貴州省普安一中2011屆高三化學一輪復習教案第43講：實驗方案的設計和氣體的制備

1、精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼貴州省普安一中2011屆高三化學一輪復習教案第43講:實驗方案的設計和氣體的制備（建議2課時完成）考試目標掌握見氣體的實驗室制法（包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法）。.設計、評價或改進實驗方案。了解控制實驗條件的方法。分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。.以上各部分知識與技能的綜合應用。要點精析一、氣體的制備.氣體發(fā)生裝置的類型（1）設計原則：根據(jù)反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。（2）裝置基本類型：裝置類型裝置示意圖固體反應物（加熱）O2、N

2、H3、CH4固液反應物（不加熱）固液反應物（加熱）H2CO2、H2SH2、CO2、H2S、Cl2、CH2=CHSO2、NO、HCl、2NO2、C2H2、。2、NH3、CO(1)022KCIO3:一2KCI+3O2?2幾種氣體制備的反應原理(2)NH3(3)CH4H2Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2?(5)CO2CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2f+H2O(6)SO2Na2SO4+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2f+H2O(7)NO2Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO?f+2H2O(8)NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOf+4H2O(9)C

3、2H2CaC2+2H2OCa(OH)2+CH三CHf(10)Cl2MnO2+4HCI(濃)MnCI2+CI2f+2H2O(11)C2H4C2H5OHCH2=CH2f+H2O(12)H2SFeS+H+=H2Sf+Fe2+3.收集裝置裝置類型排水(液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法(1)設計原則：根據(jù)氧化的溶解性或密度2KMn04MnO4+Mn02+O2f2H2O22H2O+O2f2NH4CI+Ca(OH)CaCb+2NH3?+2H2ONH3HO-7NH3T+H2OCiOCH3COONa+NaOHW2CO3+CH4f精誠凝聚=A_A=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就

4、夢想鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼.鑼點亮心燈/（）照亮人生.鑼裝置示意圖1適用范圍不溶于水（液）的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體典型氣體H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、C*CHCI2、HCI、CO2SO2、H2SH2、NH3、CH4注：以上三種方法所得氣體均不純凈：排氣法所得氣體中含有空氣、排水法所得氣體中含有水蒸氣，故要得到純凈的氣體可以用球膽或塑料袋或注射器收集。（2）裝置基本類型：4凈化與干燥裝置（1）設計原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件（2）裝置基本類型:裝置類型液體除雜劑（不加熱）（也可以裝固體吸收劑）固體除雜劑（不加熱

5、）固體除雜劑（加熱）裝置示意圖1CO且（3）氣體的凈化劑的選擇選擇氣體吸收劑應根據(jù)氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)而確定，所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)，而不能與被提純的氣體反應。一般情況下：易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收；酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；水分可用干燥劑來吸收；能與雜質(zhì)反應生成沉淀（或可溶物）的物質(zhì)也可作為吸收劑。（4）氣體干燥劑的類型及選擇常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類：酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCI、出、CI2、02、CH4等氣體。堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿

6、性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、出、O2、CH4等氣體。中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿性氣體，如O2、出、CH4等。在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質(zhì)不能選作干燥劑，如不能用CaCS來干燥NH3(因生成Cad?8NH，不能用濃H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。氣體凈化與干燥注意事項一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采用加熱除去雜質(zhì)，則是先干燥后加熱。對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當?shù)娜芤杭右晕?或點燃)，使它們變?yōu)闊o毒

7、、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl?、SO?、Bq(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收；尾氣H?S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉(zhuǎn)化為CO2氣體。對于易爆的氣體應點燃尾氣，不能排放在實驗室中。5氣體實驗裝置的設計(1)裝置順序：制氣裝置f凈化裝置f反應或收集裝置f除尾氣裝置安裝順序：由下向上，由左向右操作順序：裝配儀器f檢驗氣密性f加入藥品二、實驗方案的設計1.性質(zhì)實驗方案設計在進行性質(zhì)實驗方案的設計時，要充分了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，用途與制法之間的相互聯(lián)系。性質(zhì)實驗的設計一般包括反應原理，實驗儀器與操作、反應現(xiàn)象和實驗結(jié)論幾個方面?；瘜W性質(zhì)實驗方案的設計，首先要求抓住物質(zhì)本

8、質(zhì)特征進行整理和思考，然后進行分析、比較、綜合和概括。需要在元素周期律等化學理論知識的指導下，將元素及其化合物的知識進行整理，使之系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、在提取知識時能夠準確、全面，并能注重知識間的內(nèi)在聯(lián)系。制備實驗方案設計物質(zhì)制備方案的設計，首先要弄清物質(zhì)制備的原理，從原理為切入點設計方案，方案一般已包括實驗名稱、目的、原理、用品、步驟、現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理。針對一個實驗，可以設計出多種方案，要會得對每個方案進行科學的評價，評價可從以下幾個方面進行：理論上要科學。操作上要簡單可行。原料用量要節(jié)約。要環(huán)保，符合綠色化學原則。例題3下圖表示某種鹽的制備步驟:已知：水合鹽B含有45.3%的水；無水鹽C焙燒分

9、解，放出兩種無色刺激性氣體E和F,并生成紅棕色固體D。請寫出物質(zhì)的化學式或名稱：A，B，C，D，E，F(xiàn)。分析紅棕色固體是一個特征信息，可聯(lián)想到氧化鐵等顯紅棕色的物質(zhì)。逆向推測無水鹽可能含鐵的硫酸鹽。再根據(jù)反應條件可推斷出C是硫酸亞鐵，根據(jù)B中含水的質(zhì)量分數(shù)可得出B是FeS0472O。答案A.Fe；B.FeS0470;C.FeS04；DFezOs；E.SO2；F.SO3(E.SO3,F.SO2)。檢驗實驗方案設計(1)熟練掌握各類物質(zhì)的物理性質(zhì)(顔色，氣味，熔、沸點，水溶性)，化學性質(zhì)及相互反應的現(xiàn)象，尤其是一些選擇性反應與特征反應。(2)物質(zhì)鑒定的關(guān)鍵在于通過分析，推理設計出合理的鑒定過程。鑒

10、定的基本原則：被鑒定的物質(zhì)是固體，則一般需要用蒸餾水溶解；待鑒定物質(zhì)在實驗時應取少量；要檢驗多種成份，應進行平行實驗，防止一只試管進行到底，造成前后干擾；由現(xiàn)象定結(jié)論，由特定條件下的特定現(xiàn)象，證明其含有特定的微粒。II精誠凝聚7=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼鑼點亮心燈/(AvA)照亮人生.鑼例5僅用一種試劑鑒別如下物質(zhì)：苯、CCI4、Nal溶液、NaCI溶液、NazSOs溶液，下列試劑中不能選.用.的是()A.溴水B.FeCh溶液C.酸性KMnO4D.AgNO3溶液答案D。分析講解苯、CCI4都是一種非極性溶劑，但前者的密度比水小，后者的密度比水大。溴水

11、滴入苯中振蕩后，水中的B2轉(zhuǎn)移到到苯層中，苯層浮在上層。溴水滴入到CCI4中振蕩后，水的Bh轉(zhuǎn)移到CCI4層中，CCI4層沉在下層。溴水滴入Nal溶液中，會置換出12,溶液顏色變深。溴水滴入亞硫酸鈉溶液中時，B2跟亞硫酸鈉反應，顏色褪去。溴水滴入氯化鈉溶液中，不發(fā)生化學反應，溴水稀釋。所以溴水能將五種溶液檢別開來。FeCb溶液滴入苯、CCI4中，可根據(jù)分層現(xiàn)象區(qū)分。FeCb溶液滴入NaCI溶液中，不會產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。FeCb溶液Nal溶液中會生成I2。FeCb溶液滴入NazSO?溶液中會發(fā)生如下反應：2Fe3+SO32-+H2O=2Fe2+SO42-+2H+，能產(chǎn)生褪色、氣泡等多種現(xiàn)象。所以氯化

12、鐵溶液能用于檢別五種溶液。酸性KMnO4滴入苯和CCI4中，也可根據(jù)分層現(xiàn)象區(qū)分。酸性KMnO4滴入氯化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象。酸性KMnO4滴入碘化鈉溶液中會生成I2，滴入亞硫酸鈉溶液中會生成硫酸鈉，都會產(chǎn)生明顯的實驗現(xiàn)象差異。所以酸性KMnO4能用于檢別五種溶液。注意點從思維角度看，解答指定試劑檢驗題主要用到的是定向思維，只要分析給定試劑跟待檢物質(zhì)能發(fā)生什么反應，反應中有什么現(xiàn)象，各種待檢物質(zhì)跟試劑反應時的現(xiàn)象是否有明顯差異等等。有些反應的原理雖然相近，但實驗現(xiàn)象有明顯差異，也可以用于檢別。有些反應的原理有很大不同，但不能產(chǎn)生明顯差異的實驗現(xiàn)象，也不能用于檢別。例6某學生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受

13、熱分解的實驗操作來判斷硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，把帶有火星的細木條伸進試管口，檢驗放出的氣體，當發(fā)現(xiàn)木條復燃時該學生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實驗及結(jié)論的合理性作出評價。如有必要，可提出改進的實驗方案。.綜合實驗方案設計(1)化學實驗方案設計的基本要求科學性，實驗原理，準確，實驗流程合理。安全性，保護人身、保護環(huán)境、保護儀器。可行性，條件允許，效果明顯，操作正確。簡約性，做到步驟少，時間短、效果好等基本要求。（2）化學實驗方案設計的基本思路明確目的原理首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、

14、分析，從而明確實驗原理。選擇儀器藥品根據(jù)實驗的目的和原理，以及反應物和生成物的性質(zhì)、反應條件，如反應物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。設計裝置步驟根據(jù)上述實驗目的和原理，以及所選用的儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)根據(jù)觀察，全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。分析得出結(jié)論根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。以上只是解答綜合實驗設計題的一般思考方法。在解答過程中，應根據(jù)實驗設計題的具體情況和要求，作出正確的回答。（3）化學實驗方案設計的注意事項凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸；進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸（如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃先驗純等）；防氧化（如H2