高一化学必修1实验小结1.doc

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考点一、几种气体实验室制备的反应原理
气体
反应原理(化学方程式)
氧气
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑

氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
氢气
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
SO2
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4(浓)+ SO2↑+2H2O
NO2
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O
氯气
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
NO
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O
考点二、气体的发生装置
1．设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
2．装置基本类型：
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
启普发生器
酒精灯、烧瓶、分液漏斗
典型
气体
O2、NH3、CH4等
H2、CO2、H2S等。
Cl2
操作
要点
⑴试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂；
⑵铁夹应夹在距试管口 l/3处；
⑶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。
⑴在用简易装置时，如用长颈漏斗，长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；
⑵加入的液体反应物（如酸）要适当；
⑶块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。
⑷制C2H2：

⑴先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；
⑵要正确使用分液漏斗。
⑶制C2H4：
考点三、气体的收集方法和装置
根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。
1、收集方法：
（1）排水集气法
凡难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体都可用排水法收集；
（2）向上排空气法
凡是气体的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量的可用此法；
（3）向下排空气法
若气体的相对分子质量小于空气的平均相对分子质量，则用向下排空气法。
2、收集装置：

(1) 图甲可收集O2、H2、N2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等。
(2) 图乙可收集Cl2 、NO2、CO2、SO2等。
(3) 图丙可收集H2、NH3、CH4等。
(4) 图丁从A进气相当于图乙，从B进气相当于图丙。
考点四、气体的干燥净化装置
1、气体干燥净化装置:
气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。

液态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置

常见
干燥剂
浓硫酸(酸性、
强氧化性)
无水氯化钙
(中性)
碱石灰
(碱性)
除杂试剂
Cu、CuO、Mg等
可干燥
的气体
H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4
H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4
H2、O2、N2、CO、CH4、NH3
可除去H2、O2、N2、
CO
不可干燥
的气体
HBr、NH3、HI
NH3
Cl2、SO2、CO2、NO2等

(1)洗气瓶中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：
①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体。
②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：
饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。
饱和NaHSO3溶液能除去SO2中混有的HCl、SO3等气体。
饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。
③浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如H2S、HBr、HI等。
④酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。
(2)干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：
①酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶等。
②碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰、固体NaOH等。
③中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2(但CaCl2不能干燥NH3，因易形成CaCl2·8NH3氨合物)。
(3)双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。
另外还常用固体的无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在(但不能用CuSO4作干燥剂，因CuSO4吸水率低)。用Na2O2固体也可将CO2、H2O(气)转化为O2。
2、尾气处理装置:
尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。
(1) 图甲装置中若装NaOH可吸收Cl2、SO2、NO2、CO2等酸性气体。若装Na2SO3可吸收Cl2、SO2、NO2等。
(2) 图乙和图丙装置中若装碱石灰可吸收Cl2、SO2、NO2、CO2等酸性气体，同时他们还是一个双吸收装置，应用于制取易潮解的物质，如，制无水AlCl3时，正好可吸收多余的Cl2，反应结束后冷却过程中又可吸收回流的空气以防止潮解。
(3) 尾气处理还可以用下列装置：

甲 乙 丙
A. 甲装置吸收极易溶于水的气体如HCl、NH3等。
B. 乙装置吸收溶解度较小的气体如Cl2等。
C. 丙装置除去可燃的有毒气体如CO等。
D. 无需要吸收直接排放的气体有O2、N2、H2、CO2、CXHY，其中H2和CXHY必须排放到室外。
3、防倒吸完全装置:

4．测量气体的体积:
利用气体的不溶于某些液体的性质(如H2难溶于水，Cl2难溶于饱和食盐水)可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图。

实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，应注意：
装置(A)，反应后应恢复到室温再读数，实验前集气瓶应充满水。气体体积即量筒中水的体积，
装置(B)：读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积．
装置(C)：测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数．
装置(D)：实验中水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成
气体的体积即为量筒内气体的体积。
装置(E)：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的体积分数．读数时球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积．
考点五、必修一常见的实验题
【1】氯气的实验室制法
1、原理：
MnO2+4HCl (浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
或：2KMnO4+16HCl (浓)==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
注：若用KMnO4制Cl2，则不需加热。
2、发生装置： 固+液加热型

3、净化：将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
4、干燥：将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶
5、收集：用向上排空气法或排饱和食盐水法。
6、尾气吸收：用NaOH溶液吸收多余的氯气，防止污染空气。
注：Ca(OH)2的溶解度太小，所以尾气吸收时不用石灰水，而用NaOH溶液。
7、验满方法
①将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
【2】二氧化硫的制备
1．SO2制备
①反应原理：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
说明：此反应是应用强酸制弱酸，但由于SO2易溶于水（1∶40），所以Na2SO3应选用固体，而H2SO4宜选用较浓的溶液。
②制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置
③净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶[来源:
④收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液
2．SO2的鉴定：通入品红溶液褪色，加热后又恢复原色。湿润的蓝色石蕊试纸---变红。
3．SO2的干燥：浓H2SO4。
4．吸收SO2尾气：可选用酸性高锰酸钾溶液或碱液等。
5．SO2的用途：制H2SO4、漂白剂、杀菌、消毒。
【3】氨气的实验室制法
（1）原理：利用复分解反应强碱制弱碱
2 NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
注意：药品的选择
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：
铵盐
不选用的理由
NH4NO3
受热分解，会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4
与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3
受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。
　（2）装置：固－固反应加热装置（同制O2）
干燥：碱石灰（或固体NaOH、固体CaO）
（不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3）
注意：
①发生装置的试管口略向下倾斜；
②加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
（3）收集：向下排空气法收集。
注意：
收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。
（4）验满：
①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　
②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。
（5）尾气吸收：
多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球），以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：

（6）氨气的其它实验室制法
将浓氨水滴入固体NaOH中，固体NaOH吸水并放热，使浓氨水分解生成氨气。
①加热浓氨水制氨。在烧瓶中加入2 mL～4 mL浓氨水，加热即得氨气。
NH3·H2OH2O+NH3↑
②常温下，用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合制氨气。这种方法的原理是：固体烧碱或生石灰溶于水时放出大量的热，促使NH3·H2O分解放出氨气。
【4】氨的喷泉实验
1、实验步骤：在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水里事先加入少量酚酞试液），按图甲安装好装置。打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察现象。

2、实验现象：可以看到，烧杯里的水经玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
3、实验结论：氨易溶于水，氨与水反应生成了易溶于水且能使溶液显碱性的物质。
注意：
（1）此实验成功的关键在于：①烧瓶要干燥；②氨气要充满；③装置气密性要好；④由滴管挤入的水不能太少。这样就可保证将胶头滴管内的水挤入烧瓶后，迅速在烧瓶内形成负压，成功地出现喷泉现象。
（2）能形成喷泉的原因是：氨气的溶解度极大，当烧瓶内挤入少量水时，就溶解了大量的氨气，使烧瓶内压强迅速减小，大气压将烧杯的水压进烧瓶，形成美丽的喷泉。
（3）气体在水中的溶解度较大或气体与液体能反应，形成较大压强差的都能做成喷泉实验，如HCl、HBr、HI、SO2可用水做喷泉实验，CO2可用NaOH溶液做喷泉实验。若外界压强较大，也能形成喷泉。例如：CaCO3粉末与较浓HCl反应能产生喷泉。如图乙所示。
下表列出的气体作用于吸收剂，就能形成喷泉。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2+O2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
浓NaOH溶液
水
六、 经典例题
1.某学生设计如下实验装置用于制备纯净的Cl2。

（1）装置中有五处错误，请指出①________，②________，③________，④________，⑤________。
（2）在更正后的装置图中，洗气瓶（净化气体）中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是：
①饱和食盐水的作用：________；②浓硫酸的作用：________；③氢氧化钠的作用：________。
【答案】（1）①用长颈漏斗错误，应用分液漏斗 ②不能用稀盐酸，应用浓盐酸 ③没有用酒精灯，应用酒精灯加热 ④盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应予更换位置 ⑤盛饱和食盐水洗气瓶中的进气导管未插入液面下，出气导管插入液面下，应进气导管插入液面下，出气导管不插入液面下
（2）①除去氯气中混有的HCl ②除去氯气中混有的水蒸气 ③吸收多余的氯气，防止污染环境
2.实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不相同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示，试回答：

（1）B中反应的化学方程式为________。
（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是________。
（3）D中反应的化学方程式为________。
（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是________。
（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是________，如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：________。
【答案】（1）4HCl (浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑
（2）B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D
（3）2Fe+3Cl2FeCl3
（4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染
（5）产品易潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置
3.下图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：
（1）A是氯气发生装置，其中的化学反应方程为
（2）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为CO2和HCl。试写出D中反应的化学方程式： 。装置C的作用是 。
（3）在E处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是 。
（4）若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水，反应过程现象为 。（选填标号）
（A）有白色沉淀生成 （B）无现象
（C）先生成白色沉淀，而后白色沉淀消失
（5） D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有Cl2产生，此时B中的现象是 ，B的作用是 。
【答案】（1）I2+2NaOH==NaI+NaIO+H2O （2）Br2+H2OHBr+HBrO （3）Fe+I2FeI2
[解析]类比Cl2分别与NaOH、H2O、Fe的反应方程式，再根据X2化学性质的相似性，便可直接写出（1）（2）的化学方程式；对于（3）中根据所给信息，I2与Fe反应只能生成FeI2。
2．①HCl H2O CuCl2 ②2Fe+3Cl22FeCl3 ③2Na+O2Na2O2
3．（1）FeCl2 H2 （2）2Fe+3Cl2FeCl3，
（3）2HCl+Fe==FeCl2+H2↑ （4）2FeCl2+Cl2==2FeCl3
4.利用如右图所示的装置收集以下8种气体：①H2；②Cl2；③O2；④HCl；⑤NH3；⑥NO；⑦SO2；⑧NO2。
（1）若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有________，若由A口进气，可收集的气体有________。
（2）若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________口进入。
（3）若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________，气体应由________口进入。
【答案】（1）②③④⑦⑧ ①⑤ （2）①③⑥ A （3）①②③④⑥⑦⑧ B
5.某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响)。已知浓HNO3受热分解与金属和浓HNO3反应的方程式分别为：
4HNO3(浓) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O
Cu＋4HNO3(浓) Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑

(1)方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是___________________。
(2)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是______________________________；将生成的气体通入水中的现象_______________________________________。
(3)方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是_______________。
(4)为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作__________________________________________________________________________________ 。
【答案】 (1)不正确　带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气
(2)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑　无气体剩余
(3)正确　硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃
(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象
6.下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图，试回答：

（1）在⑥中发生的化学反应方程式为________。
（2）①中的实验现象为石蕊试液________，此实验证明SO2是________气体。
（3）②中的品红溶液________，证明SO2有________。
（4）③中的实验现象是________，证明SO2有________性。
（5）④中的实验现象是________，证明SO2有________性。
（6）⑤的作用是________，反应的化学方程式为________。
【答案】（1）Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑
（2）变红 酸性 （3）褪色 漂白性 （4）变浑浊 氧化 （5）褪色 还原 （6）吸收多余的SO2，防止污染空气 SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O
7. 实验室制取SO2的反应原理为：Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。请用下列装置设计一个实验，以测定SO2转化为SO3的转化率：

（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是_____________→_____________→_____________→_____________→_____________→_____________→_____________→_____________（填各接口的编号）。
（2）实验时甲仪器的作用与原理是_____________。
（3）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是_____________。
（4）Ⅳ处观察到的现象是_____________。
（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO2的转化率会_____________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（6）用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得Ⅲ处增重m g，则本实验中SO2的转化率为___________。
答案：（1）a h i b c f g d
（2）作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中；原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等
（3）先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸
（4）有无色（或白色）晶体（或固体）生成
（5）减小
（6）×100%或×100%
-可编辑-