2019届一轮复习鲁科版3-高考专题讲座(一)气体的制法及其性质探究教案

2019届一轮复习鲁科版3-高考专题讲座(一)气体的制法及其性质探究教案

‎(一)　气体的制法及其性质探究 ‎(对应学生用书第72页)‎ ‎[试题背景分析]‎ ‎1．气体制备及其性质探究的基本思路 ‎2．常见气体的发生装置 ‎ 反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固固加热型 O2、NH3等 ‎①试管要干燥；‎ ‎②试管口略低于试管底；‎ ‎③加热时先均匀加热再固定加强热 固液加热型或液液加热型 Cl2、HCl等 ‎①烧瓶加热时要隔石棉网；②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)‎ 固液不加热型或液液不加热型 H2、‎ CO2、‎ SO2、‎ NO、‎ NO2等 ‎①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；‎ ‎②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水；‎ ‎③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 ‎3.常见气体的除杂装置 ‎(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。‎ 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。‎ ‎(2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体加热 装置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常见干燥剂 浓H2SO4‎ ‎(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等 ‎4.常见气体的收集方法 ‎(1)排水法：收集难溶于水的气体，如O2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。‎ ‎(2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用排饱和食盐水法收集。‎ ‎(3)向上排空气法：收集气体密度比空气的大且相差较大，即相对分子质量大于29，如Cl2、CO2、NO2等。‎ ‎(4)向下排空气法：收集气体密度比空气的小且相差较大，即相对分子质量小于29，如CH4、H2、NH3等。‎ ‎5．尾气处理分析 对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。‎ ‎(1)用水吸收的是：NH3、HCl(注意防倒吸)。‎ ‎(2)用烧碱溶液吸收的是：Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2。‎ ‎(3)用硫酸铜溶液或醋酸铅溶液吸收的是：H2S。‎ ‎(4)用点燃法除去的是：CO、H2、CH4。‎ ‎(5)用收集法除去的是：NO。‎ ‎[试题分类探究]‎ 气体的发生、净化、收集和尾气处理的分析 ‎1．(2018·聊城模拟)下列有关实验装置的说法中正确的是________(填序号)。‎ ‎　　　　　　　图1　　　　　　图2　　　　　图3‎ ‎　　　　　　　　　　图4　　　　　图5‎ ‎(1)用图1装置可制取干燥纯净的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装置进行H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体的收集，但不能用于NO气体收集 ‎(5)用图5装置当X选用苯时可进行NH3和HCl的吸收，并防止倒吸 ‎(6)用图6装置可用于SO2气体的干燥，收集并吸收多余SO2气体，防止SO2逸出污染空气，并防止倒吸 图6‎ ‎(7)用图7装置进行H2、O2、Cl2、SO2、NH3、CO2等气体的干燥 ‎　　‎ ‎　　　　　　　　图7　　　　　　　　图8‎ ‎(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)‎ ‎2．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是(　　)‎ C　[铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且能防止倒吸，只有C项符合。]‎ ‎3．完成表格。‎ 序号 原物质 所含杂质 除杂质试剂 ‎①‎ N2‎ O2‎ ‎②‎ CO CO2‎ ‎③‎ CO2‎ CO ‎④‎ CO2‎ HCl ‎⑤‎ Cl2‎ HCl、H2O ‎⑥‎ SO2‎ HCl ‎⑦‎ CH4‎ 乙烯 ‎⑧‎ NH3‎ CO2、H2O ‎【答案】　①灼热的Cu网　②NaOH溶液　③灼热的CuO　④饱和NaHCO3溶液　⑤饱和食盐水、浓H2SO4　⑥饱和NaHSO3溶液　⑦溴水　⑧碱石灰 ‎(1)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除杂选用方法时要保证杂质完全除掉，如除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液。有时候为了保证气体除尽，还要验证一步，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KMnO4溶液除去SO2，再用品红溶液检验是否除尽，最后用澄清石灰水检验CO2。‎ ‎(2)集气装置的创新——排液集气装置 装置(Ⅰ)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。‎ 装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体。‎ 常见仪器的连接 ‎4．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的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．a—a′→d′—d→e　　　 B．c—c′→d—d′→g C．b—b′→d—d′→g D．d—d′→c—c′→f B　[CO2气体中含HCl气体，可用饱和NaHCO3溶液除去。]‎ ‎5．NH4NO3热分解十分复杂。在一定条件下：3NH4NO32NH3↑＋2NO↑＋2NO2↑＋3H2O(不考虑2NO2N2O4)，现要选用下列装置(部分夹持装置省略)，通过实验验证反应产物：‎ 已知：①液化温度：NO2(‎21 ℃‎)、NO(－‎152 ℃‎)；‎ ‎②NH3与灼热的氧化铜反应得到N2和Cu；‎ ‎③在无催化剂的条件下NOx不能与灼热的铜反应；‎ ‎④NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。‎ ‎(1)所选择装置的连接顺序(按左→右连接，填各装置数字)为________________________。‎ ‎(2)实验开始应先向装置⑧中通入______________，再________。‎ ‎(3)为验证NO，可在③中通入________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(4)装置⑤的作用是_____________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(5)填表：‎ 验证产物 装置代号 相应装置中的现象 NH3‎ NO NO2‎ H2O ‎【解析】　⑧为加热装置，由题意3NH4NO32NH3↑＋2NO↑＋2NO2↑＋3H2O，为了更好地检验产物中是否含有NO，在加热前先通入一定量的N2，排净装置中的空气(或O2)。加热得到NH3、NO、NO2和H2O，利用装置⑦中无水硫酸铜检验生成的水，装置⑥吸收水蒸气，装置①检验NO2，装置④使二氧化氮液化，二氧化氮气体变成液态，装置③中通入一定量的氧气，无色气体变成红棕色，说明含有NO气体，装置②中NH3与CuO在加热的条件下反应得到N2、Cu和H2O，装置⑤尾气处理，防止污染空气，所以装置的连接顺序为⑧→⑦→⑥→①→④→③→②→⑤。‎ ‎【答案】　(1)⑧→⑦→⑥→①→④→③→②→⑤‎ ‎(2)一定量的N2　点燃酒精灯(或加热)‎ ‎(3)一定量的氧气 ‎(4)尾气处理，防止污染空气 ‎(5)‎ 验证产物 装置代号 相应装置中的现象 NH3‎ ‎②‎ 黑色粉末变成红色 NO ‎③‎ 无色气体变成红棕色 NO2‎ ‎①④‎ ‎①中淀粉碘化钾试纸变蓝，④中红棕色气体变成无色且管内有液体 H2O ‎⑦‎ 无水硫酸铜变蓝 ―→―→―→―→ 说明：(1)注意两处的防倒吸问题，一是气体发生和气体的除杂之间，二是气体收集或性质验证与尾气处理之间，为了防倒吸，常加一质安全瓶。‎ ‎(2)H2O(g)的检验一般在最前检验，防止引入。‎ ‎(3)防倒吸装置。‎ ‎(4)防堵塞安全装置。‎ ‎(5)防污染安全装置。‎ 以气体性质验证和物质制备为目的的综合实验探究 ‎[典例导航]‎ ‎(2016·全国Ⅰ卷，T26)‎ ‎【答案】　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　(2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3‎ ‎＋6NO27N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压 ‎(1)氨气通入水中易产生倒吸的原因是_______________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)氨气能否用浓H2SO4干燥？________。‎ ‎(3)NO与NH3在催化剂条件下反应的化学方程式为____________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(4)装置中NaOH溶液的作用是_____________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(5)浓氨水与CaO作用的方程式为______________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)NH3极易溶于水　(2)否 ‎(3)6NO＋4NH35N2＋6H2O ‎(4)吸收NO2，防污染 ‎(5)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．(2017·全国Ⅰ卷，T10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　)‎ A．①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热 D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 B　[A项，若③中为焦性没食子酸溶液，则进入④中的气体还会有水蒸气，错误；B项，若在④处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，可以加热管式炉，正确；C项，为了防止生成的W被氧化，反应结束时应先停止加热，待管式炉冷却后再关闭活塞K，错误；D项，二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，而启普发生器不能加热，错误。]‎ ‎2．(2018·潍坊模拟)兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质，并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。 ‎ ‎【导学号：95160070】‎ 请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)‎ ‎(1)打开分液漏斗活塞，发现其中的液体不能流下，应采取的操作是_____________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)关闭K2、K3，打开K1，观察到装置C中发生的现象是 ‎___________________________________________。‎ ‎(3)装置D和F的作用是_______________________________________。‎ ‎(4)关闭K1、K3，打开K2。一段时间后E中有Na2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为____________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(5)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化_________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2，装置C中发生反应：H2O＋SO2＋Na2S===H2S＋Na2SO3、SO2＋2H2S===3S↓＋2H2‎ O，现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空气。(4)装置E中Na2SO3与SO2反应生成Na2S2O5。(5)若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，则生成Na2SO4，可以利用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO。‎ ‎【答案】　(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)‎ ‎(2)有淡黄色沉淀生成 ‎(3)吸收SO2，防止污染空气 ‎(4)SO2＋Na2SO3===Na2S2O5‎ ‎(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，再滴加足量盐酸，振荡，无沉淀产生，排除Ag＋的干扰，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明Na2S2O5晶体在空气中已被氧化 (1)操作先后流程 ‎①装配仪器时：先下后上，先左后右。‎ ‎②加入试剂时：先固后液。‎ ‎③实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，然后点燃酒精灯。‎ ‎④净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。‎ ‎⑤防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。,⑥防氧化实验：往往是最后停止通气。‎ ‎⑦仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。‎ (2)有气体参与实验中的注意事项 ‎①爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致。,②炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致。‎ ‎③倒吸：气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致。‎ ‎④堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致。,⑤空气污染：生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。‎