[例5]1,2 - 二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18 g?cm-3,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑.在實驗室中可以用下圖所示裝置制備1,2- 二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水)
[例4]用示意圖中的簡易裝置可以進行氣體的發(fā)生和收集。
(l)實驗前應如何檢查該裝置的氣密性? 。
(2)拔開試管 a的橡皮塞,加入10mL 6mol/L稀硝酸和1g薄銅片,立即將帶有導管的橡皮塞塞緊試管口。反應開始時速度緩慢,逐漸加快,請寫出在試管a中所發(fā)生的所有反應的化學方程式 ,
。
(3)從反應開始到反應結束,預期在試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象?請依次逐一寫出 。
(4)在反應開始時,可觀察到導管b中的水面先沿導管b慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有氣泡從管口冒出。試說明反應開始時,導管中水面先上升的原因:
: 。
(5)試管c收集滿氣體后,用拇指堵住管口,取出水槽。將管口向上,松開拇指,片刻后,再次堵住管口,將試管又再倒置于水槽中,松開拇指。此時可觀察到什么現(xiàn)象? 。(1997年試測題)
分析與解答:
本題是信息遷移式的實驗簡答題,意在考查學生的觀察能力、實驗能力和思維能力。解題時依據試題信息,細心觀察實驗裝置圖,善于聯(lián)系已經掌握的基礎知識,進行知識的遷移,發(fā)散思維,用準確的化學語言來解答實際問題。
解題時的思維要點是:
①檢驗裝置的氣密性要抓住三點:緊握試管使管內氣體受熱膨脹;有氣泡冒出;松開手后,水又回到導管中。
②銅與稀硝酸反應生成無色難溶于水的NO,它立即被空氣中的氧氣所氧化.生成紅棕色的二氧化氮氣體,NO2易溶于水,與水反應生成硝酸,并使實驗裝置內的氣體壓強暫時減小,引起水的倒流。
本題的正確答案為:(1)把導管b的下端浸入水中,用手緊握捂熱試管a,導管口會有氣泡冒出,松開手后,水又會回升到導管b中。
(2)①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2
(3)①銅片和稀硝酸反應,有無色氣泡產生,反應速率開始緩慢,逐漸加快。②試管a上部空間由無色變?yōu)闇\棕色,又變?yōu)闊o色。③試管a中的溶液由無色變成淺藍色。④反應結束時,銅片全部反應完。
(4)由于反應開始時產生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2;NO2易溶于水并與水起反應;使裝置內的氣體壓強暫時減小,所以導管中的水面會上升至一定高度。
(5)水進入試管,上升到一定高度。試管中氣體顏色由紅棕色變?yōu)闊o色。
(2)若用上述裝置制取CO2氣體,而實驗室只有稀硫酸、濃硝酸、水、塊狀純堿、塊狀大理石,比較合理的方案應選用的藥品是 。
(1992年上海市高考題)
分析與解答:本題要求組裝一個隨開隨用、隨關隨停的CO2發(fā)生裝置。即利用啟普發(fā)生器的原理來制備CO2氣體。細心觀察所給儀器,可用球形干燥管來代替啟普發(fā)生器的球形漏斗,燒杯代替反應容器,應選用的儀器是a、c、d、e。
大理石與稀硫酸反應生成了微溶于水的CaSO4,阻礙了反應的進行,因而不能同時選用這兩種藥品。又因為塊狀 Na2CO3晶體溶于水,不能用啟普發(fā)生器來制備 CO2。只能將濃硝酸加水稀釋為稀硝酸,再與CaCO3反應制備CO2。應選用的藥品是濃硝酸、水、塊狀大理石。
4、氣體實驗裝置的設計
(1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應或收集裝置→除尾氣裝置
(2)安裝順序:由下向上,由左向右
(3)操作順序:裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品
典型例題
[例1]下列反應適用于實驗室制氫氣的是( )。
①鋅與稀硫酸反應②甲烷熱分解③電解稀硫酸④赤熱的炭與水蒸氣反應
A.只有① B.①② C.①③ D.①②④ (1994年全國高考題)
分析與解答:
實驗室里制備氣體要操作簡單,容易分離,經濟實惠,切實可行。甲烷在高溫下才能分解成 H2和 C,實驗室里難辦到。赤熱的炭和水蒸氣反應生成 CO和 H2,既難反應,又難分離,難以在實驗里實現(xiàn)。可用鋅和稀硫酸反應、電解稀硫酸的方法制取氫氣。本題答案為C
[例2] 今有下列氣體:H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用右圖裝置進行實驗,填寫下列空白:
①當燒瓶干燥時,從A口進氣可收集的氣體是_ _ _,從B口進氣可收集的氣體是 。
②當燒瓶中充滿水時.可用來測量 等氣體的體積。
③當燒瓶中裝入洗液,用于洗氣時,氣體應從 口進入燒瓶。
分析與解答:
(1)本題考查學生思維的敏捷性。用排空氣法來收集氣體要注意氣體的密度。由于H2、CH4、NH3的密度比空氣小,不與空氣發(fā)生反應,可用向下排空氣的方法來收集,結合本題干燥燒瓶的位置特征,H2、CH4、NH3應從A口進氣,把空氣從B口趕出。Cl2、HCl、H2S、SO2氣體的密度比空氣大,與空氣不發(fā)生反應,應從 B口進氣,將空氣從A口趕出。NO能與空氣中的O2反應,不能用排空氣法收集。
(2)對于難溶于水的氣體可用排水取氣法收集;可以用來收集、測量的氣體有H2、CH4、NO。
(3)當燒瓶中裝有洗液時,被凈化、干燥的氣體應從B口進入。
[例3] (1)在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下,請你選用下圖中的部分儀器,裝配成一個簡易的、能隨開隨用、隨關隨停的CO2氣體發(fā)生裝置。應選用的儀器是(填入儀器的編號) 。
(3)氣體的凈化劑的選擇
選擇氣體吸收劑應根據氣體的性質和雜質的性質而確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質,而不能與被提純的氣體反應。一般情況下:①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收;②酸性雜質可用堿性物質吸收;③堿性雜質可用酸性物質吸收;④水分可用干燥劑來吸收;⑤能與雜質反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(4)氣體干燥劑的類型及選擇
常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:
①酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。
②堿性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體,如NH3、H2、O2、CH4等氣體。
③中性干燥劑,如無水氯化鈣等,可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如O2、H2、CH4等。
在選用干燥劑時,顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑,顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑,如不能用CaCI2來干燥NH3(因生成 CaCl2?8NH3),不能用濃 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
氣體凈化與干燥注意事項
一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質,則是先干燥后加熱。
對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃),使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉化為CO2氣體。
適用范圍
不溶于水(液)的氣體
密度大于空氣的氣體
密度小于空氣的氣體
典型氣體
H2、O2、NO、CO、CH4、
CH2=CH2、CH≡CH
Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S
H2、NH3、CH4
3、凈化與干燥裝置
(1)設計原則:根據凈化藥品的狀態(tài)及條件
(2)裝置基本類型:
裝置類型
液體除雜劑(不加熱)
固體除雜劑(不加熱)
固體除雜劑(加熱)
適用范圍
裝 置
示意圖
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com