有关气体制备实验课件(优质课)

化学实验复习

——以气体制备为载体的综合实验【例题1】某兴趣小组利用SO2和O2在催化剂V2O5的作用下制备SO3固体。2SO2＋O2＝2SO3；△H<0,可供选用的装置有：

A

B

C

D

可供选用的药品有：①30%H2O2

②MnO2③KClO3固体④Na2SO3⑤铜片⑥浓硫酸请回答下列问题：

㈠从上图中选择适当仪器及药品，制备O2和SO2。用其编号填入下表（有几中制法就填几种，不一定填满）制取O2制取SO2装置编号药品编号装置编号药品编号

①

②②③

B

AC

④

⑥

⑤⑥⑤⑥B

D

(1)在实验中，当B中催化剂V2O5红热时必须移去酒精灯，其主要原因是：(2)从装置B中导出的气体是

原因是：

(3)装置D中干燥管的作用是：

(4)实验时在C装置U形管的右边有白雾生成，改进的办法是：

放热反应，温度过高影响催化效果。O2、SO2、SO3

。可逆反应O2、SO2不可能完全转化为SO3

。防止倒吸。D换成盛有碱石灰的干燥管。㈡该学生用下图装置制备SO3

肚容式有防倒吸作用尾部装置一般是多余气体的吸收；也有可能还有防止外界空气或水蒸汽的进入。温度必须考虑反应速率、条件；催化剂的活性；反应的热效应。水

【知识整理】1.气体的发生装置制气装置由反应物状态（固体或液体）、反应条件（常温或加热）决定，常见有如下几种装置：制取下列气体分别可以使用哪套装置？气体H2O2CO2Cl2NH3C2H4C2H2装置III、IVI、IIIIII、IVIII、IIIIIIII固固加热固液、液液加热固液常温简易装置2.尾气的处理

需要处理的尾气:有毒有害及易燃的气体要进行尾气的处理。如：HX、NH3、SO2、H2S、Cl2、NO2、CO、CH4等。气体HXNH3Cl2H2SNO2

SO2SO2H2SCOCH4类别极易溶于水酸性气体还原性气体可燃气体处理方式防倒吸碱性溶液氧化性溶液点燃3.气体的净化：常见的除杂试剂如下（1）强碱溶液（如NaOH溶液）：除酸性气体。（2）饱和酸式盐：饱和NaHCO3除去CO2中的HCl、SO2

等，饱和NaHSO3除去SO2中的HCl、SO3(还可用浓硫酸除去SO3杂质)等。（3）酸性KMnO4：除还原性气体（且该还原性气体的氧化产物不是气体。）4.气体的干燥（1）酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷。如CO2、SO2、HCl、H2、Cl2

、O2等气体。（2）碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。如NH3、H2、O2、CH4等气体。（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。(注意：NH3不能用无水氯化钙干燥)【例题2】05北京某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并验证产物。装置B中发生反应的化学方程式是：

2.装置E中氧化剂是什么？现象是：

注意生成的产物。根据反应，尤其产物注意现象描述的完整性。3Fe+4H2O(g)=

Fe3O4+4H2高温氧化铜;黑色固体变红,试管右端管壁有水珠3.装置c、d的作用是：

4.停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3＋的操作方法：

c.冷凝水蒸气;d.干燥氢气取少量滤液于试管中，滴加少量硫氰化钾溶液，溶液变血红色，则说明滤液中有Fe3＋

。取样、加试剂、出现象、得结论。如何从滤液进一步制取FeCl3·6H2O晶体？通入足量Cl2，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤

【例题3】09北京某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验,实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/l稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液及CO2【已知：NaOH溶液不与NO反应，但与NO2反应】1、实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中乘放的药品依次是：2、滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后：

3、装置②的作用是

，发生反应的化学方程式是4、该小组得出的结论依据的实验现象是：

3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内将NO2转化为NO；3NO2+H2O=2HNO3

+NO装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色【做题思路小结】1、谨慎审题，画出限制条件2、关注实验目的3、分析实验方案，理解原理4、思考过程，找出陷阱5、实验结果处理和评价【练习1】06全国在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：

。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（2）填写表中空格：仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CD除去CO2气体中混入HCl过氧化钠与CO2和水气反应，产生O2NaOH溶液吸收未反应的CO2气体（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：

________________。（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：

________________。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气。【练习2】某化学兴趣小组参考工业制硝酸的化学原理，在实验室用下列各装置进行组合来制备硝酸并验证硝酸的性质（所给装置必须用到并且只能用一次，各装置中的试剂均足量）。(1)装置的连接顺序为(用a、b、c、d等字母表示)：

b接(2)写出氨气催化氧化的化学方程式

(3)进行实验时,装置A中碱石灰的作用是：

D中的现象是：(g)，(h)接(e)，(f)接(c)。4NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂△干燥空气和氨气充满红棕色气体(4)能证明有硝酸生成的现象是(5)实验开始时，下列操作顺序最合理的是（）

a．先加热A装置中的催化剂．再由导管a通入空气

b．先由导管a通人空气，再加热A装置中的催化剂

c．在由导管a通人空气的同时，加热A装置中的催化剂C瓶紫色石蕊试液变红

a

无水CaCl2有什么作用？【练习3】实验室制取氯气并检验氯气的一些化学性质的实验。（1）A为氯气发生装置，写出反应的化学方程式（2）实验开始先点燃

处的酒精灯；再点燃

处的酒精灯。氯气通过C瓶后进入D，D中发生反应的化学方程式为:

装置C的作用是:图3—7碳粉除去氯气中的氯化氢，提供水MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O△AB2Cl2+2H2O+C=CO2+4HCl；△（3）E处石蕊试液的现象是

；其原因是

。（4）若将E处溶液改为澄清石灰水，反应过程的现象是（）

A．有白色沉淀生成B．无白色沉淀生成

C．先生成白色沉淀，然后沉淀消失

先变红后褪色生成酸，且氯气过量生成的HClO有漂白性使红色溶液褪色B图3—7碳粉（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量的氯气产生，此时B中的现象是

，B的作用是

。图3—7碳粉长颈漏斗中液面升高安全、储气装置，存放多余的气体【例题6】四氯化钛是无色液体，沸点为136℃。它极易水解，遇空气中水蒸气即产生“白烟”（TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl↑）。四氯化钛可由TiO2与Cl2发生置换反应而制得（TiO2不与HCl反应）。此反应在1000℃高温下进行得很慢，但如果有炭粉存在时，只要在650℃~850℃下反应便可顺利进行。下图是某同学设计的实验室制备TiCl4的装置。

（1）A装置中反应的化学方程式是：MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）B装置中试剂为浓硫酸，其作用是

吸收水蒸气（干燥氯气）。（3）C装置中的反应方程式为TiO2+2Cl2→TiCl4+O2

（4）D装置中冷凝水的方向为a

进

b

出，该装置的作用为冷凝TiCl4气体

（5）E装置中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2和HCl。（6）请指出此装置的缺陷和不妥之处，并进行改进缺陷：①防水气进入D中的装置②保证E中气压恒定的装置改进：①在D、E间连一个带干燥剂的干燥管②在E的胶管上再连一个与大气连通的导气管

再见（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：

滤液→FeCl3溶液→FeCl3·6H2O晶体

①步骤I中通入Cl2的作用是

将Fe2+全部氧化成Fe3+

。

②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：

蒸发浓缩；冷却结晶；过滤洗涤；干燥

。

③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）

加过量的盐酸，Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡逆向移动，抑制Fe3+的水解

。2.气体的净化杂质气体主要可能来源于：①发生副反应；②反应物中含有杂质；③反应物易挥发等。除去杂质气体的常见方法：易溶于水的气体可用水吸收，酸性气体杂质可用碱吸收，碱性杂质气体用酸吸收，有还原性的气体可用恰当的氧化剂吸收。常见的除杂试剂如下（1）强碱溶液（如NaOH溶液）：除酸性气体。（2）饱和酸式盐：饱和NaHCO3除去CO2中的HCl、SO2等，饱和NaHSO3除去SO2中的HCl、SO3(还可用浓硫酸除去SO3杂质)等。（3）酸性KMnO4：除还原性气体（且该还原性气体的氧化产物不是气体。）气体的净化常用仪器：干燥管、洗气瓶。注意：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。

4.气体的收集方法（1）难溶于水的气体可用排水法收集。如：H2、O2、NO、返回目录专题备忘3.气体的干燥常用的气体干燥剂按酸碱性可分为：（1）酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。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、C2H4等气体。CH4、C2H4、C2H2等。（2）密度比空气大的气体用向上排空气法收集。如：Cl2、HCl、CO2、O2、SO2、H2S等。密度小于空气的气体用向下排空气法收集。如：H2、NH3、CH4等。注意：NO不能用排空气法收集（与空气中O2反应），CO也不用排空气法收集（密度与空气相近）。有毒的气体（Cl2、HCl、SO2、NO2、H2S等）在排空气法收集时，要在密闭装置内进行。

5.尾气的处理需要处理的尾气:有毒有害及易燃的气体要进行尾气的处理。如：HX、NH3、SO2、H2S、Cl2、NOx(NO2和NO)、CO、CH4等。返回目录专题备忘

（2）碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。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。（3）中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。(注意：NH3不能用无