气体制备、除杂、验证设计模式

气体制备、除杂、验证设计模式     随着素质教育的深入,近年来中考、竞赛中对学生设计实验的能力要求有所提高。综合性实验题信息量大,渗透性强,比较好的考查了学生综合运用知识、分析解决问题的能力,这就要求教师在实验教学中应注重对学生进行实验设计模式的培养。?
    一、气体制备的设计模式?
    1?发生装置的选择?
    主要从反应物状态和反应时是否需要加热来选择。?
    (1)凡是给固体加热或固体跟固体反应加热,适用于制O2装置(a套装置),即试管横放、管口略下倾,教科书中加热Cu2(OH)2CO3、H2还原CuO、胆矾分解均采用此装置。?
    (2)凡是固体与液体反应制气体,且反应不需加热,均可采用制取H?2装置(b套装置),即试管直立。(a、b套装置图略)?若要控制液体反应,可加长颈漏斗或分液漏斗。若反应物固体块较大,且用量多,可将试管换成广口瓶、锥形瓶或烧瓶等。?
    无论选用上述哪种装置均应注意:?
    (1)先检查气密性后再加药品。
    (2)制气装置中导管口略露出胶塞即可。
    (3)铁夹夹在试管的中上部。
    另外,利用a套装置时还应注意:?
    (1)药品平铺。?
    (2)加热用外焰,先均匀加热后集中加热。
    (3)如反应较剧烈,要在试管口塞一团棉花,以防药品堵塞导管口。?
    (4)制完气体,应先撤导管后撤酒精灯。
    利用b套装置时还应注意:?
    (1)长颈漏斗底端需液封。?
    (2)装药品时先固后液。?
    2收集装置的选择?
    (1)凡常温下不与空气中的成分反应的气体,可根据气体密度与空气密度的比较(或利用空气平均式量与气体式量比较),采用向下或向上排空气取气法。
    (2)凡气体不易溶或难溶于水的,可采用排水取气法。?
    (3)有毒性且不溶于水的气体,可采用洗气瓶倒装装置(既短进长出),从长管排出的水可用烧杯接装,如将烧杯换成量筒还可用来测量生成气体的体积。洗气瓶中的液体可根据气体性质选用。?
    利用排气法收集气体时需注意:?
    (1)导管应插入集气瓶底部(无论向下排气或向上排气法)?
    (2)应在瓶口验满,可燃性气体不能用点燃法验满。?
    利用排水法收集气体时需注意:?
    (3)收集前集气瓶应充满水倒立于水槽中,不留气泡。
    3?所集气体的存放?
    (1)比空气密度大的气体,盖严后正放。
    ??(2)比空气密度小的气体,盖严后倒放。
    二、气体除杂的设计模式?
    ??气体中混入杂质气体,一般可采取下述方法进行除杂。?
    ??1?直接吸收法?
    ??(1)水气可选择干燥剂,如浓H2SO4、火碱、氧化钙等初中常见的干燥剂,若选用其它干燥剂如氯化钙、五氧化二磷等需在试题中说明。
    ??(2)酸(碱)类气体可采用碱(酸)液吸收,酸性气体如二氧化碳气体、二氧化硫气体、氯化氢气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收。碱性气体如氨气可用酸液吸收。?
    ??(3)如果是二氧化碳气体中混有氯化氢气体(如制取二氧化碳气体时用的是盐酸溶液),可用饱和碳碳酸氢钠溶液来吸收。近年来初中化学试题中类似题目常有出现(如已出现在2000年竞赛复赛试题中)。
    ??2?转化吸收法?
    ??将混入的气体杂质转化为原气体,如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体,可将混合气体通过灼热的氧化铜,将一氧化碳氧化为二氧化碳,达到除杂目的。?
    三、气体验证性实验的设计模式?
    ??初中化学中能够参与验证的气体有O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl气体等。  其中O2、CO2、H2O(g)、NH3、HCl气体可直接验证:?
    ??CO2:可使澄清石灰水变混浊。?
    ??H2O:可使无水硫酸铜变蓝。
    ??NH3:可使湿润红色石蕊试纸变蓝。
    ??HCl:可使用硝酸酸化过的硝酸银溶液产生白色沉淀。?
    ??有些气体需将它们转化后验证,如一氧化碳气体、氢气需转化为二氧化碳和水蒸气后,再验证生成物。
    ??综合性较强的验证性实验应注意以下几方面:?
    ??(1)若需验证某种气体,则一定要先除去此气体中其它气体,一般是先除其它气体杂质后再除水气。? (2)从溶液中制得或从洗气瓶中通过的气体中都夹带少量水汽,一般需先干燥。?
    ??(3)连接仪器时注意洗气瓶的连接是“长进短出”,球形干燥管的连接一般是“粗进细出”,U形干燥管和玻璃管(盛装碳粉或氧化铜)则无特殊要求,一般按照仪器接口的字母顺序连接。?
    ??(4)如有毒性气体要做尾气处理。