1、第 课时 掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)；能绘制和识别典型的实验仪器装置图。高考中出现的各类物质的制备或其他的性质实验总是来自教科书中各常见物质的制备和性质实验或是对这些实验进行仿造或改造。要求对教材中出现的各种制备实验、性质实验非常熟练，能够做到举一反三，熟能生巧。1.熟练掌握有关物质的性质是解答物质性质类实验习题的基本前提 无机元素化合物和有机基础知识是综合实验的主要载体。除此以外，以下四个实验味极浓的“项目”，更是突破综合实验试题的关键内容。(1)16项实验基本操作，如药品的取用、液体的量取、试纸的使用、装置的气密性检查、可燃性气体的纯度检验、喷泉实验
2、的引发、尾气处理等。(2)Na+、K+、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Cl-、OH-、CO32-、SO42-10种阴阳离子检验的方法及所用试剂。(3)氧气、氢气、二氧化碳、氯气、氨气、乙烯和乙炔7种典型气体的制备方法、实验原理和反应原理。(4)常见的多种安全装置(注意掌握其原理)。悬空式倒立漏斗式肚容式蓄液安全瓶式平衡压强式防堵塞安全装置防堵塞安全装置液封式 某化学研究性学习小组讨论Fe3+和SO32-之间发生怎样的反应，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应：2Fe3+SO32-+H2O 2Fe2+SO42-+2H+；二是发生双水解反应：2Fe3+3SO32-+6H2O 2Fe(OH
3、)3(胶体)+3H2SO3。为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验，请填写下列空白：实验：取5 mL FeCl3浓溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na2SO3浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色。这种红褐色液体是_。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可以观察到的现象是先生成红褐色沉淀后溶解。将溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变成血红色，反应的离子方程式为 _。另一份加入BaCl2稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式_。实验：换用稀释的FeCl3和Na2SO3溶液重复实
4、验。实验、产生的现象完全相同。由上述实验得出的结论是FeCl3溶液与Na2SO3溶液混合时_。实验：在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3溶液，既产生红褐色沉淀又产生无色气体，反应的化学方程式是 _。从形式上看，Na2CO3和Na2SO3相似，但是从上述实验中可以看到，两者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大，分析其原因可能是 _；_。实验：首先要明确Fe3+与SO32-可能同时发生氧化还原反应和双水解反应，也可能只发生其中的一个。从现象来看，溶液变为红棕色后又成红褐色(无沉淀无气泡)，这一定是Fe(OH)3胶体；所以，一定是发生了双水解反应。向胶体中加入盐酸，胶体先是凝聚，后来Fe(OH)3
5、沉淀又溶解，同时H2SO3在强酸性溶液中会分解为SO2气体，所以，还会有气泡放出。将加盐酸至过量的溶液分为两份，一份加KSCN溶液，当然会出现血红色；一份加BaCl2稀溶液，有沉淀生成，一定是BaSO4，不可能是BaSO3，因为溶液中盐酸是过量的；而SO2-4一定来自SO32-被氧化，所以，实验中同时发生了氧化还原反应。FeCl3溶液与Na2CO3溶液只可能发生双水解反应，SO32-与CO32-的不同在于：SO32-有强还原性并且其水解程度不及CO32-。答案：Fe(OH)3胶体；Fe3+3SCN-Fe(SCN)3；SO42-+Ba2+BaSO4。：既发生了氧化还原反应，又发生了双水解反应应;
6、:2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2+6NaCl SO32-有较强的还原性，CO32-没有还原性；CO32-的水解程度大于SO32-的水解程度。这类性质探究实验，通常都会出现某个与原来知识不一致的现象(或新的现象)。这类习题首先要求考生打破思维定势，要对新知识新现象有一种积极吸纳的姿态，不能被原有的框框限制死了。对新现象，要仔细分析出现的原因，尤其是这时可能存在混合物成分确定类习题中常出现的那种陷阱：现象表明某离子肯定存在，而该离子又是前面加入的或生成的，原来该离子是否存在就不能作出判断。某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略
7、去)。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、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O (1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是_。3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液通入通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒一段时间，
8、关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内置的烧瓶内Cu+4HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O （4）装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是_。将将NO2转化为转化为NO3NO2+H2O 2HNO3+NO 装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色无色变为红棕色 (6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案
9、中可行的是 _(选填序号字母)。a.加热该绿色溶液，观察颜色变化 b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化acd 本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。(1)根据装置特点和实验目的，装置是收集NO，装置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置中应该盛放稀硝酸。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。(
10、3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。(4)装置中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2+H2O 2HNO3+NO。(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置液面的上方会产生红棕色气体。(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化。二是增加Cu(NO3)2溶液中NO2
11、的浓度(d方案)观察反应后的颜色变化。2.要熟练掌握各种常见物质的制备原理及其装置 实验室制取纯净的气体一般有以下环节：气体的发生气体的净化气体的收集尾气的处理(对于有毒气体)。(1)制气装置 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：固体或固体混合物加热制备气体，用图()装置，常用于制O2、NH3等气体。固体与液体或液体与液体的混合物加热制备气体，用图()装置，常用于制Cl2、CH2=CH2(还要加温度计)等气体。固体与液体或液体与液体的混合不需加热制备气体，用图()装置，常用于H2O2与MnO2混合制O2、浓氨水与生石灰混合制NH3等气体。块状或粒
12、状固体与液体混合且不需加热制备气体，用图()装置，这种装置可随时关随时开，常用于制CO2、H2等气体。(2)气体的净化 杂质气体主要可能来源于：发生副反应；反应物中含有杂质；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：()强碱溶液(如NaOH溶液)：除酸性气体。()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。()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
13、净化常用仪器：干燥管、洗气瓶。(3)气体的干燥 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为: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。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。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不能用无水氯化钙干燥)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
14、体反应的物质不能选作干燥剂。(4)制气的操作顺序 仪器的连接检查装置的气密性装药制气除杂干燥收集尾气处理拆除仪器 液态物质要掌握：乙酸乙酯、银氨溶液、Fe(OH)3胶体；固态物质要掌握：FeSO47H2O、Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3等。根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。（1）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气体的原料可选用 。a.稀硫酸与硫化亚铁 b.稀硝酸与硫化亚铁 c.稀硫酸与硫化钠 d.稀盐酸与硫化亚铁 （2）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置，请在下图中选择合适的仪器：（填编号）。（3）如下图，在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液，点
15、燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，停止通入气体，瓶内可观察到的现象是_。（4）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振 荡，发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为_。反应过程中，溶液的pH _（填“变大”、“变小”或“不变”）。（5）点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是_。（6）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%45.5%时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时，其爆炸产物是_。(1)若用启普发生器制取气体，所选试剂应为块状固体和液体，且反应不需要加热，故a、d正确，c错误。硝酸具有强氧化性，与硫化亚铁反应得不到H
16、2S，b项错。(2)要控制硫化氢气体产生速率必须选用分液漏斗。(3)开始氧气充足，H2S燃烧生成SO2和H2O，后来氧气不足，燃烧产物为S和H2O，描述反应现象要从SO2、S和H2O三个方面考虑。(5)a中增加的装置起不到任何作用。b装置可将启普发生器内的H2S与点燃的H2S分隔开，能防止爆炸。c、d装置中生成的H2S无法排出，故错误。(6)当硫化氢在空气中的体积分数为30%时，O2在混合气体中的体积分数为70%=14%，O2不足，发生反应2H2S+O2 2S+2H2O。答案:(1)ad (2)(3)品红溶液褪色；瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴 (4)SO2+2H2S 3S+2H2O 变大(5
17、)b (6)S、H2O15点燃点燃 以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):.从废液中提纯并结晶出FeSO47H2O。.将FeSO47H2O配制成溶液。.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。.将浊液过滤，用90 热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。已知：NH4HCO3在热水中分解。（1）中，加足量的铁屑除去废液中的F e3+，该 反 应 的 离 子 方 程 式 是_。（2）中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用_。（3）中，生成FeCO3的离子方程式是_。若FeCO3浊液长
18、时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是_。Fe+2Fe3+3Fe2+加入硫酸，加入硫酸，H+浓度增大，使浓度增大，使Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+的平的平衡向逆反应方向移动，从而抑制衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解的水解Fe2+2HCO-3FeCO3+CO2+H2O4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2 (4)中，通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。检 验SO42-的操作是_。(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2，现煅烧464.0 kg的FeCO3，得到316.8 kg产品，若产品中杂
19、质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是 _kg(摩尔质量/gmol-1：FeCO3116；Fe2O3160；FeO72)。取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净288.0高温高温 本题考查化学实验基本操作、物质的制备、化学反应原理、计算等。(1)Fe3+具有氧化性，能氧化Fe生成Fe2+：2Fe3+Fe 3Fe2+。(2)由于Fe2+水解，加入H2SO4可阻止其水解。(3)Fe2+与HCO3-在溶液中发生反应生成FeCO3：Fe2+2HCO3-FeCO3+CO2+
20、H2O。FeCO3在被O2氧化最终生成Fe(OH)3而出现红褐色：4FeCO3+O2+H2O Fe(OH)3+4CO2。(4)SO42-的检验一般采用BaCl2溶液，根据溶液与BaCl2溶液反应是否有白色沉淀产生来判断溶液中是否存在SO42-。(5)464.0 kg FeCO3中含有Fe元素4103 mol,设产品中FeO x mol,Fe2O3 y mol,则有：x+2y=4103 mol，72x+160y=316.8103，解得x=400,y=1.8103,故Fe2O3的质量=1.8103 mol160 g/mol10-3 kgg-1=288.0 kg。某同学用下列装置(固定装置、加热仪器
21、和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究，回答下列问题。(1)若用装置制取NH3，其反应的化学方程式为_；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是_。2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2ONH3不能溶解于其中且稳定不挥发不能溶解于其中且稳定不挥发(例如浮在水面的植物油等例如浮在水面的植物油等)(2)若用装置制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是 _固体，分液漏斗中装的试剂是浓氨水，收集装置应选择_(填装置序号)。证 明 氨 气 已 收 集 满 的 操 作 是_ NaOH用玻璃棒粘一片湿润的红色石蕊试纸于棉花附近，如果试用
22、玻璃棒粘一片湿润的红色石蕊试纸于棉花附近，如果试纸变蓝，说明氨气已经收满；检验装置的气密性的方法纸变蓝，说明氨气已经收满；检验装置的气密性的方法是用双手紧握住烧瓶壁，将此装置置于水中，此时有气泡是用双手紧握住烧瓶壁，将此装置置于水中，此时有气泡产生，松开手后，导管内有一段水柱，则装置气密性好产生，松开手后，导管内有一段水柱，则装置气密性好。(3)若用下列各种试剂组合(其他条件相同)进行制取氨气的对比实验，测出氨气的体积(标准状况)如下表：试剂6.0 g Ca(OH)2(s,过量)6.0 g NaOH(s,过量)6.0 g CaO(s,过量)5.4 g NH4Cl(s)1344156817925
23、.4 g(NH4)2SO4(s)136415591753试剂试剂NH3体体积积(mL)试剂试剂 从表中数据分析，实验室制氨气的产率最高的是_。其原因是_。第组第组 中生成的中生成的CaCl2可以吸收一部分氨气，而中生成的可以吸收一部分氨气，而中生成的CaSO4与过量的与过量的CaO有吸水作用，有利于氨气逸出有吸水作用，有利于氨气逸出 (1)装置是试管口朝下加热固体制取NH3，方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O；在用排液法测量NH3气体的体积时，注意排的液体必须是NH3不能溶解于其中的；(2)实验室快速制备NH3的常用方法是把浓氨水加入到固体NaOH或CaO中。(3)很显然，三组中组效率最高,三组中组效率最高；组效率为1792/(5.4/53.5)22400=79%；组效率为1753/(5.4/132)44800=96%。显然，组效率最高。原因主要是：中生成的CaCl2可以吸收一部分氨气，而中生成的CaSO4与过量的CaO有吸水作用，有利于氨气逸出。
