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j.Co M
常見氣體的實驗室制法 編號36
【學習目標】
1、掌握常見氣體的實驗室制法。
2、小組合作探究實驗裝置的用途及其方案的設計、評價。
3、以極度的熱情投入課堂，不斷體驗收獲的快樂。
【使用說明】利用二節(jié)課完成。第一節(jié)課認真閱讀課本完成基礎自學部分，最后10分鐘據答案自糾整理學案；第二節(jié)課完成剩余部分，下課收齊。標有★★的B層可不做，標有★或★★的C層可不做。
【基礎自學】
a、常見氣體的實驗室制法裝置的安裝順序:

b、操作順序:
裝置連接→氣密性檢查→裝固體藥品→加液體藥品→氣體制取
一、常見氣體的制取裝置
1、 固＋固(加熱)：適用于制O2、NH3
　
制備原理：①制氧氣： ______________ ；
　　 ②制氨氣： ；

2、 固＋液體(不加熱)：適用于制CO2、H2

制備原理：①制氫氣： ______________ ______ ；
　　 ②制二氧化碳 ： .
3、 固＋液或液＋液(加熱)：適用于制Cl2

氯氣的制備原理___________________________

二 、氣體的除雜、干燥 、收集、測量、尾氣處理等裝置
1、氣體的除雜方法
除雜原則：①不損失主體氣體 ②不引入新的雜質 ③在密閉裝置內進行 ④先除易除的氣體。

CO2(HCl)___________ _____ Cl2 (HCl) ________________
N2(O2)______________ NH3（H2O）__________________
2、氣體的干燥
酸性干燥劑不能干燥堿性氣體②堿性干燥劑不能干燥酸性氣體③具有強氧化性的干燥劑不能干燥具有強還原性的氣體。（注H2、CO、SO2雖具有還原性，但可用濃硫酸干燥）
常見干燥劑及氣體的干燥

液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑
裝置

常見干燥劑濃硫酸無水氯化鈣堿石灰
不可干燥
氣體
3、氣體的收集 (從以下氣體中選擇：H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4 )
⑴ 收集裝置選擇的原則是根據氣體的溶解性和氣體的密度以及氣體的毒性等。只能用排水法收集的是_____________________ 只能用排空氣法收集的是 _________________________
⑵ 可用排溶液法收集的是：Cl2( )、CO2( )、SO2( )
⑶ 向上排空氣法：式量大于29的氣體。如 _________________________________________
典型裝置是 _____
⑷ 向下排空氣法：式量小于29的氣體。如 ____________________________________________
典型裝置是 _____
(5)按氣體收集方法列舉常見氣體填入表格內
E(a進b 出) E(b進a出)

4、氣體的測量
對難溶于水且不與水反應的氣體，往往借助其排出水的體積，用量筒測定，從而確定氣體的體積；讀取讀數(shù)時，要使_________________________________，消除水位差造成的誤差.

5、尾氣的處理方法
（1）對于極易溶于水的尾氣，如NH3、HCl、HBr等�？刹捎梅赖刮�裝置吸收，可用水。

（2）對于溶解度不大的尾氣。如Cl2、H2S、SO2等可直接將出氣管
插入吸收劑液面中吸收，吸收劑可用____________________.
（3）對于有毒且易燃的氣體，如CO等，可采用在尾氣出
口處放置一____________使CO燃燒轉變?yōu)闊o毒CO2氣體，或者用一氣球收集。
6、防堵塞安全裝置

7、液封裝置


例 ： 某同學想用右圖裝置制取CO2，組長指出，這需要太多的稀鹽酸才能淹沒漏斗的下管口，起到液封的作用。 選用一種儀器，加在右上圖裝置上， 既解決了液封的問題，又減少酸的用量，請把該儀器畫在圖中應該放置的位置.
注意：
(1)檢驗氣體的純度，點燃或加熱通有可燃性氣體（H2、CO 等）的裝置前，必須檢驗氣體的純度，例如用H2、CO等氣體還原金屬氧化物時需要加熱金屬氧化物，在操作中， 應當先__________________，將裝置中的空氣排干凈后，檢查氣體是否除凈，待氣體純凈后，再
_______________________________.
(2)加熱操作先后順序的選擇。若氣體發(fā)生需加熱，應先用酒精燈加熱發(fā)生氣體的裝置，等產生氣體后，再給實驗需要加熱的固體物質加熱，目的是：一則防止爆炸（如氫氣還原氧化銅）；二則保證產品的純度，防止反應物或生成物與空氣中其他物質反應。例如用濃硫酸和甲酸共熱產生CO，再用CO還原Fe2O3,實驗時應首先點燃 _________________ ，生成的CO趕 空氣后，再點燃___________________，但熄滅酒精燈的順序則相反，原因是：在還原性氣體中冷卻Fe,可防止灼熱的Fe在被空氣中的O2氧化，并防止石灰水被倒吸。
(3)拆卸時的安全性和科學性。實驗儀器的拆卸要注意安全性和科學性，有些實驗為防止“爆炸”或“氧化”，應考慮停止加熱或停止通氣，如對有尾氣吸收裝置的實驗，必須將尾氣導管移出后才能熄滅酒精燈，以免造成溶液倒吸；用氫氣還原氧化銅的實驗應先熄滅加熱氧化銅的酒精燈，同時繼續(xù)通氫氣，待加熱區(qū)冷卻后再停止通氫氣，這是為了避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化，或形成易爆氣體；拆卸用排水法收集需要加熱制取氣體的裝置時，需先把導管從水槽中取出，才能熄滅酒精燈，以防止水倒吸；拆下的儀器要先清洗、干燥、歸位。
【合作探究】
1、（1）在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下，請你選用下圖中的部分儀器，裝配成一個簡易的、
能隨開隨用、隨關隨停的CO2氣體發(fā)生裝置，應選用儀器是　_________　(填編號)
⑵ 若用上述裝置制取CO2氣體，而實驗室只有稀H2SO4、濃HNO3、水、塊狀純堿、塊狀石灰石，比較合理的方案中應選用的藥品是　　　　　　　　　　　　　。
2、實驗室用氨氣還原氧化銅的辦法測定銅的近似相對原子量，反應的化學方程式為：
2NH3＋3CuO N2＋3Cu＋3H2O，試回答：
（1）如果選用反應物CuO和生成物H2O質量(mH2O，mCuO)時，請用下列儀器設計一個簡單的實驗方案。

a b c d
①儀器連接順序（用字母編號表示，儀器可重復使用）： 。
d中濃硫酸的作用是： 。
實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是： 。
②列出計算Cu的原子量的表達式：銅的原子量＝
③下列情況將使測定結果偏大的是：
（a）CuO未被全部還原（b）CuO受潮（c）CuO中混有Cu
（2）如果仍采用上述儀器裝置，其它方案可選用測定的物理量有：
（a）mCuO和mCu （b）mN2和mH2O （c）mNH3和mH2O
【課堂訓練】
1、下圖中裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集（不考慮尾氣處理）氣體。該裝置可用于 （ ）
A、鋅和鹽酸生成氫氣 B、二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣
C、碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳 D、生石灰和濃氨水生成氨氣
2、下圖是一套實驗室制備氣體的裝置。利用這套裝置快速制取少量 O2、C12、HCI、NH3則下列選項中錯誤的是（ ）
(2圖) （1圖）
選項制取的氣體選擇的試劑
儀器中A所放試劑儀器中B所放試劑
AO2H2O2MnO2
BCl2濃HClKMnO4
CHCl濃硫酸濃鹽酸
DNH3濃氨水濃硫酸
3、不能用同種方法收集的同組氣體是（ ）
A、O2和H2 B、C12和CO2 C、NH3和NO D、NO2和HCl
4、用同一套實驗裝置能夠制備的同組氣體是 ( )
A、H2O2與MnO2制O2和 Fe與稀硫酸制H2
B、KClO3與MnO2制O2和 CaCO3與稀鹽酸制CO2
C、銅與濃硝酸制NO2 和 加熱NaHCO3制CO2
D、銨鹽與消石灰制NH3和 濃氨水與堿石灰制NH3
5、設計學生試驗要注意安全、無污染、現(xiàn)象明顯。根據啟普發(fā)生器原理，可用
底部有小孔的試管制簡易的氣體發(fā)生器（見上圖）。若關閉K，不能使反應停止，
可將試管從燒杯中取出（會有部分氣體逸出）。下列氣體的制取宜使用該裝置的是（ ）
A．用二氧化錳(粉末)與雙氧水制氧氣 B．用鋅粒與稀硫酸制氫氣
C．用硫化亞鐵(塊狀)與鹽酸制硫化氫 D．用碳酸鈣(塊狀)與稀硫酸制二氧化碳
6、化學實驗室制取氣體的方法之一是將濃硫酸滴入濃鹽酸中。請從下圖中挑選所需儀器，在方框內畫出用該方法制備、收集干燥氯化氫氣體的裝置簡圖，并在圖中標明所用試劑。（儀器可重復使用，固定裝置不必畫出）


7、現(xiàn)用U型管（用硬質玻璃管彎制）、干燥管、酒精燈、
膠塞和玻璃導管等儀器設計下圖裝置來證實稀硝酸與銅反應生成NO。
（1）補充完成下列實驗步驟：
①檢查裝置的氣密性，方法是__________________________
__________________________________________________________________
②打開活塞A，從U型管長管一端注入稀硝酸，一直注到 為止。
③關閉活塞A，用酒精燈在U型管短管一側加熱，當觀察到 ______ 現(xiàn)象時，立即停止加熱。
（2）記錄描述觀察到的實驗現(xiàn)象：
①可在U型管短管上方觀察到 __ 色氣體產生。若銅絲和稀硝酸均未完全反應，在 __________________________________________________________時反應也可自行停止。
②反應自行停止后，如果慢慢打開活塞A，可立即觀察到 _____
。以上現(xiàn)象說明
8、已知氨氣和氧化銅反應可以制備氮氣：2NH3＋3CuO＝3Cu＋3H2O＋N2，純氮氣跟鎂在高溫下反應可得到氮化鎂，但氮化鎂遇水即反應生成氫氧化鎂和氨氣。某化學小組同學設計如下兩個制備氮化鎂的實驗方案，請見實驗方案裝置圖（夾持及加熱儀器沒有畫出），且在實驗前系統(tǒng)內的空氣均以排出。
（方案一）用濃氨水逐滴加到新制的生石灰中制氨氣，其實驗方案見下圖，并回答有關問題：

（1）該方案中，組裝氨氣的發(fā)生裝置需要哪些儀器？
（2）該實驗完成后，能否得到純凈的氮化鎂 （填“能”或“不能”）；用文字簡述其理由 ；
（3）裝置C的作用是 ；
（4）裝置D中盛放的試劑 ，其作用 ；
（5）裝置E中盛放的試劑 ，其作用 ；
（方案二）用硫酸銨固體與消石灰共熱制備氨氣，其實驗方案見下圖，已知：
6NH3＋3Mg 3Mg(NH2)2＋3H2↑。請回答下列有關問題：

（1）請在框圖中畫出氨氣的發(fā)生裝置圖；
（2）該設計方案存在的主要問題是 ；
會造成什么后果 ；
解決上述問題的最佳方案是 ；
（3）實驗時，若在標準狀況下制得6.72L NH3，則理論上可制得氮化鎂 g。
9、過碳酸鈉（Na2CO4）和鹽酸反應的化學方程式是：2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。商品過碳酸鈉固體中往往含有少量的碳酸鈉，為了測定其純度，現(xiàn)稱0.9g樣品進行實驗，供選用的儀器及試劑如下圖所示：
A B C
E F
堿石灰

① ② ③ ④ 無水CuSO4

G H J K L M

5% NaOH 水 飽和Ca(OH)2溶液
⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨

（1）為了使實驗盡可能簡單，應選用的裝置是_________________________（填編號）。
（2）所選用的裝置連接的順序是_________________________（填字母，膠管已略去）。
（3）為了通過計算求出樣品的純度，應測定的物質名稱及物理量分別是___________。
（4）實驗室有50mL、100mL、500mL三種規(guī)格的量筒，該實驗應選用的量筒的規(guī)格是_______，理由是___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
（5）在測定氧氣的體積之前是否需要排盡燒瓶中的空氣？__________________
（6）若產生氧氣m克， 則過碳酸鈉的純度為__________________

高三化學一輪復習學案答案 編號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(濃)＋MnO2 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
二、1、CO2(HCl) 盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶
Cl2 (HCl) 盛有飽和食鹽水的洗氣瓶
N2(O2) 通過裝有灼熱的Cu網
NH3（H2O）通過盛有堿石灰的干燥管
2、
液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑
裝置
常見干燥劑濃硫酸無水氯化鈣堿石灰
可干燥氣體H2、O2、Cl2、SO2、CO2
CH4、N2、COH2、O2、Cl2、SO2、CO2
CH4、N2、COH2、O2、NH3、N2、CO
CH4
不可干燥
氣體NH3、H2S、HBr、HINH3Cl2、H2S、HCl、SO2
CO2
3、⑴ 只能用排水法收集的是CO、NO、N2、C2H4；
只能用排空氣法收集的是NH3、H2S、HCl、NO2
⑵ Cl2(排飽和食鹽水)、CO2(排飽和NaHCO3溶液)、SO2(排飽和NaHSO3溶液)
⑶ 向上排空氣法 如O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2、HCl等；典型裝置是:B
⑷ 向下排空氣法： 如H2、CH4、NH3等；典型裝置是CD
(5) O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2(只用排空氣)、HCl; H2、CH4、NH3
4、量筒與廣口瓶中的液面保持水平
5、 NaOH溶液 點燃的酒精燈
注意 ： 通入氣體 點燃酒精燈加熱金屬氧化物。
CO發(fā)生裝置的酒精燈 加熱Fe2O3的酒精燈

【合作探究】
1、（1） a c d e ⑵ 塊狀石灰石、濃硝酸、水
2、（1）①bcacd 吸收未反應的氨氣，防止空氣中的水分進入c裝置 固體由黑色變?yōu)榧t色
②18 mCuO / mH2O－16 ③（a）（c） （2）（a）
【課堂訓練】
1-5 A D C A B
6、

7、(1) ① 關閉玻璃管活塞A，向U型管長管一端加水至液面高于短管，靜置一段時間后，若兩管中液面高度差不變，則不漏氣。
② U型管短管內液面接觸到活塞A ③ 銅絲上有氣泡
（2）① 無；NO將硝酸溶液排入長管，使硝酸與銅脫離接觸 ②U型管長管內液面下降，短管內液面上升，干燥管的球型容器中有紅棕色氣體生成；Cu與稀HNO3反應生成的氣體為NO。
8、（方案一）（1）平底燒瓶（錐形瓶，集氣瓶），分液漏斗，雙孔橡皮塞，導氣管或（試管）圓底燒瓶，附有鐵架臺，鐵夾。 （2）不能；F裝置后缺少一個干燥裝置，部分Mg3N2與空氣中水蒸氣發(fā)生水解反應生成氫氧化鎂導致產品不純。 （3）安全瓶，防D中溶液倒吸入B中 （4）水，吸收NH3 （5）濃H2SO4，吸收H2O或干燥N2 （方案二） （1）導管口略傾斜向下 鐵夾夾持離管口1/3處 酒精燈內燈芯，酒精量，火焰 導管離膠塞近一端（圖略） ②缺少吸收NH3裝置 通入Mg粉中N2中混有NH3，因Mg也可與NH3作用，造成產品不純 將D裝置改成裝有濃H2SO4的洗氣瓶，并在裝置C與裝置D添加一個安全瓶 （3）15g
9、(1) ①②⑧③⑥. (2) A－B－C－K－J－D. (3) 氧氣 氧氣的體積
(4) 100mL. 若0.9g樣品全為過碳酸鈉，其與鹽酸完全反應產生氧氣體積為82.6mL，所以應選取100mL的量筒
（5）否 （6） ×100%.


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