第2章 讲评拓展课3 气体制备实验的综合分析-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步课件(人教版2019)

第二章　海水中的重要元素——钠和氯 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究 任务 1．了解常见气体的制备、除杂、收集、尾气吸收等方法。 2．以气体的制备为载体，培养科学探究素养。  讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 探究要点·典例导航 01 探究任务 常见气体的制备装置及实验综合分析　 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3 1．设计气体制备装置的基本思路 常见气体的制备装置及实验综合分析 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 4 2．气体制备装置的连接顺序 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3．各种装置的选择 (1)实验室制备气体的发生装置的选择 ①选择依据：反应原理、反应物的状态、反应条件等。 ②装置的基本类型 a．固体＋固体气体。 b．固体＋液体―→气体。 c．固体＋液体气体。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)实验室制备气体的净化装置的选择 ①净化原则 不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。 ②净化装置 装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。 装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。 装置Ⅲ(U形管)：盛固体除杂试剂，气流方向左进右出。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 4．常用气体收集方法 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置       典型气体 O2、H2等 O2、Cl2、CO2等 H2、NH3等 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 5．常用气体尾气处理方法 方法 燃烧法 吸收法 收集法 装置       典型气体 CO等 Cl2、SO2等 CO等 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂或高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4。某学习小组的学生利用浓盐酸、二氧化锰和铁粉等物质，设计了如图装置制取少量的K2FeO4，请根据要求回答下列问题： 已知：①FeCl3的沸点为315 ℃；②制取K2FeO4的离子反应为＋5H2O＋3Cl－。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (1)检查装置的气密性后，应先点燃________(填“A”或“D”)处的酒精灯。 (2)B装置中其作用是_____________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)C装置中竖直玻璃管的作用是___________________________________ _______________________________________________________________。 [解析]　(1)检验气密性后，应先点燃A处(气体发生装置)的酒精灯，排出装置中的空气，防止空气中的氧气与铁粉反应生成氧化铁。(2)饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢。(3)由于氯化铁降温后由气态变为固态，有可能堵塞连接D、E装置的导管，造成危险，故需通过观察C装置竖直导管中液面变化判断导管是否堵塞。 [答案]　(1)A　(2)除去Cl2中的HCl气体杂质　(3)便于观察D、E装置之间的导管是否堵塞 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (4)从D装置通过导管进入E装置的物质是____________________________。 (5)生成K2FeO4的装置是________(填装置代号)。 (6)反应结束后，通过A装置的________(填仪器名称)将烧瓶注满水，这样做的目的是_____________________________________________________ _______________________________________________________________。 [解析]　(4)D装置中铁粉与Cl2反应生成的氯化铁高温下以气体形式进入E，同时未反应完的氯气也会进入E。(5)结合(4)的分析可知装置E中制备K2FeO4。 (6)为排尽氯气，可以通过分液漏斗向烧瓶中加入大量水。 [答案]　(4)Cl2、FeCl3　(5)E　(6)分液漏斗　将Cl2尽可能排干净，被NaOH溶液吸收，避免污染空气 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 1．实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(　　) √ 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 D　[碳酸钙盛放在锥形瓶中，盐酸盛放在分液漏斗中，打开分液漏斗活塞，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，A正确；二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集二氧化碳气体，长管进短管出，B正确；加入的盐酸与碳酸钙反应后，部分碳酸钙未反应完，碳酸钙是难溶物，因此用过滤的方法分离，C正确；CaCl2·6H2O易失去结晶水，因此不能通过加热蒸发得到，可由氯化钙的热饱和溶液冷却结晶析出六水氯化钙结晶物，D错误。] 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 2．化学是一门以实验为基础的科学。根据如图装置回答问题。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (1)仪器a的名称是________。 [解析]　根据仪器的构造可知a为试管。 [答案]　试管 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为________________________________，若用F装置收集氧气，当观察到________的现象时再开始收集。 [解析]　过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生成氧气和水，反应方程式为2H2O2O2↑＋ 2H2O，用排水法收集氧气时，要等到导管口气泡稳定后即空气被排尽后收集。 [答案]　2H2O2O2↑＋ 2H2O　气泡均匀连续冒出 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)甲烷是一种没有颜色、没有气味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热氧化钙和氢氧化钠固体的混合物和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是________(填标号，下同)，若用G装置收集时，则气体要从________端通入。 [解析]　实验室常用加热氧化钙和氢氧化钠固体的混合物和醋酸钠固体制取甲烷气体，为固体混合物加热制取气体，应选用向下倾斜试管加热，即采用C装置；若用排空气法收集甲烷，因其密度比空气小应采用向下排空气法，若用G装置收集则应短管进气长管出气，则气体要从n端通入。 [答案]　C　n　 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (4)若用如图套管实验装置验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，试管B中装入的固体最好是___________________________(填化学式) 。 [解析]　碳酸钠热稳定性比碳酸氢钠强，应将其置于试管A中，碳酸氢钠置于试管B中，如果仍能看到试管a出现浑浊，试管b无浑浊则能说明碳酸钠比碳酸氢钠稳定。 [答案]　NaHCO3 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 知能反馈·随堂评估 02 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 20 1．下列气体中，通常只能用排水法收集的是(　　) A．CO　　　B．Cl2　　　C．CO2　　　D．H2 A　[CO的密度接近空气，且不溶于水，所以通常只能用排水法收集，A正确；Cl2能够与水反应，不能用排水法收集，B错误；CO2能溶于水，不能用排水法收集，C错误；H2难溶于水，且密度比空气小，能用排水法收集，也可以用排空气法收集，D错误。] √ 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 2．实验室常用无水醋酸钠粉末和碱石灰共热制取CH4气体，实验室制备下列气体的发生装置与制CH4发生装置可能相同是(　　) A．H2 B．O2 C．CO2 D．Cl2 B　[根据题意可知，制取CH4的实验选用固体和固体加热装置。A项，实验室制取H2，用Zn和稀盐酸，属于固体和液体不加热装置；B项，实验室制取氧气，可以用高锰酸钾在加热条件下制取，选用固体加热装置；C项，实验室制取二氧化碳，用大理石和稀盐酸，属于固体和液体不加热装置；D项，实验室制取氯气，用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下进行，属于固体和液体加热装置。] √ 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3．(素养题)二氧化碳是重要的自然资源，和人类的生命活动息息相关。 Ⅰ．【二氧化碳的发现】 资料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，被证实是CO2。 资料二：1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2并完成了如图所示的物质转化研究。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 资料三：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。 (1)根据海尔蒙特的发现，推测二氧化碳的化学性质： ______________ ___________________________________________________________。 [解析]　海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2，说明二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。 [答案]　不能燃烧也不能支持燃烧 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)写出布莱克实验中反应③的化学反应方程式__________________ ___________________________________________________________。 [解析]　③是二氧化碳与氢氧化钙的反应，该反应的化学方程式为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 [答案]　CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)如图，在室温下将容积为200 mL的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入300 mL CO2，如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为________mL。 [解析]　卡文迪许通过实验测得室温下1体积水大约能溶解1体积CO2，故在室温下将容积为200 mL的广口瓶注满蒸馏水，通过导管a缓慢通入300 mL CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为100 mL。 [答案]　100 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (4)有人设计了一个实验验证二氧化碳的温室效应，如图。 ①该实验需要将实验装置置于________(填“阳光下”或“黑暗中”)。 ②甲和乙中的气体分别为________。 A．二氧化碳、二氧化碳　　 B．二氧化碳、空气 C．空气、空气　　　　　　 D．空气、氧气 √ 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 [解析]　①二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能，它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，所以应放在阳光下；②验证二氧化碳的“温室效应”，变量应该是二氧化碳，所以其中一个瓶子中应该是二氧化碳，根据选项另一个瓶子中应是空气，故选B。 [答案]　阳光下　 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 Ⅱ．【二氧化碳的制取】 (5)化学实验室一般用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，但制出的二氧化碳中常混有氯化氢气体，在老师指导下，某化学兴趣小组将该实验进行了优化，改用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳并测定石灰石中碳酸钙的含量(实验装置如图) 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 加入足量稀硫酸后，反应一段时间后停止。同学们经查阅资料，发现当反应停止后再加入氯化铵溶液，又能继续产生气泡，采用该方法，可使块状石灰石与足量稀硫酸充分反应。请推测加入氯化铵溶液的作用是__________________________________________。 [解析]　加入足量稀硫酸后，反应一段时间后停止。同学们经查阅资料，发现当反应停止后再加入氯化铵溶液，又能继续产生气泡，采用该方法，可使块状石灰石与足量稀硫酸充分反应。推测加入氯化铵溶液的作用是促进硫酸钙的溶解，不再阻止反应的进行。 [答案]　氯化铵溶液可以促进硫酸钙的溶解，使石灰石和稀硫酸可以继续反应 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (6)该小组在收集二氧化碳时，又对能不能用排水法收集二氧化碳进行了探究。 实验设计与操作：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。 用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体 积分数随时间的变化关系如图(起始时氧 气的体积分数都以21%计)，则最终两种 方法收集的气体中二氧化碳体积分数较 大的是________(填“排空气”或“排水”) 法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积 的差值是________(计算结果精偏到0.1%)。 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 [解析]　用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如题图(起始时氧气的体积分数都以21%计)，用排水法收集的二氧化碳中含有氧气的体积分数为2.5%，则空气的含量＝＝11.9%，所以二氧化碳的含量为100%－11.9%＝88.1%，用向上排空气法收集二氧化碳中含有氧气的体积分数为5.8%，则空气的含量＝＝27.6%，所以二氧化碳的含量为100%－27.6%＝72.4%，则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值＝88.1%－72.4%＝15.7%。 [答案]　排水　15.7% 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (7)你认为二氧化碳________(填“能”或“不能”)用排水法收集。 [答案]　能 讲评拓展课3　气体制备实验的综合分析 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 $$