有關(guān)氣體制備實驗課件(優(yōu)質(zhì)課)

化學(xué)實驗復(fù)習(xí)

——以氣體制備為載體的綜合實驗【例題1】某興趣小組利用SO2和O2在催化劑V2O5的作用下制備SO3固體。2SO2＋O2＝2SO3；△H<0,可供選用的裝置有：

A

B

C

D

可供選用的藥品有：①30%H2O2

②MnO2③KClO3固體④Na2SO3⑤銅片⑥濃硫酸請回答下列問題：

㈠從上圖中選擇適當(dāng)儀器及藥品，制備O2和SO2。用其編號填入下表（有幾中制法就填幾種，不一定填滿）制取O2制取SO2裝置編號藥品編號裝置編號藥品編號

①

②②③

B

AC

④

⑥

⑤⑥⑤⑥B

D

(1)在實驗中，當(dāng)B中催化劑V2O5紅熱時必須移去酒精燈，其主要原因是：(2)從裝置B中導(dǎo)出的氣體是

原因是：

(3)裝置D中干燥管的作用是：

(4)實驗時在C裝置U形管的右邊有白霧生成，改進(jìn)的辦法是：

放熱反應(yīng)，溫度過高影響催化效果。O2、SO2、SO3

?？赡娣磻?yīng)O2、SO2不可能完全轉(zhuǎn)化為SO3

。防止倒吸。D換成盛有堿石灰的干燥管。㈡該學(xué)生用下圖裝置制備SO3

肚容式有防倒吸作用尾部裝置一般是多余氣體的吸收；也有可能還有防止外界空氣或水蒸汽的進(jìn)入。溫度必須考慮反應(yīng)速率、條件；催化劑的活性；反應(yīng)的熱效應(yīng)。水

【知識整理】1.氣體的發(fā)生裝置制氣裝置由反應(yīng)物狀態(tài)（固體或液體）、反應(yīng)條件（常溫或加熱）決定，常見有如下幾種裝置：制取下列氣體分別可以使用哪套裝置？氣體H2O2CO2Cl2NH3C2H4C2H2裝置III、IVI、IIIIII、IVIII、IIIIIIII固固加熱固液、液液加熱固液常溫簡易裝置2.尾氣的處理

需要處理的尾氣:有毒有害及易燃的氣體要進(jìn)行尾氣的處理。如：HX、NH3、SO2、H2S、Cl2、NO2、CO、CH4等。氣體HXNH3Cl2H2SNO2

SO2SO2H2SCOCH4類別極易溶于水酸性氣體還原性氣體可燃?xì)怏w處理方式防倒吸堿性溶液氧化性溶液點燃3.氣體的凈化：常見的除雜試劑如下（1）強堿溶液（如NaOH溶液）：除酸性氣體。（2）飽和酸式鹽：飽和NaHCO3除去CO2中的HCl、SO2

等，飽和NaHSO3除去SO2中的HCl、SO3(還可用濃硫酸除去SO3雜質(zhì))等。（3）酸性KMnO4：除還原性氣體（且該還原性氣體的氧化產(chǎn)物不是氣體。）4.氣體的干燥（1）酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷。如CO2、SO2、HCl、H2、Cl2

、O2等氣體。（2）堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。如NH3、H2、O2、CH4等氣體。（3）中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性氣體,如O2、H2、CH4等。(注意：NH3不能用無水氯化鈣干燥)【例題2】05北京某校化學(xué)小組學(xué)生利用下圖所列裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實驗，并驗證產(chǎn)物。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

2.裝置E中氧化劑是什么？現(xiàn)象是：

注意生成的產(chǎn)物。根據(jù)反應(yīng)，尤其產(chǎn)物注意現(xiàn)象描述的完整性。3Fe+4H2O(g)=

Fe3O4+4H2高溫氧化銅;黑色固體變紅,試管右端管壁有水珠3.裝置c、d的作用是：

4.停止反應(yīng)，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應(yīng)，過濾。簡述檢驗濾液中Fe3＋的操作方法：

c.冷凝水蒸氣;d.干燥氫氣取少量濾液于試管中，滴加少量硫氰化鉀溶液，溶液變血紅色，則說明濾液中有Fe3＋

。取樣、加試劑、出現(xiàn)象、得結(jié)論。如何從濾液進(jìn)一步制取FeCl3·6H2O晶體？通入足量Cl2，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾

【例題3】09北京某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱的，按下圖裝置進(jìn)行試驗,實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mo/l稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、NaOH溶液及CO2【已知：NaOH溶液不與NO反應(yīng)，但與NO2反應(yīng)】1、實驗應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中乘放的藥品依次是：2、滴加濃硝酸之前的操作時檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后：

3、裝置②的作用是

，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是4、該小組得出的結(jié)論依據(jù)的實驗現(xiàn)象是：

3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液通入CO2一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置⑤中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)將NO2轉(zhuǎn)化為NO；3NO2+H2O=2HNO3

+NO裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色【做題思路小結(jié)】1、謹(jǐn)慎審題，畫出限制條件2、關(guān)注實驗?zāi)康?、分析實驗方案，理解原理4、思考過程，找出陷阱5、實驗結(jié)果處理和評價【練習(xí)1】06全國在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實驗用品，用上圖中的實驗裝置進(jìn)行實驗，證明過氧化鈉可作供氧劑。（1）A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（2）填寫表中空格：儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO3溶液CD除去CO2氣體中混入HCl過氧化鈉與CO2和水氣反應(yīng)，產(chǎn)生O2NaOH溶液吸收未反應(yīng)的CO2氣體（3）寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：

________________。（4）試管F中收集滿氣體后，下一步實驗操作是：

________________。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2把E中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣。【練習(xí)2】某化學(xué)興趣小組參考工業(yè)制硝酸的化學(xué)原理，在實驗室用下列各裝置進(jìn)行組合來制備硝酸并驗證硝酸的性質(zhì)（所給裝置必須用到并且只能用一次，各裝置中的試劑均足量）。(1)裝置的連接順序為(用a、b、c、d等字母表示)：

b接(2)寫出氨氣催化氧化的化學(xué)方程式

(3)進(jìn)行實驗時,裝置A中堿石灰的作用是：

D中的現(xiàn)象是：(g)，(h)接(e)，(f)接(c)。4NH3+5O2=4NO+6H2O催化劑△干燥空氣和氨氣充滿紅棕色氣體(4)能證明有硝酸生成的現(xiàn)象是(5)實驗開始時，下列操作順序最合理的是（）

a．先加熱A裝置中的催化劑．再由導(dǎo)管a通入空氣

b．先由導(dǎo)管a通人空氣，再加熱A裝置中的催化劑

c．在由導(dǎo)管a通人空氣的同時，加熱A裝置中的催化劑C瓶紫色石蕊試液變紅

a

無水CaCl2有什么作用？【練習(xí)3】實驗室制取氯氣并檢驗氯氣的一些化學(xué)性質(zhì)的實驗。（1）A為氯氣發(fā)生裝置，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式（2）實驗開始先點燃

處的酒精燈；再點燃

處的酒精燈。氯氣通過C瓶后進(jìn)入D，D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

裝置C的作用是:圖3—7碳粉除去氯氣中的氯化氫，提供水MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O△AB2Cl2+2H2O+C=CO2+4HCl；△（3）E處石蕊試液的現(xiàn)象是

；其原因是

。（4）若將E處溶液改為澄清石灰水，反應(yīng)過程的現(xiàn)象是（）

A．有白色沉淀生成B．無白色沉淀生成

C．先生成白色沉淀，然后沉淀消失

先變紅后褪色生成酸，且氯氣過量生成的HClO有漂白性使紅色溶液褪色B圖3—7碳粉（5）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量的氯氣產(chǎn)生，此時B中的現(xiàn)象是

，B的作用是

。圖3—7碳粉長頸漏斗中液面升高安全、儲氣裝置，存放多余的氣體【例題6】四氯化鈦是無色液體，沸點為136℃。它極易水解，遇空氣中水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”（TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl↑）。四氯化鈦可由TiO2與Cl2發(fā)生置換反應(yīng)而制得（TiO2不與HCl反應(yīng)）。此反應(yīng)在1000℃高溫下進(jìn)行得很慢，但如果有炭粉存在時，只要在650℃~850℃下反應(yīng)便可順利進(jìn)行。下圖是某同學(xué)設(shè)計的實驗室制備TiCl4的裝置。

（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：MnO2+4HCl(濃)→MnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）B裝置中試劑為濃硫酸，其作用是

吸收水蒸氣（干燥氯氣）。（3）C裝置中的反應(yīng)方程式為TiO2+2Cl2→TiCl4+O2

（4）D裝置中冷凝水的方向為a

進(jìn)

b

出，該裝置的作用為冷凝TiCl4氣體

（5）E裝置中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2和HCl。（6）請指出此裝置的缺陷和不妥之處，并進(jìn)行改進(jìn)缺陷：①防水氣進(jìn)入D中的裝置②保證E中氣壓恒定的裝置改進(jìn)：①在D、E間連一個帶干燥劑的干燥管②在E的膠管上再連一個與大氣連通的導(dǎo)氣管

再見（4）該小組學(xué)生利用上述濾液制取FeCl3·6H2O晶體，設(shè)計流程如下：

濾液→FeCl3溶液→FeCl3·6H2O晶體

①步驟I中通入Cl2的作用是

將Fe2+全部氧化成Fe3+

。

②步驟II從FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶體的主要操作包括：

蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾洗滌；干燥

。

③該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是（結(jié)合離子方程式簡要說明）

加過量的鹽酸，F(xiàn)e3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡逆向移動，抑制Fe3+的水解

。2.氣體的凈化雜質(zhì)氣體主要可能來源于：①發(fā)生副反應(yīng)；②反應(yīng)物中含有雜質(zhì)；③反應(yīng)物易揮發(fā)等。除去雜質(zhì)氣體的常見方法：易溶于水的氣體可用水吸收，酸性氣體雜質(zhì)可用堿吸收，堿性雜質(zhì)氣體用酸吸收，有還原性的氣體可用恰當(dāng)?shù)难趸瘎┪铡３Ｒ姷某s試劑如下（1）強堿溶液（如NaOH溶液）：除酸性氣體。（2）飽和酸式鹽：飽和NaHCO3除去CO2中的HCl、SO2等，飽和NaHSO3除去SO2中的HCl、SO3(還可用濃硫酸除去SO3雜質(zhì))等。（3）酸性KMnO4：除還原性氣體（且該還原性氣體的氧化產(chǎn)物不是氣體。）氣體的凈化常用儀器：干燥管、洗氣瓶。注意：在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑。

4.氣體的收集方法（1）難溶于水的氣體可用排水法收集。如：H2、O2、NO、返回目錄專題備忘3.氣體的干燥常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為：（1）酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2

、O2、C2H4等氣體。CH4、C2H4、C2H2等。（2）密度比空氣大的氣體用向上排空氣法收集。如：Cl2、HCl、CO2、O2、SO2、H2S等。密度小于空氣的氣體用向下排空氣法收集。如：H2、NH3、CH4等。注意：NO不能用排空氣法收集（與空氣中O2反應(yīng)），CO也不用排空氣法收集（密度與空氣相近）。有毒的氣體（Cl2、HCl、SO2、NO2、H2S等）在排空氣法收集時，要在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行。

5.尾氣的處理需要處理的尾氣:有毒有害及易燃的氣體要進(jìn)行尾氣的處理。如：HX、NH3、SO2、H2S、Cl2、NOx(NO2和NO)、CO、CH4等。返回目錄專題備忘

（2）堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2、CH4等氣體。（3）中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如O2、H2、CH4等。(注意：NH3不能用無