(教案)第3章 小阶段任务学习 气体制备的实验探究-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学必修第一册(鲁科版2019)
气体制备的实验探究
实验室中常以CaCO3和稀盐酸反应制备CO2。
探究1：该方法制备的二氧化碳中含有哪些杂质？画出除杂示意图。
提示：含有HCl和H2O，除杂装置为：
探究2：制备过程中，需要进行尾气处理吗？
提示：不需要，因为二氧化碳无毒。
1．气体制备实验的解题思路
2．制备原理及发生装置
制取物质 | 试剂 | 反应原理(化学方程式) | 发生装置 |
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氧气 | KClO3、MnO2 | 2KClO3 | ① |
H2O2、MnO2 | 2H2O2 | ② | |
氢气 | Zn、稀盐酸(稀硫酸) | Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑ Zn＋2HCl(稀)===ZnCl2＋H2↑ | ③或④ |
二氧化碳 | CaCO3、稀盐酸 | CaCO3＋2HCl(稀)===CaCl2＋CO2↑＋H2O | ③或④ |
氯气 | MnO2、浓盐酸 | MnO2＋4HCl(浓)===MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ | ⑤或⑥ |
二氧化硫 | Na2SO3、浓硫酸(70%) | Na2SO3＋H2SO4(浓) ===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ | ② |
氨气 | NH4Cl、Ca(OH)2 | 2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O | ① |
3．气体的净化
能溶解杂质气体或能与杂质气体发生反应的物质，都可作为除杂吸收剂，如：杂质气体易溶于水的可用水来吸收，酸性气体杂质可用碱性物质吸收，碱性气体杂质可用酸性物质吸收，水为杂质时可用干燥剂吸收。
4．气体的干燥
干燥剂 | 液态干燥剂 | 固态干燥剂 | |
装置 |
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常见的干燥剂 | 浓硫酸(酸性、强氧化性) | 无水氯化钙(中性) | 碱石灰(碱性) |
可干燥的气体 | H2、O2、Cl2、SO2、CO2等 | H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2 | H2、O2、NH3等 |
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| 等 |
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不可干燥的气体 | NH3、HBr、HI等还原性气体 | NH3等 | Cl2、SO2、CO2、NO2等 |
5．气体的收集
收集方法 | 收集气体的类型 | 收集装置 | 可收集的气体(举例) | |
排水法 | 难溶或微溶于水、不与水反应的气 体 |
| O2、H2、N2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3 溶液)、CO等 | |
排空气法 | 向上排空气法 | 不与空气中的成分反应，密度比空气大的气 体 |
| Cl2、SO2、NO2、CO2等 |
向下排空气法 | 不与空气中的成分反应，密度比空气小的气 体 |
| H2、NH3等 | |
6．尾气的处理
(1)液体吸收法：制备气体时，有时需要将多余的有毒气体用液体吸收以防污染空气，此时要防止倒吸。常见的吸收装置有：(其中装置②、③、④、⑤可防倒吸)
(2)燃烧法：对于一些易燃性气体，为了防止逸散到空气中引起失火事故，常常将其点燃，用燃烧法除去。
1．下列实验方案最合理的是( )
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