初中化學中的實驗組合題一般以氧氣、氫氣和二氧化碳三大氣體的制取和性質實驗或遷移應用其原理和性質的實驗為主線,将許多儀器連接起來形成完整的實驗裝置圖,再根據要求進行實驗。
一、氣體制取的儀器組合順序
制備純淨幹燥氣體的步驟是:
1、實驗儀器組裝公式:
氣體發生裝置—除雜質裝置—幹燥裝置—氣體收集裝置→尾氣處理
⑴ 制氣裝置的選擇:A 所需藥品的狀态;B 反應條件
⑵ 集氣裝置的選擇:A 氣體的溶解性;B 氣體的密度
⑶ 除雜質的試劑和幹燥劑的選擇:實驗室制取的氣體常常有酸霧或水份。
(4) 酸霧可用水、氫氧化鈉溶液、澄清的石灰水或飽和碳酸鈉(碳酸氫鈉)溶液除去,水份可用幹燥劑如:濃硫酸(酸性)、堿石灰(堿性)、固體氫氧化鈉(堿性)、氧化鈣(堿性)、五氧化二磷(酸性)、無水氯化鈣(中性)、無水硫酸銅(中性)等除去.
(5)酸性幹燥劑(濃硫酸)不能幹燥堿性氣體如氨氣;
(6)堿性幹燥劑(NaOH )不能幹燥酸性氣體如二氧化硫、二氧化碳、氯化氫等
2、氣體除雜的方法:
A 水吸收法:易溶于水的氣體雜質用水吸收。(如HCl)
B 酸堿吸收法:酸性氣體雜質用堿性試劑吸收。(如氫氧化鈉溶液吸收CO2、HCl。)
C 沉澱法:将雜質氣體轉變為沉澱除去。(如用澄清石灰水除CO2)
D 固化法:将雜質氣體與固體試劑反應生成固體而除去。(如除去O2用灼熱的氧化銅)
E 轉純法:将雜質轉化為所需氣體。(如除去CO中的CO2,可将氣體通過熾熱的炭粉)
3、氣體除雜的原則:
不減少被淨化氣體的質量,不引進新的雜質。
4、氣體除雜的注意事項:
A 選擇除雜試劑:一般隻能跟雜質起反應,而不能與被淨化的氣體反應。
B 除雜務盡:選擇除雜試劑要注意反應進行的程度。(如除去CO2時用氫氧化鈉溶液比用澄清石灰水要好。因為氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣要大很多,因此其溶質質量分數較大。)
C 有許多雜質要除去時,要注意除雜的順序。一般來說,雜質中有許多酸性雜質時,先除酸性較強的雜質;而水蒸氣要放在最後除去。除去雜質和幹燥的裝置一般用洗氣瓶或幹燥管。在洗氣瓶中導氣管一般是長進短出,在幹燥管中一般是大進小出。除雜和幹燥一般是先除雜後幹燥。
D 處理裝置:一般有三種,一是用溶液吸收;二是點燃尾氣;三是回收。
二、制取氣體的操作順序
要制取氣體需要經過儀器連接、氣密性檢查、裝入藥品、儀器拆洗等步驟。
三、O2、H2和CO2的實驗室制法和收集
四、氣體除雜方法
實驗用到的氣體要求是比較純淨,除去常見雜質具體方法:
① 除水蒸氣可用:濃流酸、CaCl2固體、堿石灰、無水CuSO4(并且可以檢驗雜質中有無水蒸氣,有則顔色由白色→藍色)、生石灰等
② 除CO2可用:澄清石灰水(可檢驗出雜質中有無CO2)、NaOH溶液、KOH溶液、堿石灰等
③ 除HCl氣體可用:AgNO3溶液(可檢驗出雜質中有無HCl)、石灰水、NaOH溶液、KOH溶液
除氣體雜質的原則:用某物質吸收雜質或跟雜質反應,但不能吸收或跟有效成份反應,或者生成新的雜質。
五、實驗注意的地方:
①防爆炸:點燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4)或用CO、H2還原CuO、Fe2O3之前,要檢驗氣體純度。
②防暴沸:稀釋濃硫酸時,将濃硫酸倒入水中,不能把水倒入濃硫酸中。
③防中毒:進行有關有毒氣體(如:CO、SO2、NO2)的性質實驗時,在 通風廚中進行;并要注意尾氣的處理:CO點燃燒掉;SO2、NO2用堿液吸收。
④防倒吸:加熱法制取并用排水法收集氣體,要注意熄燈順序。
六、實驗室制取三大氣體中常見的要除的雜質:
(1)制O2要除的雜質:水蒸氣(H2O)
(2)用鹽酸和鋅粒制H2要除的雜質:水蒸氣(H2O)、氯化氫氣體(HCl,鹽酸酸霧)(用稀硫酸沒此雜質)
(3)制CO2要除的雜質:水蒸氣(H2O)、氯化氫氣體(HCl)
除水蒸氣的試劑:濃流酸、CaCl2固體、堿石灰(主要成份是NaOH和CaO)、生石灰、無水CuSO4(并且可以檢驗雜質
中有無水蒸氣,有則顔色由白色→藍色)等
除HCl氣體的試劑:AgNO3溶液(并可檢驗出雜質中有無HCl)、澄清石灰水、NaOH溶液(或固體)、KOH溶液(或固
體)[生石灰、堿石灰也可以跟HCl氣體反應]
七、常用實驗方法來驗證混合氣體裡含有某種氣體
(1)有CO的驗證方法:(先驗證混合氣體中是否有CO2,有則先除掉)将混合氣體通入灼熱的CuO,再将經過灼熱的CuO的混合氣體通入澄清石灰水。現象:黑色CuO變成紅色,且澄清石灰水要變渾濁。
(2)有H2的驗證方法:(先驗證混合氣體中是否有水份,有則先除掉) 将混合氣體通入灼熱的CuO,再将經過灼熱的CuO的混合氣體通入盛有無水CuSO4中。現象:黑色CuO變成紅色,且無水CuSO4變藍色。
(3)有CO2的驗證方法:将混合氣體通入澄清石灰水。現象:澄清石灰水變渾濁。
八、設計實驗
(1) 試設計一個實驗證明蠟燭中含有碳氫兩種元素。
(2)試設計一個實驗來證明CO2具有不支持燃燒和密度比空氣大的性質。
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