镁的实验方案，请见实验方案装置图（夹持及加热仪器没有画出），且在实验前系统内的空气均以排出。

（方案一）用浓氨水逐滴加到新制的生石灰中制氨气，其实验方案见下图，并回答有关问题：

（1）该方案中，组装氨气的发生装置需要哪些仪器？

（2）该实验完成后，能否得到纯净的氮化镁（填“能”或“不能”）；用文字简述其理由；

（3）装置C的作用是；

（4）装置D中盛放的试剂，其作用；

（5）装置E中盛放的试剂，其作用；

（方案二）用硫酸铵固体与消石灰共热制备氨气，其实验方案见下图，已知：

6NH3＋3Mg

3Mg（NH2）2＋3H2↑。

请回答下列有关问题：

（1）请在框图中画出氨气的发生装置图；

（2）该设计方案存在的主要问题是；

会造成什么后果；

解决上述问题的最佳方案是；

（3）实验时，若在标准状况下制得6.72LNH3，则理论上可制得氮化镁g。

9、过碳酸钠（Na2CO4）和盐酸反应的化学方程式是：

2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。

商品过碳酸钠固体中往往含有少量的碳酸钠，为了测定其纯度，现称0.9g样品进行实验，供选用的仪器及试剂如下图所示：

ABC

EF

碱石灰

①②③④无水CuSO4

GHJKLM

5%NaOH水饱和Ca（OH）2溶液

⑤⑥⑦⑧⑨

（1）为了使实验尽可能简单，应选用的装置是_________________________（填编号）。

（2）所选用的装置连接的顺序是_________________________（填字母，胶管已略去）。

（3）为了通过计算求出样品的纯度，应测定的物质名称及物理量分别是___________。

（4）实验室有50mL、100mL、500mL三种规格的量筒，该实验应选用的量筒的规格是_______，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

（5）在测定氧气的体积之前是否需要排尽烧瓶中的空气？

__________________

（6）若产生氧气m克，则过碳酸钠的纯度为__________________

高三化学一轮复习学案答案编号36

一、1、2KClO3

2KCl＋3O2↑Ca（OH）2＋2NH4Cl

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

2、Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑

3、4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

二、1、CO2（HCl）盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶

Cl2（HCl）盛有饱和食盐水的洗气瓶

N2（O2）通过装有灼热的Cu网

NH3（H2O）通过盛有碱石灰的干燥管

2、

液态干燥剂

固态干燥剂

装置

常见干燥剂

浓硫酸

无水氯化钙

碱石灰

可干燥气体

H2、O2、Cl2、SO2、CO2

CH4、N2、CO

H2、O2、Cl2、SO2、CO2

CH4、N2、CO

H2、O2、NH3、N2、CO

CH4

不可干燥

气体

NH3、H2S、HBr、HI

NH3

Cl2、H2S、HCl、SO2

CO2

3、⑴只能用排水法收集的是CO、NO、N2、C2H4；

只能用排空气法收集的是NH3、H2S、HCl、NO2

⑵Cl2（排饱和食盐水）、CO2（排饱和NaHCO3溶液）、SO2（排饱和NaHSO3溶液）

⑶向上排空气法如O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2、HCl等；典型装置是:

B

⑷向下排空气法：

如H2、CH4、NH3等；典型装置是CD

（5）O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2（只用排空气）、HCl;H2、CH4、NH3

4、量筒与广口瓶中的液面保持水平

5、NaOH溶液点燃的酒精灯

注意：

通入气体点燃酒精灯加热金属氧化物。

CO发生装置的酒精灯加热Fe2O3的酒精灯

【合作探究】

1、

（1）acde⑵块状石灰石、浓硝酸、水

2、

（1）①bcacd吸收未反应的氨气，防止空气中的水分进入c装置固体由黑色变为红色

②18mCuO/mH2O－16③（a）（c）

（2）（a）

【课堂训练】

1-5ADCAB

6、

7、

（1）①关闭玻璃管活塞A，向U型管长管一端加水至液面高于短管，静置一段时间后，若两管中液面高度差不变，则不漏气。

②U型管短管内液面接触到活塞A③铜丝上有气泡

（2）①无；NO将硝酸溶液排入长管，使硝酸与铜脱离接触②U型管长管内液面下降，短管内液面上升，干燥管的球型容器中有红棕色气体生成；Cu与稀HNO3反应生成的气体为NO。

8、（方案一）

（1）平底烧瓶（锥形瓶，集气瓶），分液漏斗，双孔橡皮塞，导气管或（试管）圆底烧瓶，附有铁架台，铁夹。

（2）不能；F装置后缺少一个干燥装置，部分Mg3N2与空气中水蒸气发生水解反应生成氢氧化镁导致产品不纯。

（3）安全瓶，防D中溶液倒吸入B中（4）水，吸收NH3（5）浓H2SO4，吸收H2O或干燥N2（方案二）

（1）导管口略倾斜向下铁夹夹持离管口1/3处酒精灯内灯芯，酒精量，火焰导管离胶塞近一端（图略）②缺少吸收NH3装置通入Mg粉中N2中混有NH3，因Mg也可与NH3作用，造成产品不纯将D装置改成装有浓H2SO4的洗气瓶，并在装置C与装置D添加一个安全瓶（3）15g

9、

（1）①②⑧③⑥.

（2）A－B－C－K－J－D.（3）氧气氧气的体积

（4）100mL.若0.9g样品全为过碳酸钠，其与盐酸完全反应产生氧气体积为82.6mL，所以应选取100mL的量筒

（5）否（6）

×100%.