1.气体的制备。
教学目标: 复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识,掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。
重点、难点对气体制备装置的归纳和装置变形的**;激发学生学习兴趣,培养学生发散性思维。
教学过程设计。
1.这套装置在实验室用于制取什么气体?制氯气。
2.要制得纯净的氯气,请说明b、c、d、e各装置应盛装的试剂及其作用是什么?
b装置应装饱和食盐水,用来吸收挥发出来的hcl气体;c装置应装浓硫酸,用来吸收cl2中的水分;d装置是用向上排空气法收集cl2;e装置应装naoh溶液,用来吸收多余的cl2,避免有毒气体排入空气。
实验室制取纯净的气体一般有以下环节:
1)气体的发生;(2)气体的净化;(3)气体的收集;(4)尾气的处理(对于有毒气体)。
1.气体发生装置通常可分成几种类型?将各类型的装置示意图画出来。分类的依据是什么?2.每种类型可制备什么气体?3.使用注意事项及原因。
说明:示意图的画法(以上面制取cl2的装置为例)。
类型有:(1)固-固加热型:可制o2、ch4、nh3等;
使用注意:1.试管口略向下倾斜;2.试管内导管刚伸出胶塞即可;
3.用酒精灯外焰加热。(2)固-液不加热型:
可制h2、h2s、so2、co2、no、no2、c2h2等;
使用时注意:长颈漏斗下端管口伸入液面以下。
3)固-液或液-液加热型:可制cl2、hcl等。
使用时注意:1.组装装置接从下到上的顺序;2.加热应垫石棉网;
3.烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。分类依据:反应物的状态和反应条件是否加热。
提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置,能否说明它适合发生什么样的气体?它的优点是什么?启普发生器适合常温下块状固体与液体反应,且难溶或不易溶于水的气体,如:
h2、co2、h2s。它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止,操作简便。【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置?
画出装置图:
提问】使用装置①时要注意什么?
长颈漏斗必须伸到隔板下面,否则无法控制反应,而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。
设疑】属于固一液不加热反应,但不能用启普发生器发生的气体有哪些?可用什么装置?
不能用启普发生器发生的气体有so2、c2h2、no、no2等。
可用以下装置:
此为简易装置,无隔板,无活塞,不能控制反应的发生或停止。
若将长颈漏斗改为分液漏斗,分液漏斗可控制液体滴入的量,从而调节反应产生气体量。
提问】实验室制c2h4属于液-液加热制气,其装置有何特点?操作时需注意什么?实验室制c2h4需要控制温度(170℃)应加温度计;温度计的水银球应插入液面下。
启发讨论】在固(液)—液加热制气时,如果气体产生较快,或所连装置较多,烧瓶内气压较高,分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题,使分液漏斗中的液体顺利滴下?
最简单方便的方案是:
评价】学生所设计的各种方案,指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。
练习】在实验室,制备o2、cl2、hcl、nh3有什么合理、简单、快速的方法,用到哪类装置?
1)向mno2中滴加h2o2可制氧气;(2)向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制cl2;
3)向浓盐酸中滴加浓h2so4可制hcl;
4)向naoh溶液中滴加浓氨水可制nh3。以上制备方法均用固—液不加热型装置。
启发练习】如果要收集纯净的气体,须除杂质和干燥气体。
试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置:
气体(所含杂质)除杂试剂和装置。
co(co2)②co2(h2o)③cl2(hcl)④n2(o2)⑤so2(hcl)
碱石灰干燥管 naoh溶液洗气瓶。
浓h2so4 洗气瓶 ③饱和nacl溶液洗气瓶。
铜网(灼热)硬质玻璃管 ⑤nahso3溶液洗气瓶。
提问】气体净化的原则是什么?
1.尽量用化学方法;一般酸性气体杂质用碱性试剂除去,还原性气体杂质用氧化性试剂除去;
2.净化试剂只与杂质发生反应;3.不生成新的杂质。
提问】气体净化常用装置是什么?画出装置图。分几类?
分两类:1.用固体物质除去气体杂质(包括水蒸气);如图(1)、(2)、(3)。
2.用液体物质除去气体杂质(包括水蒸气);如图(4)。
启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。
例题】为除去o2中少量的co2和水蒸气,应采用的装置是。
其中左边试管盛[ ]右边试管盛[ ]
思考、回答:选d;甲试管盛naoh溶液,乙试管盛浓硫酸。
应注意:1.洗气瓶使用时应长管进气、短管出气;
2.净化包括除杂和干燥,一般先除杂后干燥。
启发提问】净化后的气体就可以收集,那么常用的收集方法和装置有哪些?依据什么来选择适合的方法及装置?
气体收集装置有。
两类方法:1.排水法:用于收集不易溶于水的气体,例如,h2、o2、ch4、no、c2h4、c2h2等[如图(1)]。
2.排空气法:
1)向上排空气法:用于收集密度大于空气的气体,例如o2、co2[如图(2)]。
2)向下排空气法:用于收集密度小于空气的气体,例如h2、nh3、ch4[如图(3)]。
选择依据:气体的溶解性和对空气的密度。
提问】下列气体在收集时须注意什么?
cl2、hcl、h2s、no2、so2
cl2、hcl、h2s、no2、so2均属于能溶或易溶于水的气体,不宜用排水法,而且它们均有毒,不能用装置(2),应用以下装置:
a口进气,b口出气,b口应连接尾气处理装置,防止有毒气体排入空气。
组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体?怎样使用?
若烧瓶是干燥的,a口进气,瓶口向上或b口进气,瓶口向下,可收集密度大于空气的气体,如co2;a口进气,瓶口向下或b口进气,瓶口向上,可收集密度小于空气的气体,如h2、nh3、ch4。
若烧瓶中充满水,瓶口向上,b口进气或瓶口向下,a口进气,可收集难溶于水的气体,如h2、ch4、co、no等。
设疑】如图装置:
上述收集装置中干燥管的用途是什么?
干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内,从而保证收集到干燥的气体。
提问】金属钠与水反应生成h2,如何收集?
用图5-17装置:
启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些?如何选择?试举例。
尾气处理常用装置有:
选择原则:1.对于极易溶于水的气体可用水吸收,用装置(2)、(3),防止倒吸[其中装置(3)用于吸收少量气体],例如hcl、hbr、nh3。
2.对于溶解速率不快的气体可用装置(1),一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收,例如:cl2、h2s、so2等可用naoh溶液吸收。
3.对于可燃性有毒气体,可用装置(4),经点燃除掉,例如:co。
小结】制备气体的各个环节是有联系的,在解决具体问题时,要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体,而是制出气体后进行一系列的性质实验,所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形,因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。
2.物质的分离和提纯。
教学目标:复习常见物质分离和提纯的实验知识,掌握常见物质分离、提纯的一般方法。
重点、难点掌握分离物质的原理和方法。
教学过程设计。
固体:氯化银中的氯化钠;硝酸钾中的氯化钠;氯化钠中的碘。
液体:硝酸中的水;石油中的汽油、柴油;溴水中溴和水;氢氧化铁胶体中的氯化铁;蛋白质和水;氯化钠溶液中的水。
气体:空气中提取氮气、氯气和***。
提问】常见的分离物质的物理方法有哪些?它们适用于哪些物质间的分离?
固体:将固体溶解、过滤,剩余的固体即是氯化银。
在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和,降温析晶。
将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。
液体:在硝酸中加入mg(no3)2,蒸馏。
将石油分馏。
在混合液中加入苯,分液。
将混合液放入半透膜中,把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。
向混合液中加入硫酸钠固体,静置,过滤。
在蒸发皿中蒸发。
气体:将空气液化,低温分馏。
将混合气通入饱和食盐水中洗气。
根据以上例题分小组讨论:固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结:
固体:溶解过滤;分离不溶固体和溶液。结晶和重结晶法:
根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。
升华法:分离易升华和不升华固体混合物。
液体分馏法:根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。
萃取法:根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。
渗析法:分离胶体和溶液。
盐析法:根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。
气体液化法:根据混合气体的沸点不同液化分离。
吸收法:根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。
请选出与以上方法相对应的仪器和用品:
玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管。
1.按操作顺序选择仪器(如:溶解过滤)。
2.按仪器安装顺序选择仪器(如分馏)。
提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时,要用到化学反应,在选择化学试剂时应遵守哪些原则?
溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器?学生代表总结:溶解过滤:铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。
蒸发浓缩:铁架台(带铁圈)、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。
结晶、重结晶法:烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台(带铁圈)。
蒸馏、分馏法:铁架台(带铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。
分液萃取法:烧杯、漏斗架、分液漏斗。
升华法:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。
渗析法:半透膜、烧杯、玻璃棒。
将下列固体物质分离:
固体nacl中nh4cl杂质。
固体fe2o3中al2o3杂质。
固体cus中feo杂质。
固体na2co3中的nahco3。杂质。
气体、固体、液体中各种物质的分离方法。
固体nacl中nh4cl杂质:加热。
固体fe2o3中al2o3杂质:加过量强碱溶液,过滤。
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