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氣體制備、除雜、驗證設(shè)計模式
氣體制備、除雜、驗證設(shè)計模式 隨著素質(zhì)教育的深入,近年來中考、競賽中對學(xué)生設(shè)計實驗的能力要求有所提高。綜合性實驗題信息量大,滲透性強,比較好的考查了學(xué)生綜合運用知識、分析解決問題的能力,這就要求教師在實驗教學(xué)中應(yīng)注重對學(xué)生進行實驗設(shè)計模式的培養(yǎng)。
一、氣體制備的設(shè)計模式
1發(fā)生裝置的選擇
主要從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)時是否需要加熱來選擇。
(1)凡是給固體加熱或固體跟固體反應(yīng)加熱,適用于制O2裝置(a套裝置),即試管橫放、管口略下傾,教科書中加熱Cu2(OH)2CO3、H2還原CuO、膽礬分解均采用此裝置。
(2)凡是固體與液體反應(yīng)制氣體,且反應(yīng)不需加熱,均可采用制取H2裝置(b套裝置),即試管直立。(a、b套裝置圖略)若要控制液體反應(yīng),可加長頸漏斗或分液漏斗。若反應(yīng)物固體塊較大,且用量多,可將試管換成廣口瓶、錐形瓶或燒瓶等。
無論選用上述哪種裝置均應(yīng)注意:
(1)先檢查氣密性后再加藥品。
(2)制氣裝置中導(dǎo)管口略露出膠塞即可。
(3)鐵夾夾在試管的中上部。
另外,利用a套裝置時還應(yīng)注意:
(1)藥品平鋪。
(2)加熱用外焰,先均勻加熱后集中加熱。
(3)如反應(yīng)較劇烈,要在試管口塞一團棉花,以防藥品堵塞導(dǎo)管口。
(4)制完氣體,應(yīng)先撤導(dǎo)管后撤酒精燈。
利用b套裝置時還應(yīng)注意:
(1)長頸漏斗底端需液封。
(2)裝藥品時先固后液。
2收集裝置的選擇
(1)凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體,可根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較(或利用空氣平均式量與氣體式量比較),采用向下或向上排空氣取氣法。
(2)凡氣體不易溶或難溶于水的,可采用排水取氣法。
(3)有毒性且不溶于水的氣體,可采用洗氣瓶倒裝裝置(既短進長出),從長管排出的水可用燒杯接裝,如將燒杯換成量筒還可用來測量生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。
利用排氣法收集氣體時需注意:
(1)導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部(無論向下排氣或向上排氣法)
(2)應(yīng)在瓶口驗滿,可燃性氣體不能用點燃法驗滿。
利用排水法收集氣體時需注意:
(3)收集前集氣瓶應(yīng)充滿水倒立于水槽中,不留氣泡。
3所集氣體的存放
(1)比空氣密度大的氣體,蓋嚴后正放。
(2)比空氣密度小的氣體,蓋嚴后倒放。
二、氣體除雜的設(shè)計模式
氣體中混入雜質(zhì)氣體,一般可采取下述方法進行除雜。
1直接吸收法
(1)水氣可選擇干燥劑,如濃H2SO4、火堿、氧化鈣等初中常見的干燥劑,若選用其它干燥劑如氯化鈣、五氧化二磷等需在試題中說明。
(2)酸(堿)類氣體可采用堿(酸)液吸收,酸性氣體如二氧化碳氣體、二氧化硫氣體、氯化氫氣體等可用濃氫氧化鈉溶液吸收。堿性氣體如氨氣可用酸液吸收。
(3)如果是二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體(如制取二氧化碳氣體時用的是鹽酸溶液),可用飽和碳碳酸氫鈉溶液來吸收。近年來初中化學(xué)試題中類似題目常有出現(xiàn)(如已出現(xiàn)在2000年競賽復(fù)賽試題中)。
2轉(zhuǎn)化吸收法
將混入的氣體雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為原氣體,如二氧化碳氣體中混有一氧化碳氣體,可將混合氣體通過灼熱的氧化銅,將一氧化碳氧化為二氧化碳,達到除雜目的。
三、氣體驗證性實驗的設(shè)計模式
初中化學(xué)中能夠參與驗證的氣體有O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl氣體等。 其中O2、CO2、H2O(g)、NH3、HCl氣體可直接驗證:
CO2:可使澄清石灰水變混濁。
H2O:可使無水硫酸銅變藍。
NH3:可使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍。
HCl:可使用硝酸酸化過的硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。
有些氣體需將它們轉(zhuǎn)化后驗證,如一氧化碳氣體、氫氣需轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水蒸氣后,再驗證生成物。
綜合性較強的驗證性實驗應(yīng)注意以下幾方面:
(1)若需驗證某種氣體,則一定要先除去此氣體中其它氣體,一般是先除其它氣體雜質(zhì)后再除水氣。 (2)從溶液中制得或從洗氣瓶中通過的氣體中都夾帶少量水汽,一般需先干燥。
(3)連接儀器時注意洗氣瓶的連接是“長進短出”,球形干燥管的連接一般是“粗進細出”,U形干燥管和玻璃管(盛裝碳粉或氧化銅)則無特殊要求,一般按照儀器接口的字母順序連接。
(4)如有毒性氣體要做尾氣處理。
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