高三第二轮复习化学教学案:3专题二化学实验(二).pdf
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1、1 专题二 常见气体的制备与物质的分离、提纯和检验【备考目标备考目标】常见气体的制备、净化、收集、检验等基本知识和基本操作技能 掌握常见的物质(包括离子、有机物等)分离、提纯方法,并能综合运用。掌握常见离子、常见有机物的检验方法和物质的鉴别方法。【要点精讲要点精讲】一常见气体的制备一常见气体的制备 中学化学中需要掌握的主要有 H2、O2、CO2、Cl2、NH3,此外了解 C2H2、C2H4、SO2、NO、NO2等几种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。1制备气体的发生装置 根据反应物的状态和反应条件的
2、不同选择发生装置,实验室制备气体的装置一般有如下几种 装置 类型 固体反应物(加热)固、液反应物(不加热)固、液反应物(加热)装置 示意图 主要 仪器 酒精灯、试管 大试管、长颈漏斗或分液漏斗 酒精灯、烧瓶、分液漏斗 典型 气体 O2 NH3 H2、CO2(左图)O2、NH3、C2H2(右图)Cl2 操作 要点 试管口应稍向下倾斜 铁夹应夹在距试管口 l/3 处。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。在左图装置中,长颈漏斗的下口应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;特点:随时控制反应的发生和停止 右图中分液漏斗可以随时添加液体 先把固体药品加入烧瓶,然后加入液体药品。要正确使
3、用分液漏斗。注意先滴加液体再加热,否则可能引起烧瓶炸裂 2 右图中圆底烧瓶也可用锥形瓶、大试管代替 2.几种气体制备的反应原理(完成下列方程式)1O2:H2O2 KClO3 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2NH3:NH3H2O+CaO 3H2:4CO2:5Cl2:6NO2:Cu+HNO3(浓)7NO:Cu+HNO3(稀)8C2H2:9SO2:Na2SO3+H2SO4 3收集装置:(1)设计原则:根据气体的溶解性或密度(2)装置基本类型:装置 类型 排水(液)集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法 装 置 示意图 适用 范围 不溶于水(液)的气体 密度大于空气的气体 密度小于空
4、气的气体 典型 气体 H2、O2、NO、CO、CH4、CH2CH2、CHCH Cl2、HCl、CO2、SO2、H2、NH3、CH4 4净化与干燥装置(1)设计原则:根据净化药品的状态及条件 (2)装置基本类型:装置类型 液体除杂剂(不加热)固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)3 装 置 示意图 (3)气体干燥剂的类型及选择 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:酸性干燥剂,如浓硫酸。酸性干燥剂能干燥显酸性或中性气体,如 CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2、O2、CH4等气体。碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体 NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如 NH3、H2、O2
5、、CH4等气体。中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如 O2、H2、CH4等。在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用不能用 CaCl2来干燥来干燥 NH3(因生成(因生成 CaCl28NH3),不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S 等。(4)气体净化与干燥注意事项 一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热加热除去杂质,则是先干燥先干燥 后加热后加热。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、
6、无害、无污染的物质。如尾气 Cl2、SO2等可用 NaOH 溶液吸收;尾气 NH3可用水吸收(注意防倒吸);尾气 CO 可用点燃法,将它转化为 CO2气体。此外还可以用塑料袋盛装尾气。5气体实验装置的设计 装置顺序:制气装置净化装置反应或收集装置除尾气装置 安装顺序:由下向上,由左向右 操作顺序:装配仪器检验气密性加入药品 二常见混合物分离提纯的方法与装置二常见混合物分离提纯的方法与装置 方适用范围 注意事项 实例 装置 4 法 过滤 分离 不溶性固 体与液体 的混合物“一贴二低三靠”必要时洗涤沉淀物 除去 NaCl 溶 液中的BaCO3。蒸发 加热 使溶质从 溶液中结 晶分离出来 加热过程不
7、断搅拌,以免局部过热造成液体飞溅;较多晶体析出时停止加热,利用余热把剩余水蒸干。溶质受热不易分解、不易水解、不易氧化。如从 NaCl 溶液中分离出NaCl 结晶 结晶原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度不同,通过蒸发溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。分离 NaCl 和KNO3的混合物 蒸馏分馏 根据 沸点不同 分离互溶 的两种或 多种液体(1)需加沸石防止暴沸;(2)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;(3)冷凝水从冷凝管下口进上口出。如石油的分馏 分液 分离 互不相溶 的两种液体 分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,下层液体从下口流出,上层液体由上口倒出。水和四氯化碳的分离 萃取 利
8、用 溶质在互 不相溶的 两种液体 中溶解度 差别萃取剂选择:与原溶剂互不相溶、互不反应;溶质在萃取剂中溶解度比原溶剂大得多且不反应。萃取操作后通常进行分液,分液如 用 苯 或CCl4从 碘 水中提取碘。5 很大,进行分离,后得到的溶液一般要通过蒸馏的方法进一步分离 渗析 除去 胶体中的 小分子或离子 渗析时要不断更换烧杯中的水或者改用流水,以提高渗析效果 如除去淀粉胶体中的食盐。盐析 利用某些物质在加某些无机盐时,其溶解度降低而凝聚的性质来分离物质。皂化液中分离出肥皂,蛋白质的提纯 升华 混合物某一成分在一定温度下可直接变为气体,再冷却成固体 分离碘和砂子的混合物 三常见物质的检验方法 1.常
9、见离子的检验方法 离子 检验试剂 实验现象 离子方程式 Fe2 NaOH 溶液 KSCN 溶液、氯水 先生成白色沉淀,很快变为灰绿色,最后变为红褐色 加 KSCN 溶液不变色,加氯水后变红色 Fe22OHFe(OH)2 4Fe(OH)2 2H2O O24Fe(OH)3 2Fe2Cl22Fe32Cl Fe33SCN Fe(SCN)3 Fe3 KSCN 溶液(最常用)NaOH 溶液 溶液呈血红色 出现红褐色沉淀 Fe33SCNFe(SCN)3 Fe33OHFe(OH)3 NH4 与 NaOH 溶液混合加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 无色有刺激性气味的气体,试纸变蓝 NH4OH NH3H2
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