高中化学实验总结

(二)高中化学实验--物质制备、检验归纳装置顺序：气体发生装置→净化→干燥→实验(收集)装置→尾气吸收（或防止某气体进入）一、制气原理：要求：学生应熟练掌握制气的化学方程式，应特别注意反应物的状态(固体或液体)及反应条件(加热或常温)．1、会考突出教科书上原理的考查（1）OKClOMnOKMnO2324——和共热、加热（2）HZnHSO224——与稀或盐酸（3）ClMnO22——与HCl共热（4）HCl——NaCl固体与浓HSO24共热（5）HS2——FeS固体与稀HSO24或稀HCl（6）NHCa(OH)NHCl324——固体与固体共热（7）SONaSOHSO22324——固体与浓（8）NO——Cu与稀HNO3（9）NOCuHNO23——与浓（10）CO2——石灰石或大理石与盐酸（11）CHCHCOONa43——无水与碱石灰共热（12）CH24——乙醇、浓HSO24170℃（13）CH22——电石与水或饱和食盐水（14）CO——甲酸与浓硫酸共热2、高考则出现制气的替代方法（1）O2NaO2HONaOHO22222：＋—→＋↑42H2O22HOO22＋↑ONaOCO2222不能用和反应制取．（2）Cl2：2KMnO4＋16HCl(浓)—→2KCl＋2MnCl5Cl8HO222＋↑＋2NaCl(固)＋3HSO24(浓)＋MnO22NaHSOMnSOCl2HO4422＋＋↑＋（3）HCl：浓HCl与浓HSO24混合（4）NH3：浓氨水与NaOH或CaO（5）SOCuHSO224：与浓共热Cu2HSO()24＋浓CuSOSO2HO422＋↑＋制SOCHSO224不能用与浓，因产生的气体为SOCO22、的混合气3、气体发生装置：固+固、加热固(液)+液、不加热块状固体+液体固(液)+液、加热液+液、定温加热O2CH4NH3H2、CO2、H2S、SO2、NO2、C2H2H2、CO2、H2SCl2、HCl、NO、COC2H4注意点：（需用松软棉花的实验）1、用KMnO4制取O2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一松软棉花。2、实验室制取氨气时，由于氨气极易与空气中的水结合，导致外部空气向试管里“冲”，里面氨气向外逸出，在小试管口放一疏松棉花。3、在制取C2H2时，若用大试管为反应器时，在大试管口放一松软棉花，防止生成的泡沫喷出。4、Cu和浓硫酸制取SO2做性质试验的小试管口堵一块蘸有少量碱液的棉花防止污染。二、气体的净化、干燥：1．气体的净化与干燥装置气体的净化常用洗气瓶(盛溶液)、干燥管(固体)。如图所示。常见净化装置abcdea为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b、c、d一般盛液体药品，用于洗液。e一般盛固体药品，往往根据增重可测出吸收物质的质量，用于定量计算2．气体的净化选择气体吸收剂应根据气体、杂质的性质（酸碱性、氧化还原性）而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。除气体中杂质气体除去方法：（1）吸收法：①难溶于水的气体（极易溶于水的气体如：HCl、NH3）——水②难溶于水的气体（酸性气体）——碱性物质（氢氧化钠、石灰水、碱石灰、生石灰）③难溶于水的气体（碱性气体NH3）——酸性物质（浓硫酸、五氧化二磷）④难溶于水的气体（H2S）——CuSO4溶液或氢氧化钠溶液⑤SO2（SO3）——浓硫酸⑥CH4（C2H4或C2H2）——溴水⑦Cl2（HCl）——饱和NaCl溶液（HCl易于水，饱和氯化钠降低了氯气的溶解）⑧根据氧化还原性吸收：CO2（SO2）——溴水或酸性KMnO4溶液（2）转化法：①CO2（HCl、SO2）——饱和的NaHCO3溶液（反应转化为CO2，降低了溶解）②SO2（HCl、SO3）——饱和NaHSO3溶液③H2S（HCl）——饱和NaHS溶液④CO2（CO）——通过灼热的CuO⑤NO（NO2）——水⑥O2——灼热的铜网吸收注意：CO2（CO）不能用点燃转化；C2H6（C2H4）不能用加H2转化3．气体干燥剂常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：①酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、CH4等气体。②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、CH4等气体。③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CaCI2来干燥NH3（因生成CaCl2·8NH3），不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI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，则是先除有毒、有刺激性气体，后除其它气体，最后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。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、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2（蒸气）等可用NaOH溶液吸收；尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾气CO可用点燃法，将它转化为CO2气体。三、气体的收集1．排水集气法：①难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体，都可用排水集气法收集。例如H2、O2、NO、CO、CH4、CH2＝CH2、CH≡CH等。②用排特殊溶液集气法收集某些溶于水的气体。如：排饱和NaCl溶液收集氯气；排饱和NaHCO3溶液收集CO2等。用排液集气法收集气体时，导管口只能伸入集气瓶内少许。如图2．排空气集气法：不与空气发生反应，且其密度与空气密度相差较大的气体，都可用排空气集气法收集。空气的平均式量是29，式量大于29的气体如Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S气体可用瓶口向上的排空气法收集。如图如式量小于29的气体，如H2、NH3、CH4可用瓶口向下的排空气取气法收集。用排空气法收集气体时，导管一定要伸入集气瓶底部，把空气尽量排出。为减少空气向瓶内扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片。如用试管收集时，可在试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花。3．量气装置：对难溶于水且不与水反应的气体，往往借助其排出水的体积，用量筒或滴定管测定，从而确定气体的体积，装置如下：例1、下列装置也能用于收集气体，试根据气体的流向判断收集气体的种类。2、某些气体要求非常干燥，则收集前后都要干燥，如何组装仪器？四、尾气的吸收处理：1、燃烧法：如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。如图2、碱液反应法：如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。3、水溶解法：如HCl、NH3等。通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用经典仪器有：（）abcdea用于NaOH吸收氯气、CO2；硫酸铜吸收H2S（气体溶解或反应速度不很快，不易引起倒吸）；b用于收集少量气体然后处理；c、d收集极易溶且溶解很快的气体。如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。如H2、CO等。[例2]（05上海）以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是五、实验操作顺序一般包括下列几部分：仪器连接→查气密性→装药品→先通气体排出装置中空气→开始反应→防倒吸、防氧化措施→仪器拆卸等。1、仪器连接：①装配仪器时：从下向上，从左往右②在连接导管时:a对制气装置、洗气瓶的进气管应“长进短出”；b干燥管应大口方向进气，小口出气c量气装置的导管应“短进长出”；d有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。③净化装置的连接：则是先除有毒、有刺激性气体，后除其它气体，最后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。2、检查气密性：①水压法：对于启普发生器的气密性检验，应将导气管活塞关闭。然后向球形漏斗中注满水，放置一段时间，若水面不下降，说明启普发生器不漏气。概括为：注液静置看液面（又称局部法）②加热法：把导管一端浸入水中，用双手捂住烧瓶或试管，借手的热量使容器内的空气膨胀，容器内的空气则从导管口形成气泡冒出，把手拿开，过一会，水沿导管上升，开成一小段水柱，说明装置不漏气。（概括为：微热看气泡，静置看液面（又称整体法）。）3、装药品：先固后液4、先通气体排出装置中空气：空气的氧气、二氧化碳或水蒸气对实验产生影响或发生爆炸危险。5、防倒吸、防氧化措施:：有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；有些实验为防氧化往往最后停止通气。例如：氢气还原氧化铜6、仪器拆卸的一般过程：“从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。7、可燃性气体纯度的检验（如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）六、物质的检验：物质的检验包括：鉴别、鉴定、推断。鉴别：指将不同物质区别开。只要抓住此种物质与众不同之处即可。鉴定：必须要检出该物质的各个成分。如鉴定某无色晶体为K2SO4，即要检出其中含K+、SO42-，同时又要排除是NaHSO4；鉴定某无色晶体为NH4Cl，则既要检出NH4+，又要检出Cl-。推断：指据已知的实验及现象，通过分析，判断被检物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。说明：气体检验步骤：有色：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)→进一步检验有气味：HCl、H2S、SO2、NH3→进一步检验某气体→观察、闻气味接触空气变红棕色为NO；加石灰水变浑浊为CO2；能点燃无色无味只生成水的为H2；既生成水又使石灰水变浑浊的为气态烃；只生成CO2为CO；带火星木条得燃的为O2。注：物质检验的步骤：不溶，可能是CaCO3、BaCO3、BaSO4、AgCl无色或白色固体氢氧化镁、氢氧化铝等溶解，可能是K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、NH4+待检物质→观察固体颜色Cl-、SO42-、NO3-、SO32-不溶，可能是Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe2O3、AgBr、有色晶体或固体AgI、Ag3PO4、CuO、MnO2、CuS溶解，可能是含：Fe2+、Fe3+、Cu2+MnO4-附：具体物质的检验方法另见——《高中化学常见物质检验集锦》一、选择题1．图5-19装置可用于[]A．加热NaHCO3制CO2B．用铜和稀硝酸反应制NOC．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3D．用NaCl与浓硫酸反应制HCl2．按下述方法制备气体，合理而又实用的是[]A．锌粒与稀硝酸反应制备H2B．向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HClC．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D．大理石与浓硫酸反应制备CO23．图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是[]A．铜屑和浓硝酸B．二氧化锰和浓HClC．电石和水D．碳酸钙和稀盐酸4．现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是[]A．溴化钠溶液B．氢氧化钠溶液C．氯化钠溶液D．硫酸亚铁溶液5．实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是[]A．制取氢气B．制取碳酸钠C．制取氯化铜D．测定盐酸的浓度6．如图5-21装置，红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到[]A．水同时流入a、b两集气瓶B．水只流入a集气瓶C．水只流入b集气瓶D．a、b集气瓶中都无水流入7．某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是[]A．H2、NO2、CH4B．HCl、Cl2、O2C．H2、CO2、H2SD．C2H2、NH3、C2H48．当