高考化学一轮复习 主题28 实验方案的设计与评价2含解析

1、实验方案的设计与评价（2）李仕才考点一常见气体的实验室制法一、气体的发生、净化、收集和尾气处理装置的分析1.利用“启普发生器”原理的制气装置的创新(1)装置的优点:能做到随开随用,随关随停。(2)使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。这些装置能制取的气体有h2(zn稀h2so4)、co2(caco3稀盐酸)、h2s(fes稀h2so4)等。2.“固(液)+液气体”装置的创新图甲的改进优点是能控制反应液的温度。图乙的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。3.“块状固体+液体气体”装置的创新大试管中的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用

2、,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂4.排液集气装置的创新从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。二、与气体发生、净化、收集和尾气处理有关的仪器连接1.气体的发生“套装”和收集“套装”气体反应原理发生装置收集装置o2a.2kmno4k2mno4+mno2+o2;b.2kclo32kcl+3o2;c.2h2o22h2o+o2a或bd或eh2zn+h2so4znso4+h2bd或fco2caco

3、3+2hclcacl2+co2+h2obd或ecl2mno2+4hcl(浓)mncl2+cl2+2h2ocd或enh3ca(oh)2+2nh4clcacl2+2nh3+2h2oaf【特别提醒】(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。如用kmno4与浓盐酸反应制取cl2可选择b装置。(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用排其他液体法,如cl2可用排饱和食盐水法收集。(3)制取氨气还可以用加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合的方法。2.气体的净

4、化“套装”与干燥“套装”液态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置常见干燥剂浓硫酸(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)可干燥的气体h2、o2、cl2、so2、co2、co、ch4、n2h2、o2、cl2、so2、co、co2、ch4h2、o2、n2、ch4、nh3可除去o2、h2、co、n2不可干燥的气体nh3、hbr、hi、h2s等nh3cl2、so2、co2、no2、hcl等3.防堵塞“套装”分类装置简图原理及使用方法液封式若装置通畅,导气管内外的液面相平;若装置不通畅、堵塞,则装置中的压强会增大,压迫液体沿导气管上升恒压式使分液漏斗内的压强与烧瓶内的压

5、强相同,保证漏斗中液体顺利流下防阻式将棉花置于导管口,防止固体粉末或糊状物进入导管4.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如cl2、so2等)用图a装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如hcl、nh3等)用图b或图c装置。(3)co等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图d或图e装置。1.下列有关实验装置的说法中正确的是(填序号)。 (1)用图1装置可制取并收集干燥纯净的nh3。(2)用图2装置可制备so2。(3)用图3装置可制备no。(4)用图4装置可进行h2、nh3、co2、cl2、hcl、no2等气体的收集,

6、但不能用于no的收集。(5)当x选用苯时,用图5装置可进行nh3和hcl的吸收,并防止倒吸。(6)图6装置可用于so2的干燥、收集并吸收多余so2,防止so2逸出污染空气,并防止倒吸。(7)用图7装置进行h2、o2、cl2、so2、nh3、co2等气体的干燥。(8)用图8装置进行cl2、no、so2、n2的收集。【解析】(1)nh3应用向下排空气法收集。(3)no不能用排空气法收集。(5)不能防止倒吸,因为苯比水的密度小,在上层。(6)so2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(7)cl2、so2、co2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(8)cl2、so2可溶于水,不能用排水法收集。【答案】(2)(4

7、)2.判断正误(正确的打“”,错误的打“×”)。(1)用图装置可制取氨气。()(2)用图装置可除去氯气中的hcl气体。()(3)实验室用图装置制取cl2。()(4)用图装置可除去尾气中的so2气体。()(5)用图装置可制取少量纯净的co2气体。()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×3.下列实验装置正确的是()。【解析】a项,mno2与浓盐酸反应需加热且收集cl2时应从长管进气;b项,na2o2为粉末状,会从塑料板的小孔漏下来;d项,排水法收集o2时,导管不能伸入集气瓶太长。【答案】c4.为了净化和收集由盐酸和大理石反应制

8、得的co2气体,从图中选择合适的装置并连接。其中连接顺序合理的是()。a.aa'd'deb.cc'dd'gc.bb'dd'gd.dd'cc'f【解析】co2气体中含hcl气体,可用饱和nahco3溶液除去。【答案】b5.clo2与cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器d的名称是。安装f中导管时,应选用图2中的。 (2)打开b的活塞,a中发生反应2naclo3+4hcl2clo2+cl2+2nacl+2h2o,为使clo

9、2在d中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜(填“快”或“慢”)。 (3)关闭b的活塞,clo2在d中被稳定剂完全吸收生成naclo2,此时f中溶液的颜色不变,则装置c的作用是。 (4)已知在酸性条件下naclo2可发生反应生成nacl并释放出clo2。在释放clo2实验中,打开e的活塞,d中发生反应,则装置f的作用是。 【解析】(1)安装f中导管时,应遵循“长进短出”的原则,所以应选择装置b。(2)为使clo2被充分吸收,必须控制clo2的生成速率,因此滴加盐酸的速率宜慢不宜快。(3)f溶液中的颜色不变说明没有氯气通入,即氯气被装置c所吸收。(4)因为clo2的

10、性质与cl2相似,所以能使淀粉碘化钾溶液变蓝,利用此性质可以验证是否有clo2生成。【答案】(1)锥形瓶b(2)慢(3)吸收cl2(4)验证是否有clo2生成气体除杂的原则和注意事项1.气体除杂的原则(1)不引入新的杂质。如除去甲烷中的乙烯用溴水而不能用酸性高锰酸钾溶液。(2)不减少被净化气体的量,尽可能增加被净化气体的量。如除去二氧化碳中的二氧化硫气体,选用饱和碳酸氢钠溶液,既能除去二氧化硫,又能增加二氧化碳的量。2.气体除杂的注意事项(1)需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如氯化氢气体、co2、so2等,水蒸气要在最后除去。(2)选用除杂方法时要保证杂质完全除掉,如除co2最好用naoh而不用ca(oh)2溶液。有时候为了保证气体被除尽,还要进行验证,如验证混合气体中既有co2,又有so2,通常用品红溶液检验so2,然后用溴水或酸性kmn