内容正文:
专题7 氮与社会可持续发展
微专题一 常见气体的实验室制法
1.常见气体的制备原理
专题7 氮与社会可持续发展
化学 必修 第二册 S
专题7 氮与社会可持续发展
化学 必修 第二册 S
2.实验室制备常见气体的发生装置
反应装置类型 反应装置图 适用气体
固、固加热型 O2、NH3等
固、液加热型或液、
液加热型 Cl2等
固、液不加热型 O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等
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3.常见气体的净化
气体 所含杂质 净化剂 净化装置
O2 Cl2 氢氧化钠溶液
H2 H2S 硫酸铜溶液
CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液
CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液
Cl2 HCl 饱和食盐水
SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液
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气体 所含杂质 净化剂 净化装置
CO CO2或H2O 碱石灰
N2 O2 灼热的铜网
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4.常见的收集方法
收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
收集原理 收集的气体不与水反应且难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小
收集装置
适用的气体 H2、O2、NO、CH4 Cl2、CO2、
NO2、SO2 H2、NH3
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5.尾气处理方法
对于有毒、有害、可燃、污染空气的尾气必须进行处理,用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质;对于无毒、无害气体可直接排放,如N2、O2、CO2等。
(1)吸收原则:能充分吸收气体,不能倒吸。
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(2)常见装置
①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用装置D;
②吸收溶解度较大的尾气(如HCl等)用装置B、C;
③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去,用装置A、E。
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6.制取步骤
气体制取(性质验证):气体发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置(性质验证装置)→吸收装置。
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1.某化学课外活动小组的同学在实验室设计了如图所示的实验装置,进行“氨气的催化氧化”实验。
(1)A处是气体发生装置,A中所用的试剂只能从下列物质中选取:①硝酸铵;②碳酸铵;③碳酸氢铵;④氯化铵;⑤熟石灰;⑥氢氧化钠。
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若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品可以是________(填标号),在只用一种药品制取氨气时,图中空白处所需仪器应为________(填下列仪器标号,固定装置省略)。
②或③
efgh
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(2)将该装置补充完整后,仍然存在一定的缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进:
①______________________________________;
②___________________________________。
(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:
①装置B的作用是________________________________;
在装置C与D之间增加一个防倒吸装置
在装置D后增加一个尾气吸收装置
吸收CO2和水蒸气,并生成O2
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②写出装置C中发生反应的化学方程式:_______________________
___________;
③若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有______
_______________________________________________________________ _________。
+6H2O
铜片
逐渐溶解直至消失,溶液变蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成
红棕色
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2.某化学实验小组的同学探究浓硝酸、稀硝酸氧化性的相对强弱,设计如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。
可选药品:N2、浓硝酸、稀硝酸(3 mol·L-1)、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液。
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已知:①浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
②NaOH溶液不与NO反应,但能与NO2反应生成NaNO3和NaNO2。
回答下列问题:
(1)写出装置A发生反应的化学方程式:_________________________
_____________________________。
(2)实验开始前,要先通入一段时间的N2,然后再滴加浓硝酸,这样操作的目的是____________________。
Cu+4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
排净装置内的空气
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(3)装置B中的试剂是______________。D中发生反应的化学方程式是________________________________________。
(4)实验结论:浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。得出该结论所依据的实验现象是_______________________________________________________
_____________________。
蒸馏水
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
装置C中液面上方气体由无色变为红棕色,装置E中液面
上方气体仍为无色
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(5)实验结束后,同学们发现装置A中溶液呈绿色,而不显蓝色。小组同学产生两种猜想:
Ⅰ.溶液中硝酸铜的浓度较高所致;Ⅱ.溶液中溶解了生成的气体所致。
他们设计方案进行实验:
①验证方案Ⅰ:向盛有水的大试管中加入_________,振荡,至不再溶解,观察到溶液为蓝色。
②验证方案Ⅱ:取反应后的绿色溶液于试管中,_________________ __________,观察到溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色,最终变为蓝色。
通过实验验证,发现猜想Ⅱ正确。
硝酸铜
加热(或向溶液中
通入空气)
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气体
制备反应原理
H2
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
O2
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
气体
制备反应原理
Cl2
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
SO2
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
CO2
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
NO
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
NO2
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
4NH3+5O24NO
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