高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)+專(zhuān)題6第三單元第1講-常見(jiàn)氣體的制備++講義

專(zhuān)題6化學(xué)實(shí)驗(yàn)第三單元物質(zhì)的制備第1講常見(jiàn)氣體的制備一、課程標(biāo)準(zhǔn)要求1．能根據(jù)氣體的性質(zhì)，辨識(shí)發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置、尾氣處理的選擇，能解釋這樣選擇和連接規(guī)律。2．能將化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器及裝置運(yùn)用組合法、擴(kuò)充法或替代法等，進(jìn)行重新組合或者拆分，來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，解決實(shí)際問(wèn)題。3．具有安全意識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有探索未知、崇尚真理的意識(shí)和保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。二、在高中化學(xué)教材體系中的地位常見(jiàn)氣體的制備是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本操作和基礎(chǔ)知識(shí)，又是高中化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要組成部分。在高考中該部分除了以選擇題的形式出現(xiàn)，還常以物質(zhì)的制備和化學(xué)工藝流程為背景，以非選擇題型考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。在近幾年的高考?xì)怏w制備及性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)命題中,出現(xiàn)過(guò)三頸瓶、恒壓滴液漏斗等陌生儀器的使用，這些儀器屬于不常用儀器，同時(shí)在試題中還常出現(xiàn)一些儀器的創(chuàng)新使用。這類(lèi)題通過(guò)裝置重新組合擴(kuò)充的方式，考查考生全面的系統(tǒng)的知識(shí)，培養(yǎng)了考生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神。如將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和用品進(jìn)行有效替換，以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的效果，但考生往往因?yàn)檠b置新穎，藥品在平時(shí)的學(xué)習(xí)中沒(méi)有見(jiàn)過(guò)，在解題時(shí)形成了心理壓力，導(dǎo)致不能靜心分析，去偽存真，從而失分較多。預(yù)計(jì)今后高考命題仍將會(huì)以?xún)x器裝置和制備方法等的創(chuàng)新為命題熱點(diǎn)。三、思維導(dǎo)圖氣體氣體發(fā)生裝置反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件與雜質(zhì)性質(zhì)不同氣體的密度或溶解性氣體的化學(xué)性質(zhì)凈化裝置發(fā)生裝置尾氣處理裝置四、課時(shí)安排建議第1課時(shí)常見(jiàn)氣體的制備(1課時(shí))第1課時(shí)常見(jiàn)氣體的制備一、教學(xué)流程活動(dòng)一：構(gòu)建知識(shí)體系問(wèn)題1：制備氣體時(shí)如何選擇合適的裝置呢？[例題1]：(2021·南京、鹽城二模)實(shí)驗(yàn)室制取CO2時(shí)，下列裝置不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)ABCD生成CO2凈化CO2干燥CO2收集CO2[解析]：A．碳酸鈣為塊狀固體，可以用簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器制取二氧化碳，通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉止水夾控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止,故A正確；B．二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．二氧化碳與濃硫酸不反應(yīng)，可用濃硫酸干燥二氧化碳，故C正確；D．二氧化碳密度比空氣大，且不與空氣反應(yīng)，可用向上排空氣法收集，故D正確；答案為B。[答案]：B[歸納總結(jié)]氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路1．根據(jù)及選擇氣體發(fā)生裝置；(1)：可選擇等裝置，能制備等；操作注意事項(xiàng)①試管要干燥；②試管口略低于試管底；③加熱時(shí)先預(yù)熱再固定加熱；④用KMnO4制取O2時(shí)，需在管口處塞一小團(tuán)棉花。(2)：可選擇等裝置，能制備等；(3)：可選擇、、等裝置，能制備等。2．根據(jù)制備氣體及氣體雜質(zhì)的差異(如、、、)選擇氣體凈化裝置；(1)除雜原則：①；②；③；④。(2)氣體凈化與干燥的先后順序①若采用溶液除雜：應(yīng)該是在前，在后。其原因是：。②若采用加熱除雜：則一般是在前。3．根據(jù)制備氣體的選擇干燥劑及干燥裝置；(1)液態(tài)干燥劑如，可選用洗氣吸收裝置。(2)固態(tài)干燥劑如、等，可選用干燥管或U形管吸收裝置。4．根據(jù)制備氣體的及氣體的選擇收集方法及收集裝置；(1)排液法：難溶或微溶于，又不與其反應(yīng)的氣體可用排液法收集，選用、等收集裝置收集。用該裝置可收集等氣體。(2)向上排空氣法：密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向上排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集等氣體。(3)向下排空氣法：密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向下排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集等氣體。5．根據(jù)制備氣體的選擇尾氣吸收劑及吸收裝置。(1)無(wú)毒、無(wú)害氣體直接排空處理：如N2、O2、CO2等。(2)有毒有害氣體的尾氣處理裝置①在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入盛有某種試劑的燒杯中被吸收除去(如圖甲)，如Cl2、SO2、NO2均可通入溶液中除去。②某些可燃性氣體可用點(diǎn)燃(如圖丙)或轉(zhuǎn)化的方法除去，如CO、H2可或通過(guò)灼熱的除去。③某些可燃性氣體可以采用收集的方法除去(如圖丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。④對(duì)于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時(shí)應(yīng)，典型裝置如圖乙。常見(jiàn)的防倒吸裝置還有如下改進(jìn)裝置(以NH3的吸收為例，未注明的液體為水)。[練習(xí)1]：實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)有毒氣體的處理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONO活動(dòng)二：重難點(diǎn)突破問(wèn)題2、制備氣體的相關(guān)知識(shí)如何在題目中呈現(xiàn)呢？典例解析[典型例題](2022·泰州高三一模)下列制備、干燥、收集NH3，并進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的原理與裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．用裝置甲制備N(xiāo)H3 B．用裝置乙干燥NH3C．用裝置丙收集NH3 D．用裝置丁進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)[解析]：A．固體加熱試管口朝下，故A不選；B．氨氣能與濃硫酸溶液發(fā)生反應(yīng)，因而不用濃硫酸干燥氨氣，故B不選；C．氨氣密度比空氣小，選用向下排空法，故不選C；D．氨氣極易溶于水，可以做噴泉實(shí)驗(yàn)，故選D；[答案]：D[小結(jié)]：復(fù)習(xí)過(guò)程中要讓學(xué)生詳細(xì)掌握常見(jiàn)氣體的制備原理及性質(zhì)。練習(xí)2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力。氫化鈣(CaH2)固體是登山運(yùn)動(dòng)常用的能源提供劑，氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取，圖1是模擬制取裝置?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后裝入藥品，打開(kāi)分液漏斗活塞(請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的序號(hào))。①加熱反應(yīng)一段時(shí)間②收集氣體并檢驗(yàn)其純度③關(guān)閉分液漏斗活塞④停止加熱，充分冷卻(2)為了確認(rèn)進(jìn)入裝置C的氫氣已經(jīng)干燥，應(yīng)在B、C之間再接一裝置，該裝置中加入的試劑，裝置D的作用是_________________________________________________。(3)某同學(xué)利用圖2裝置測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)中得到的氫化鈣的含量。他稱(chēng)取mg所制得的氫化鈣樣品，實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。(上述氣體體積均換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)①裝置中導(dǎo)管a的作用是__________________________________________。②如何判斷樣品與水完全反應(yīng)：_______________________________________。③產(chǎn)生的氫氣體積為mL。若未冷卻至室溫即讀數(shù)，則氫化鈣含量(填“偏高”、“偏低”、“無(wú)影響”)。(4)請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一種氫化鈣純度的測(cè)定方法：_________________________________________________________________________________________________________________________________________活動(dòng)三：鞏固提升1．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置制氨氣并驗(yàn)證氨氣的某些化學(xué)性質(zhì)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)ABCD制取氨氣除去氨氣中的水蒸氣驗(yàn)證氨氣具有還原性吸收尾氣2．下列實(shí)驗(yàn)裝置或操作正確，且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．裝置甲實(shí)驗(yàn)室制氯氣 B．裝置乙制備N(xiāo)aHCO3C．裝置丙比較MnO2和FeCl3催化效果D．裝置丁比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)的大小3．某小組按如圖裝置探究氯氣和雙氧水的反應(yīng)。將注射器中的濃鹽酸注入試管中，在盛NaOH溶液的試管中收集到無(wú)色氣體，該氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的HClB．NaOH溶液不可以用水代替C．由反應(yīng)H2O2+Cl2=2HCl+O2可證明非金屬性：Cl>OD．僅根據(jù)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法證明一定是氯氣氧化了H2O24．從綠色化學(xué)的理念出發(fā)，下列實(shí)驗(yàn)不宜用如圖所示裝置進(jìn)行的是A．不同濃度的硝酸與銅反應(yīng)B．稀硫酸與純堿或小蘇打反應(yīng)C．鋁與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應(yīng)D．H2O2在不同催化劑作用下分解5．利用如圖裝置進(jìn)行Cl2制備及其化學(xué)性質(zhì)的探究。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．拉動(dòng)a或b的活塞，可檢查裝置氣密性B．c中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為6:1C．c中產(chǎn)生Cl2后，d褪色的原因是次氯酸具有漂白性D．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，加入b中溶液除去多余的Cl2，溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色6．下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖菍?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)過(guò)程A探究SO2的漂白性向橙色的溴水中通入SO2，觀察溶液顏色變化B探究NH3的還原性將NH3通過(guò)熾熱的CuO，觀察現(xiàn)象C探究H2O2的氧化性向H2O2溶液中滴入Na2SO3溶液，觀察現(xiàn)象D比較Ag2S與AgI的溶度積大小向相同體積不同濃度的Na2S和NaI溶液中分別滴入滴相同濃度的AgNO3溶液7．由實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象，可得出相應(yīng)正確結(jié)論的是實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論A向NaBr溶液中滴加過(guò)量氯水，再加入淀粉KI溶液先變橙色，后變藍(lán)色氧化性：B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加熱，加入新制的懸濁液無(wú)磚紅色沉淀蔗糖未發(fā)生水解C石蠟油加強(qiáng)熱，將產(chǎn)生的氣體通入的溶液溶液紅棕色變無(wú)色氣體中含有不飽和烴D加熱試管中的聚氯乙烯薄膜碎片試管口潤(rùn)濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅氯乙烯加聚可逆反應(yīng)8．用下列裝置進(jìn)行SO2制取、性質(zhì)驗(yàn)證和尾氣處理，其中不能實(shí)現(xiàn)的是()ABCD制取驗(yàn)證其還原性驗(yàn)證其漂白性尾氣處理9．實(shí)驗(yàn)的探究和創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了探究SO2和Cl2(水溶液)的漂白性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

(1)儀器a的名稱(chēng)是_______________________。(2)他們制備SO2的反應(yīng)原理為，根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，制備SO2應(yīng)選用上圖中的_________裝置。(填A(yù)或E)(3)在制備Cl2時(shí)他們使用了濃鹽酸，結(jié)合另一發(fā)生裝置的特點(diǎn)，請(qǐng)你寫(xiě)出制備Cl2的反應(yīng)方程式__________________________，該反應(yīng)在含4mol濃鹽酸的反應(yīng)體系中充分反應(yīng)，生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)__________22.4L。(填“>”或“＜”或“=”)(4)反應(yīng)開(kāi)始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩支試管中的品紅溶液都褪色，停止通氣后，分別加熱兩支試管中的液體，B試管中的現(xiàn)象是_______________。(5)C燒杯中NaOH溶液的作用是_________________。(6)該小組同學(xué)將兩種氣體混合后通入品紅溶液，一段時(shí)間后，品紅溶液幾乎不褪色。查閱資料得知：兩種氣體按體積比1:1混合，再與水反應(yīng)可生成兩種常見(jiàn)的酸，因而失去漂白作用，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。[參考答案]1．C解析：A．實(shí)驗(yàn)室采用裝置甲制取氨氣時(shí)，分液漏斗中盛裝濃氨水，圓底燒瓶中放氫氧化鈉固體或者生石灰，A中藥品使用不正確；B．氨氣與濃硫酸反應(yīng)，不能用來(lái)干燥氨氣，B錯(cuò)誤；C．丙裝置中氨氣與氧化銅反應(yīng)生成氮?dú)猓~和水，可以驗(yàn)證氨氣的還原性，C正確；D．氨氣與水直接接觸，不能起防倒吸的作用，D錯(cuò)誤。2．D解析：A．實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，甲裝置沒(méi)有加熱裝置，所以不能用于實(shí)驗(yàn)室制備氯氣，故A錯(cuò)誤；B．氨氣極易溶于水，所以在通入飽和氯化鈉溶液中時(shí)要防倒吸，裝置乙中通氨氣時(shí)沒(méi)有注意防倒吸，故B錯(cuò)誤；C．想比較MnO2和FeCl3的催化效果，應(yīng)采用濃度相同的過(guò)氧化氫溶液分別與MnO2和FeCl3反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．向濃度相同的氯化鈉和碘化鈉混合溶液中滴加少量的硝酸銀溶液，Ksp越小越先沉淀，所以裝置丁可以比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)的大小，故D正確；綜上答案為D。3．C解析：A．根據(jù)分析可知飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的HCl，A正確；B．水吸收氯氣的效果不好，所以NaOH溶液不可以用水代替，B正確；C．由反應(yīng)H2O2+Cl2=2HCl+O2可說(shuō)明該條件下氧化性：Cl2>O2，但不可證明非金屬性：Cl>O，客觀事實(shí)是O的電負(fù)性大于Cl，即O的非金屬性大于Cl，所以C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的O2有可能是H2O2分解所得，不一定是氯氣氧化了H2O2產(chǎn)生了O2，D正確；答案選C。4．A解析：如圖所示裝置沒(méi)有尾氣吸收裝置，所以凡是有污染性的氣體都不行，B、C、D都沒(méi)有污染性的氣體產(chǎn)生，只有A項(xiàng)中有氮氧化合物產(chǎn)生，所以A符合題意。5．B解析：A．拉動(dòng)a或b的活塞，松開(kāi)后看活塞能否恢復(fù)到原位，可檢查裝置氣密性，故A正確；B．由KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O，化合價(jià)升高的氯與化合價(jià)降低的氯比為5：1，c中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為5：1，故B錯(cuò)誤；C．c中產(chǎn)生Cl2后，Cl2+H2O=HCl+HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性、漂白性，d褪色的原因是次氯酸具有漂白性，故C正確；D．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，加入b中溶液除去多余的Cl2，Cl2+2NaOH=H2O+NaCl+NaClO，堿性變?nèi)?，溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色，故D正確；故選B。6．B解析：A．向橙色的溴水中通入SO2，溴水褪色，體現(xiàn)S02的還原性，故A錯(cuò)誤；B．將NH3通過(guò)熾熱的CuO生成銅、氮?dú)?、水，氮元素化合價(jià)升高，體現(xiàn)氨氣的還原性，故B正確；C．向H2O2溶液中滴入Na2SO3溶液生成硫酸鈉和水，反應(yīng)無(wú)明顯現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D．Na2S和NaI濃度不同，滴入相同濃度的AgNO3溶液，先出現(xiàn)沉淀的物質(zhì)不一定溶度積小，故D錯(cuò)誤；選B。7．C解析：A．向NaBr溶液中滴加過(guò)量氯水，溴離子被氧化為溴單質(zhì)，但氯水過(guò)量，再加入淀粉KI溶液，過(guò)量的氯水可以將碘離子氧化為碘單質(zhì)，無(wú)法證明溴單質(zhì)的氧化性強(qiáng)于碘單質(zhì)，A錯(cuò)誤；B．向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加熱后，應(yīng)加入氫氧化鈉溶液使體系呈堿性，若不加氫氧化鈉，未反應(yīng)的稀硫酸會(huì)和新制氫氧化銅反應(yīng)，則不會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀，不能說(shuō)明蔗糖沒(méi)有發(fā)生水解，B錯(cuò)誤；C．石蠟油加強(qiáng)熱，產(chǎn)生的氣體能使溴的四氯化碳溶液褪色，說(shuō)明氣體中含有不飽和烴，與溴發(fā)生加成反應(yīng)使溴的四氯化碳溶液褪色，C正確；D．聚氯乙烯加強(qiáng)熱產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)藍(lán)色濕潤(rùn)試紙變紅的氣體，說(shuō)明產(chǎn)生了氯化氫，不能說(shuō)明氯乙烯加聚是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)是指在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)的方向進(jìn)行的反應(yīng)，而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加強(qiáng)熱分解條件不同，D錯(cuò)誤；8．C解析：A．銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅，二氧化硫和水，A正確；B．二氧化硫可以將高錳酸根離子還原成錳離子，二氧化硫表現(xiàn)的是還原性，B正確；C．二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使溶液堿性減弱，酚酞的紅色褪去，非漂白性，C錯(cuò)誤；D．由于二氧化硫極易溶于氫氧化鈉溶液，故采用倒置的漏斗防倒吸，D正確。9．(1)分液漏斗(2)A(3)＜(4)溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色(5)尾氣處理，或吸收多余的SO2和C12(6)解析：(1)由儀器a的構(gòu)造可知a為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；(2)由制備原理可知制備二氧化硫常溫下即