内容正文:
压轴题04 实验探究题-化学气体制取、实验设计与评价
1、本专题的考试题型常有气体的制取实验(包含装置气密性,发生装置的选择,气体净化与干燥,气体收集)。还有物质性质探究,物质成分探究,实验方案的设计。实验专题也是考试中易丢分项,常见的错误有语言描述不合理,过于口语化。
2、答好本专题,首先知识点不能有缺失,另外需要多练习,对一般题型要清楚。
知识点一、气体制取实验的一般顺序
知识点二、制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2、NH3等
H2、CO2、O2等
H2、CO2等
注意事项
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制,随关随停
知识点二、气体的净化
吸收剂
可吸收的气体杂质
净化装置
水
易溶性气体,如HCl、NH3等
强碱(NaOH)溶液
CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等
饱和碳酸氢钠溶液
CO2气体中混有的HCl、SO2气体
碱石灰(NaOH+ CaO)
CO2、H2O(气)、HCl等
灼热氧化铜
H2、CO
灼热的铜网
O2
知识点四、气体的干燥
干燥剂
可干燥的气体
不能干燥的气体
干燥装置
酸性
浓硫酸
O2、CO2、CH4、N2、HCl、SO2等
NH3
碱性
生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠
O2、H2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、HCl、H2S、SO2
中性
无水氯化钙
除NH3以外的所有气体
NH3
知识点五、制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
气体
H2、O2、NO、CO、CH4
O2、CO2、SO2、H2S
H2、NH3、CH4
NO、N2、O2等
知识点六、尾气的吸收及处理
1.溶液吸收:如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收(极易溶气体要防止倒吸)。
2.点燃处理:如CO、CH4、H2S等可燃性气体可在装置后接一个尖嘴导管,将其点燃。
3.气球收集:如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。
4.防倒吸装置:如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。
知识点七、化学实验方案的设计
(1)实验方案设计的基本要求
(2)化学实验设计的基本思路
①明确目的和原理:首先必须认真审题,明确实验的目的要求,弄清题目有哪些新的信息,综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验原理。[来源:学科网]
②选择仪器和药品:根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件,如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮塞、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定范围等,从而选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置和步骤:根据实验目的和原理,以及所选用的实验仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤,并能够识别和绘制典型的实验仪器装置图,实验步骤应完整而又简便。
④记录现象和数据:根据观察,全面准确地记录实验过程中的现象和数据。
⑤分析得出结论:根据实验中观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理等处理,得出正确的结论。
01 常见气体的制取实验
1. (2024•西湖区校级模拟)兴趣小组将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。
【提出问题】刺激性气味的气体是什么?
【猜想与假设】
猜想1.可能是二氧化硫
猜想2.可能是氯化氢
猜想3.可能是氨气
大家讨论后认为猜想3不合理,依据是 。
【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。
【实验探究】如图所示,小金将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到溶液变红,于是他认为猜想2正确。
【评价与改进】小胡认为小金的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
实验操作
实验现象
如图所示,将产生的气体