内容正文:
拓展微课6 硫、氮及其化合物为主体
的实验”微设计“
拓展微课6
角度一 常见气体的制备、检验及除杂
【必备知识】
1.常见气体的制备
2
拓展微课6
要依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,选择制备气体的发生装置。
发生装置 装置特点 制备气体
固体+
固体 气体 O2(KClO3+MnO2)、NH3[NH4Cl+Ca(OH)2]
固体(液体)+
液体 气体 Cl2(MnO2、浓盐酸)
固体+液体
(不加热) 气体 NH3(生石灰、浓氨水)、O2(MnO2、双氧水)、Cl2(KMnO4、浓盐酸)、SO2(Na2SO3、70%硫酸)等
3
拓展微课6
2.常见气体的除杂方法
气体(括号
内为杂质) 除杂试剂 化学方程式或原理
H2(NH3) 浓硫酸 NH3+H2SO4 NH4HSO4
Cl2(HCl) 饱和NaCl溶液 HCl极易溶于水,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度较小
CO2(HCl) 饱和NaHCO3溶液 HCl+NaHCO3 NaCl+H2O+CO2
SO2(HCl) 饱和NaHSO3溶液 HCl+NaHSO3 NaCl+H2O+SO2
CO2(SO2) 饱和NaHCO3溶液 SO2+2NaHCO3 Na2SO3+H2O+2CO2
CO2(CO) 灼热CuO CO+CuO Cu+CO2
CO(CO2) NaOH浓溶液 CO2+2NaOH Na2CO3+H2O
N2(O2) 灼热铜网 2Cu+O2 2CuO
4
拓展微课6
3.常见气体的制备
常见气体 检验依据(特性) 注意事项
SO2 ①无色,有刺激性气味;②能使品红溶液褪色,加热后恢复红色;③能使酸性KMnO4溶液褪色、能使溴水褪色;④能使澄清石灰水变浑浊 CO2也能使澄清石灰水变浑浊;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同
CO2 能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭 注意区别SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭
NO 无色气体,接触空气时立即变为红棕色 —
5
拓展微课6
常见气体 检验依据(特性) 注意事项
Cl2 黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 Cl2有毒,注意闻气味的方法
NO2 ①红棕色,有刺激性气味;②通入水中得到无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性 NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成
(续表)
6
拓展微课6
常见气体 检验依据(特性) 注意事项
HCl ①无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;②用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;③通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成 HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
NH3 ①无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟 NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
(续表)
7
【综合应用】
例1 [2023·福建三明期末] 图是实验室常见气体的制取、收集和尾气吸收装置,用此装置和表中提供的物质可达到实验目的的是 ( )
B
拓展微课6
选项 Ⅰ中的物质 Ⅱ中收集的气体 Ⅲ中的物质
A Cu和浓HNO3 NO 饱和食盐水
B Na2SO3固体和70%H2SO4 SO2 NaOH溶液
C Na2S固体和浓H2SO4 H2S 水
D 浓氨水和CaO NH3 稀硫酸
8
[解析] Cu和浓HNO3反应生成NO2,Ⅱ中收集的气体为NO2,
且用NaOH溶液吸收,A错误;
Na2SO3固体和70%H2SO4反应生成SO2,其密度比空气大可
用向上排空气法收集,用NaOH溶液吸收尾气,B正确;
Na2S固体和浓H2SO4发生氧化还原反应,不能生成H2S,C错误;
氨气密度比空气小,不能用向上排空气法收集,应用向下排空气法,D错误。
拓展微课6
9
变式 [2022·山东日照实验中学检测] 用如图所示装置及表中的试剂(装置Ⅰ中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中的现象,检验混合气体中的某种成分,方案合理的是 ( )
C
拓展微课6
选项 实验目的 装置Ⅰ中的试剂 装置Ⅱ中的试剂
A 检验CO2中混有的CO 澄清石灰水 溴水
B 检验H2S中混有的SO2 酸性KMnO4溶液 品红溶液
C 检验溴蒸气中混有的NO2 CCl4 石蕊溶液
D 检验HI中混有的HCl 饱和食盐水 AgNO3溶液
10
[解析] 将混合气体通入澄清石灰水中,CO2能使澄清石灰水
变浑浊,而溴水中无现象,无法证明CO2中混有CO,A错误;
将混合气体通入足量酸性高锰酸钾溶液中,H2S、SO2均可
被吸收,使酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,品红溶液中无现象,
无法证明H2S中混有SO2,B错误;
将混合气体通入足量CCl4中,溴蒸气被吸收,溶液呈橙红色,剩余气体仍为红棕色,且将剩余气体通入石蕊溶液中,石蕊溶液变红,说明溴蒸气中混有NO2,C正确;
将混合气体通入足量饱和食盐水中,HI、HCl都被吸收,无剩余气体进入AgNO3溶液中,无法证明HI中混有HCl,D错误。
拓展微课6
11
拓展微课6
角度二 以硫酸、硝酸的性质为主体的“微实验”
【必备知识】
1.稀硫酸的化学性质
化学
性质 酸与酸碱指示剂 使紫色石蕊溶液变红
酸+活泼金属
盐+氢气 铝+稀硫酸:2Al+3H2SO4
Al2(SO4)3+3H2↑
酸+金属氧化物
盐+水 稀硫酸除铁锈:Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O
酸+碱 盐+水 硫酸+氢氧化铜:H2SO4+Cu(OH)2 CuSO4+2H2O
酸1+盐1 酸2+盐2 硫酸+氯化钡:H2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2HCl
12
拓展微课6
2.浓硫酸的三大特性
13
拓展微课6
3.硝酸的化学性质
性质 具体表现 现象或化学方程式
强酸性 与碱[如Fe(OH)3]反应 Fe(OH)3+3HNO3 Fe(NO3)3+3H2O
与碱性氧化物(如CuO)反应 CuO+2HNO3 Cu(NO3)2+H2O
与某些盐(如CaCO3)反应 CaCO3+2HNO3
Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
强氧
化性 与金属(如稀硝酸与Cu)反应 3Cu+8HNO3(稀)
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
与非金属(如浓硝酸与C)反应 C+4HNO3(浓)
2H2O+4NO2↑+CO2↑
不稳
定性 见光或受热易发生分解 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
14
【综合应用】
例2 [2022·广东卷] 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是 ( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B
拓展微课6
15
[解析] 铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓
硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,A错误;
a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,
说明SO2是酸性氧化物,B正确;
b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性
高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,C错误;
实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,D错误。
拓展微课6
16
变式 [2023·湖南郴州期末] 某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是 ( )
已知:①浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe 2FeO+N2
C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置B的作用是干燥,防止水蒸气进入E中干扰反应
D
拓展微课6
17
[解析] 利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2,故先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体,然后再通过F干燥,得到纯净干燥的NO,然后进入E中与铁粉反应,最后处理多余的NO,由于NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,先通过B氧化NO,再通过C吸收,故题述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正确;
拓展微课6
18
装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe 2FeO+N2,B正确;
装置D盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2,C正确;
装置B盛放的是浓硝酸,可以将NO氧化为NO2,便于氢氧化钠溶液充分吸收,D错误。
拓展微课6
19
$