1、化学实验制备、检验归纳装置顺序:气体发生装置净化干燥实验(收集)装置尾气吸收(或防止某气体进入)一、制气原理:要求:学生应熟练掌握制气的化学方程式,应特别注意反应物的状态(固体或液体)及反应条件(加热或常温)1、会考突出教科书上原理的考查(1)加热 (2)或盐酸 (3)与HCl共热 (4)HClNaCl固体与浓共热 (5)FeS固体与稀或稀HCl (6)固体共热 (7) (8)NOCu与稀HNO3 (9) (10)石灰石或大理石与盐酸 (11)与碱石灰共热 (12)乙醇、浓170 (13)电石与水或饱和食盐水 (14)CO甲酸与浓硫酸共热 2、高考则出现制气的替代方法(1) 2H2O2反应制取
2、(2):16HCl(浓)2KCl2NaCl(固)(浓)(3)HCl:浓HCl与浓混合 (4):浓氨水与NaOH或CaO_(5)共热制,因产生的气体为的混合气3、气体发生装置:固+固、加热固(液)+液、不加热块状固体+液体固(液)+液、加热液+液、定温加热O2 CH4 NH3H2、CO2、H2S、SO2、NO2、C2H2H2、CO2、H2SCl2、HCl、NO、COC2H4二、气体的净化、干燥: 1气体的净化与干燥装置 气体的净化常用洗气瓶(盛溶液)、干燥管(固体)。如图所示。2气体的净化选择气体吸收剂应根据气体、杂质的性质(酸碱性、氧化还原性)而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能
3、与被提纯的气体反应。一般情况下:易溶于水的气体杂质可用水来吸收;酸性杂质可用碱性物质吸收;碱性杂质可用酸性物质吸收;水分可用干燥剂来吸收;能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。气体中杂质气体除去方法:(1)吸收法:难溶于水的气体(极易溶于水的气体如:HCl、NH3)水难溶于水的气体(酸性气体)碱性物质(氢氧化钠、石灰水、碱石灰、生石灰)难溶于水的气体(碱性气体NH3)酸性物质(浓硫酸、五氧化二磷)难溶于水的气体(H2S)CuSO4溶液或氢氧化钠溶液SO2(SO3)浓硫酸 CH4(C2H4或C2H2)溴水Cl2(HCl)饱和NaCl溶液(HCl易于水,饱和氯化钠降低了氯气的溶解)
4、根据氧化还原性吸收:CO2(SO2)溴水或酸性KMnO4溶液(2)转化法:CO2(HCl、SO2)饱和的NaHCO3溶液(反应转化为CO2,降低了溶解)SO2(HCl、SO3)饱和NaHSO3溶液 H2S(HCl)饱和NaHS溶液CO2(CO)通过灼热的CuO NO(NO2)水 O2灼热的铜网吸收注意:CO2(CO)不能用点燃转化;C2H6(C2H4)不能用加H2转化3气体干燥剂常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类: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、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体
5、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。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。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,如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成 CaCl28NH3),不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。4气体净化与干燥注意事项一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除有毒、有刺激性气体,后除其它气体,最后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。对于有毒
6、、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。三、气体的收集1排水集气法:难溶或微溶于水,与水不发生化学反应的气体,都可用排水集气法收集。例如H2、O2、NO、CO、CH4、CH2CH2、CHCH等。用排特殊溶液集气法收集某些溶于水的气体。如:排饱和NaCl溶液收集氯气;排饱和NaHCO3溶液收集CO2等。用排液集气法收集气体时,导管口只能伸入集气瓶内少许。如图2排空气集气法:不与空气发生反应,且其密度与空气
7、密度相差较大的气体,都可用排空气集气法收集。空气的平均式量是29,式量大于29的气体如Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S气体可用瓶口向上的排空气法收集。如图如式量小于29的气体,如H2、NH3、CH4可用瓶口向下的排空气取气法收集。用排空气法收集气体时,导管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为减少空气向瓶内扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片。如用试管收集时,可在试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花。3量气装置:对难溶于水且不与水反应的气体,往往借助其排出水的体积,用量筒或滴定管测定,从而确定气体的体积,装置如下:四、尾气的吸收处理:1、 燃烧法:如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。如图2、
8、碱液反应法:如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。3、水溶解法:如HCl、NH3等。五、实验操作顺序一般包括下列几部分:仪器连接查气密性装药品先通气体排出装置中空气开始反应防倒吸、防氧化措施仪器拆卸等。1、仪器连接:装配仪器时:从下向上,从左往右 在连接导管时:a 对制气装置、洗气瓶的进气管应“长进短出”;b 干燥管应大口方向进气,小口出气 c 量气装置的导管应“短进长出”;d 有易挥发液体反应或生成时,要设计冷凝回流装置。净化装置的连接:则是先除有毒、有刺激性气体,后除其它气体,最后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。2、 检查气密性:水压法:对于启普发生器的气密性检验,
9、应将导气管活塞关闭。然后向球形漏斗中注满水,放置一段时间,若水面不下降,说明启普发生器不漏气。加热法:把导管一端浸入水中,用双手捂住烧瓶或试管,借手的热量使容器内的空气膨胀,容器内的空气则从导管口形成气泡冒出,把手拿开,过一会,水沿导管上升,开成一小段水柱,说明装置不漏气。3、装药品:先固后液4、先通气体排出装置中空气:空气的氧气、二氧化碳或水蒸气对实验产生影响或发生爆炸危险。5、防倒吸、防氧化措施::有些实验为防倒吸,往往最后停止加热或最后停止通气;有些实验为防氧化往往最后停止通气。例如:氢气还原氧化铜6、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。7、可燃性气体纯度的检验
10、(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)六、物质的检验:物质的检验包括:鉴别、鉴定、推断。鉴别:指将不同物质区别开。只要抓住此种物质与众不同之处即可。鉴定:必须要检出该物质的各个成分。如鉴定某无色晶体为K2SO4,即要检出其中含K+、SO42- ,同时又要排除是NaHSO4;鉴定某无色晶体为NH4Cl,则既要检出NH4+,又要检出Cl-。推断:指据已知的实验及现象,通过分析,判断被检物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。1、 常见气体的检验:气体检验方法化学方程式注意事项1氢气纯净氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,不纯氢气点燃有爆鸣声,燃烧产生水,不产生使石灰水变浑浊的气体。2H2+O2
11、=2H2O产生水的气体不一定是氢气,还有气态烃2氧气使带火星的木条或木炭得燃C+O2=CO23氯气黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝2KI+Cl2=2KCl+I2单质碘与淀粉作用显蓝色使湿润KI淀粉试纸变蓝色的不一定是Cl24HCl使湿润的蓝色石蕊试纸变红在潮湿空气中形成白雾能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体以及与氨气相遇产生白烟的气体不一定是HCl用蘸浓氨水的玻棒靠近,冒白烟NH3+HCl=NH4Cl将气体通入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀Ag+Cl-=AgCl5H2S通入硝酸铅或硫酸铜溶液产生黑色沉淀;使湿润的醋酸铅试纸变黑;可燃,有臭蛋味H2S+Pb2+=PbS+2H+H2S+
12、Cu2+=CuS+2H+6SO2通入品红溶液后,溶液褪色,加热颜色复现;气体有刺激性气味SO2的漂白性Cl2通入品红褪色,加热颜色不复现7NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝,有刺鼻气味NH3+H2ONH3H2O NH3H2ONH4+OH-用蘸浓盐酸的玻棒靠近,冒白烟NH3+HCl=NH4Cl8NO无色气体,接触空气立即变为红棕色2NO+O2=2NO29NO2红棕色气体,溶于水褪色;且能使石蕊试液变红。3NO2+H2O=2HNO3+NO溴蒸气溶于水不褪色,加AgNO3则有淡黄色沉淀10CO可燃,燃烧后只生成CO2,使澄清石灰水变浑浊2CO+O2=2CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O注意
13、与其他可燃气体的区别,氢气也能还原氧化铜,生成水通过灼热的氧化铜,能还原出铜,并生成CO2CO+CuO=CO2+Cu11CO2使澄清石灰水变浑浊,无色无味CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2OSO2与能使石灰水变浑浊;燃着的木条在N2熄灭能使燃着的木条熄灭12C2H4通入溴水,溴水褪色CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br能使溴水或酸性KMnO4褪色的还有乙炔等通入酸性高锰酸钾溶液褪色乙烯被氧化13乙炔同上,点燃有浓烟同上,乙烯点有黑烟说明:气体检验步骤:有色:Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)进一步检验 有气味:HCl、H2S、SO2、NH3进一步检验某气体观察、闻气味 接触空气变红
14、棕色为NO;加石灰水变浑浊为CO2;能点燃 无色无味 只生成水的为H2;既生成水又使石灰水变浑浊的为气态烃;只生成CO2为CO;带火星木条得燃的为O2。2、 常用阳离子的检验方法: 离子检验试剂实验现象化学方程式1H+酸碱指示剂(石蕊试液、甲基橙试液)紫色石蕊试液变红色橙色甲基橙试液变红2K+铂丝蘸其溶液,在无色酒精灯火焰上灼烧火焰呈浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)3Na+方法同上火焰呈黄色4Ca2+方法同上火焰呈砖红色5Mg2+NaOH溶液生成白色沉淀,过量不溶解Mg2+2OH-=Mg(OH)26Ba2+H2SO4或硫酸盐,稀硝酸生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀HNO3Ba2+SO42-=BaSO4
15、7Al3+NaOH溶液(逐滴加入,边加边振荡)加适量NaOH溶液有白色沉淀,加过量NaOH则沉淀溶解。Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+ OH-=AlO2-+2H2O8NH4+加入浓NaOH溶液湿润的红色石蕊试纸加浓NaOH,加热产生刺激性气体,使湿润的红色石蕊试纸变蓝色NH4+OH-=NH3+H2O9Fe2+淡绿色NaOH溶液生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变成红褐色沉淀Fe2+2OH-=Fe(OH)2白色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3先加KSCN溶液,然后加入氯水加入KSCN溶液无现象,加入氯水则变红色2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN
16、-=Fe(SCN)310Fe3+黄色KSCN溶液溶液变血红色Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3NaOH溶液生成红褐色沉淀Fe3+3OH-=Fe(OH)3苯酚溶液生成紫色溶液11Cu2+蓝色氢氧化钠溶液生成蓝色絮状沉淀,加热变成黑色Cu2+2OH-=Cu(OH)2Cu(OH)2=CuO+H2O12Ag+盐酸或氯化物溶液稀HNO3生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸Ag+Cl-=AgCl3、 常用阴离子的检验方法:离子检验试剂实验现象化学方程式1Cl-AgNO3溶液、稀硝酸生成白色沉淀,沉淀不溶于硝酸Ag+Cl-=AgCl2Br-AgNO3溶液、稀硝酸生成淡黄色沉淀,沉淀不溶于硝酸Ag+Br-=Ag
17、Br3I-AgNO3溶液、稀硝酸生成黄色沉淀,沉淀不溶于硝酸Ag+I-=AgI滴入淀粉溶液后,加入氯水淀粉溶液变蓝色Cl2+2I-=2Cl-+I2I2遇淀粉溶液变蓝色4SO42-盐酸、氯化钡溶液先加入盐酸无沉淀,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀先加入盐酸排除Ag+、SO32-、CO32-等离子的干扰;Ba2+SO42-=BaSO45SO32-氯化钡溶液、盐酸生成白色沉淀,加盐酸放出刺激性气味气体Ba2+SO32-=BaSO3BaSO3+2H+=Ba2+SO2+H2O盐酸、品红溶液加入盐酸,生成气体通入品红溶液褪色SO32-+2H+=SO2+H2O6S2-加入CuSO4溶液、盐酸生成黑色沉淀,加盐酸
18、沉淀不溶解S2-+Cu2+=CuS盐酸、湿润的醋酸铅试纸产生气体,使湿润的试纸变黑S2-+2H+=H2S7NO3-溶液加热浓缩,加入浓硫酸和铜片,加热有红棕色的气体产生(待检物应是浓溶液或固体)Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O8PO43-AgNO3溶液、稀硝酸生成黄色沉淀,加硝酸沉淀溶解3Ag+PO43-=Ag3PO4Ag3PO4+2H+=3Ag+H2PO4-9CO32-氯化钡溶液、稀硝酸生成白色沉淀,加稀硝酸产生无色无味气体Ba2+CO32-=BaCO3BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O盐酸、澄清石灰水加入盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的气体CO32-+2H+=C
19、O2+H2OCO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O10HCO3-氯化钡溶液不生成沉淀稀盐酸、石灰水产生无色无味气体,使澄清石灰水变浑浊HCO3-+H+=CO2+H2OCO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O11SiO32-稀盐酸产生白色胶状沉淀,过量盐酸沉淀不溶解SiO32-+2H+H2O=H4SiO412AlO2-稀盐酸适量盐酸产生白色沉淀,过盐酸则沉淀溶解AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O13OH-酚酞试液、紫色石蕊试液、橙色甲基橙酚酞试液变红、石蕊试液变蓝色、甲基橙变黄注:物质检验的步骤: 不溶,可能是CaCO3、BaCO3、BaSO4、AgCl 无色或白色固体 氢氧化镁、氢氧化铝等 溶解,可能是K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、NH4+待检物质观察固体颜色 Cl-、SO42-、NO3-、SO32- 不溶,可能是Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe2O3、AgBr、 有色晶体或固体 AgI、Ag3PO4、CuO、MnO2、CuS溶解,可能是含:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-