内容正文:
专题03 化学中常见的实验方法
知识梳理
知识详解
考点01 物质的制备
常见气体的制备:中学化学中需要掌握的主要有O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、NH3、CH4、C2H4、C2H2 等12种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。
1. 制备气体的发生装置
通常根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置,实验室制备气体的装置一般有如下几种(见下图)。
固体反应物加热制备气体
液体反应物不加热制备气体
液体反应物加热制备气体
B
C
2. 气体的收集方法
根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。
(1)排水集气法
适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。优点是收集的气体纯度高,易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应,也可通过往水中加入电解质,抑制与水反应。如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的Cl2。(装置见图a)
(2)向上排空气集气法
适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。(装置见图b)
(3)向下排空气集气法
适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。(装置见图c)
3. 常见气体制备原理以及装置选择
如下表所示。
气体
反应原理
发生
装置
收集
装置
注意事项
O2
KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
A
a或b
共同点:
(1)气密性的检查
(2)试管口稍向下倾斜
(3)若用排水法,做完实验先撤导气管,后撤酒精灯
不同点:
(1)制取甲烷中的醋酸钠不能有水
(2)收集氨气仪器要干燥
CH4
无水CH3COONa和碱石灰共热:
CH3COONa + NaOH CH4↑+ Na2CO3
A
a或c
NH3
2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2
A
c
H2
较活泼金属与稀强酸(如H2SO4、HCl但不能用HNO3或浓H2SO4)的置换反应:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
C
a或c
(1)用长颈漏斗时要液封
(2)制SO2(Na2SO3粉末)、NO2(剧烈放热多)、C2H2(,剧烈放热,