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1、
第三節(jié)由實(shí)驗套裝到實(shí)驗組成——連接
明考綱要求
理主干脈絡(luò)
1.掌握常見氣體的實(shí)驗室制法,包括反應(yīng)原理、所用試劑。
2.繪制和識別典型的實(shí)驗儀器裝置圖。
物質(zhì)制備裝置與收集裝置的連接
1.連接過程
(1)有下列三套氣體制備的發(fā)生裝置:
(2)有三套氣體收集裝置:
(3)利用(1)(2)提供的裝置連接組裝以下氣體的制取和收集裝置。
氣體
相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)原理
發(fā)生裝置的選擇
收集裝置的選擇
裝置連接
O2
2KClO32KCl+3O2↑
__A__
__a__或__b__
__A__接a(或b)
2KMnO4
K2MnO4+Mn
2、O2+O2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
__B__
__B__接a(或b)
H2
Zn+H2SO4(稀)===
ZnSO4+H2↑
__B__
__a__或__c__
__B__接a(或c)
CO2
CaCO3+2HCl===
__B__
__b__
__B__接__
2 / 10
CaCl2+CO2↑+H2O
b__
Cl2
MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
__C__
__a__或__b__
__C__接a(或b)
2KMnO4+16HCl(濃)===
2MnCl2+2KCl+5Cl2
3、↑+8H2O
__B__
__B__接a(或b)
NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
__A__
__c__
__A__接__c__
2.連接儀器還要注意實(shí)驗操作的先與后
(1)裝配儀器時:先下后上,先左后右。
(2)加入試劑時:先固后液。
(3)實(shí)驗開始時:先查儀器的氣密性,再加藥品,后點(diǎn)酒精燈。
(4)有些實(shí)驗為防倒吸,往往最后停止加熱或最后停止通氣。
(5)有些實(shí)驗為防氧化往往最后停止通氣。
(6)儀器拆卸的一般過程:從右到左,自上而下,先拆主體,后拆部件。
(7)凈化氣體時,一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體,后除去無
4、毒、無氣味的氣體,最后除水蒸氣。
1.(2013安徽高考)實(shí)驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗,最合理的選項是( )
選項
a中的物質(zhì)
b中的物質(zhì)
c中收集
的氣體
d中的物質(zhì)
A
濃氨水
CaO
NH3
H2O
B
濃硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
濃鹽酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
解析:選B 實(shí)驗室利用CaO和濃氨水制取氨氣,選擇向下排空氣法收集,A項錯誤;收集SO
2時選擇向上排空氣法
5、,B項正確;制取NO2時選擇濃硝酸和Cu反應(yīng),C項錯誤;MnO2氧化濃鹽酸制取Cl2需要加熱,D項錯誤。
2.實(shí)驗室常用的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示:
(1)實(shí)驗室可以用B或C裝置制取氨氣,如果用C裝置,通常使用的試劑是______________。
(2)氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號,下同)。
①密度 ②顏色?、廴芙庑浴、軣岱€(wěn)定性?、菖c氧氣反應(yīng)
(3)若用A裝置與D裝置相連制取并收集X氣體,則X可能是下列氣體中的________。
①CO2 ?、贜O ?、跜l2 ?、蹾2
解析:(1)C裝置適合于固體和液
6、體不加熱反應(yīng)制備氣體,若用于制取氨氣,可用試劑是濃氨水、CaO固體(或NaOH固體)。
(2)氣體的密度、溶解性以及是否與氧氣反應(yīng)和氣體的收集方法有關(guān)。
(3)A與D相連制取并收集氣體X,NO不能用排空氣法收集,收集H2導(dǎo)管應(yīng)用短進(jìn)長出,H2、CO2的制取不需加熱。
答案:(1)濃氨水、CaO固體(或NaOH固體)
(2)②④ (3)③
氣體凈化裝置與尾氣處理裝置的連接
(1)有下列五套氣體的干燥(及凈化)裝置
(2)有下列三套尾氣的吸收裝置
(3)利用(1)、(2)提供的裝置連接組裝以下氣體的凈化及尾氣的處理裝置:
①Cl2[含HCl、H2O(g
7、)]裝置的連接為:Cl2__D__接A(或B)接__甲__。
②SO2[含HCl、H2O(g)]裝置的連接為:SO2__E__接A(或)B接__甲__。
③NH3[含H2O(g)]裝置的連接為:NH3__C__接__乙__。
④CO[含H2O(g)]裝置的連接為:COA(或B或C)接__丙__。
1.可用如圖所示裝置干燥、收集及尾氣處理的氣體是( )
①H2S?、贖Cl?、跱H3?、蹸l2?、軸O2?、轓O
A.①和② B.②和⑤
C.③和④ D.⑤和⑥
解析:選B H2S和NH3不能用濃H2SO4干燥,NO不能用排空氣法收集,Cl2不能用水吸收。
2.下列
8、有關(guān)圖示裝置的敘述不正確的是( )
A.裝置①可用于吸收實(shí)驗中多余的SO2
B.裝置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等
C.裝置③中X為苯,可用于吸收NH3或HCl氣體
D.裝置④可用于收集NH3,并吸收多余的NH3
解析:選C SO2和NaOH溶液會發(fā)生反應(yīng),故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染,A選項正確。裝置②中如果氣體從長導(dǎo)管通入,能收集密度比空氣大且不能與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的氣體,此時可以收集Cl2、NO2等;如果氣體從短導(dǎo)管通入,能收集密度比空氣小且不能與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的氣體,此時可以收集H2、NH3等,B選項正確。裝置③中如果X為苯,因為苯的密度
9、比水的小,故苯應(yīng)該在上層,C選項錯誤。裝置④中先用盛有堿石灰的干燥管除去氨氣中的水蒸氣,然后用排空氣法收集NH3,最后用防倒吸的裝置吸收多余的NH3,故D選項正確。
氣體制備與性質(zhì)驗證實(shí)驗裝置的連接
1.氣體制備與性質(zhì)驗證實(shí)驗裝置的連接順序
2.裝置連接示例
(2012山東高考)無水AlCl3(183 ℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧,實(shí)驗室可用下列裝置制備。
(1)裝置A為Cl2的發(fā)生裝置:反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)裝置B、C為Cl2的凈化裝置:B裝置的作用是除去Cl2中的HCl,C裝置的作用是除
10、去Cl2中的水蒸氣。
(3)裝量D、E為AlCl3的制備與收集裝置,其中D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3Cl22AlCl3。
(4)裝置G為尾氣吸收裝置,寫出G裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
3.實(shí)驗設(shè)計過程中的“四防”
(1)防爆炸:點(diǎn)燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2還原Fe2O3、CuO之前,要檢驗氣體的純度。
(2)防暴沸:配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時,要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中;加熱液體混合物時要加沸石(或碎瓷片)。
(3)防中毒:制取有毒氣體(如Cl2、CO、SO2、H2S
11、、NO2、NO)時,應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,且進(jìn)行尾氣處理。
(4)防倒吸:加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體(如NH3、HCl)時,要注意熄燈順序或加裝安全瓶。
1.如圖是用于氣體制備、干燥、性質(zhì)驗證、尾氣處理的部分儀器裝置(加熱及夾持固定裝置均已略去)。請根據(jù)下列要求回答問題。
(1)若燒瓶中盛裝鋅片,分液漏斗中盛裝稀硫酸。
①實(shí)驗?zāi)康氖球炞CH2的還原性并檢驗其氧化產(chǎn)物,請選擇上述部分儀器(可以重復(fù)使用),組裝順序為A→C→________→________→D,D裝置的作用是_______________________。
②為使CuO可被H2充分還原
12、,能采取多種措施,試寫出其中的一種:________________。
(2)若燒瓶中盛裝Na2O2固體,分液漏斗中盛裝濃氨水,慢慢打開分液漏斗的活塞。
①燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的氣體主要有____________________________(寫化學(xué)式)。
②用產(chǎn)生的氣體做氨的催化氧化實(shí)驗,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。
解析:(1)①由題意可知,C、D裝置間需要加入一個反應(yīng)發(fā)生裝置和一個檢驗氧化產(chǎn)物(H2O)的裝置;檢驗水應(yīng)用無水硫酸銅,也應(yīng)選B裝置;因為實(shí)驗?zāi)康氖菣z驗氧化產(chǎn)物為H2O,則兩個B裝置兩端都應(yīng)安裝干燥裝置。②使CuO被H2充分還原,可以減慢通入H
13、2的速率,也可以增大H2與CuO的接觸面積。(2)①Na2O2可以與濃氨水中的H2O發(fā)生反應(yīng):2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成NaOH并且反應(yīng)放熱,使氨水的分解平衡向右移動,生成NH3。
答案:(1)①B B 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入,干擾驗證?、诰徛渭酉×蛩?或用石棉絨包裹CuO粉末或其他合理答案)
(2)①O2、NH3?、?NH3+5O24NO+6H2O
2.如下圖所示是一個制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置,多余的氯氣可以貯存在b瓶中,其中各試劑瓶中所裝試劑為:B(氫硫酸)、C(碘化鉀淀粉溶液)、D(水)、F(紫色石蕊溶液)。
(1)若A中燒瓶中的固
14、體為MnO2,液體為濃鹽酸,則其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
(2)G中b瓶內(nèi)宜加入的液體是________,怎樣檢驗裝置G的氣密性:____________
________________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗開始后B中的現(xiàn)象是____________________________________________,
C中的現(xiàn)象是
15、_________________________________________________________。
(4)E裝置中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,若E中發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫,寫出E中反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________。
(5)在F中,紫色石蕊溶液的顏色由紫色變?yōu)榧t色,再變?yōu)闊o色,其原因是_______
________________________________________________________________________。
解析:G中b瓶是用來貯存Cl2的,則應(yīng)選一種
16、Cl2在其中溶解度非常小的液體,一般選用飽和食鹽水。檢驗G的氣密性需采取液壓差法檢驗。實(shí)驗開始后,Cl2可與B中的氫硫酸反應(yīng)得到淺黃色單質(zhì)S沉淀,Cl2從C中置換出單質(zhì)碘從而使C中溶液變藍(lán)色。根據(jù)(4)中的信息提示,可寫出E中反應(yīng)的化學(xué)方程式,由于Cl2可能過量,所以過量的Cl2可以使F中本已變紅的石蕊溶液褪色。
答案:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)飽和食鹽水 關(guān)閉A中分液漏斗旋塞和G中活塞K,從c向容器內(nèi)加液體,當(dāng)c的下端浸入液面且c中液面高于b瓶內(nèi)液面,并保持長時間不下降,則說明氣密性好 (3)上部空間由無色變黃綠色,有淺黃色沉沉生成 上部空間由無色變?yōu)辄S綠色,溶液變藍(lán)色
(4)C+2H2O(g)+2Cl2CO2+4HCl
(5)E中生成的酸性氣體進(jìn)入F中可使紫色石蕊溶液變紅,但未反應(yīng)完的氯氣進(jìn)入F中與水作用生成HClO,HClO具有漂白作用,使溶液的紅色褪去
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