专题二十五 实验方案的设计与评价
考纲展示 命题探究
考点一 制备实验方案的设计与评价
1 气体物质的制备实验 (1)气体实验的操作顺序 ①安装顺序
a．由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)。
b．从左到右(如制氯气：发生装置→净化装置→收集装置→吸收装置)。
c．先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。
②加试剂顺序
固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。 ③其他操作顺序
先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。
(2)常见气体制备的反应原理 气体 反应原理 △2KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑ O2 MnO22KClO3=====2KCl＋3O2↑ △2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ MnO22H2O2=====2H2O＋O2↑ 续表 气体 H2 CO2 Cl2 反应原理 较活泼金属(如Zn、Fe)与稀强酸(如稀硫酸、盐酸，但勿用硝酸或浓硫酸)的置换反应 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O △MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O NH3 △2NH4Cl＋Ca(OH)2=====2NH3↑＋2H2O＋CaCl2(实验室亦常用浓氨水中加NaOH固体来制取少量NH3) SO2 NO2 NO C2H4 C2H2 无水Na2SO3粉末与中等浓度硫酸进行复分解反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O △3Cu＋8HNO3(稀)=====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓硫酸CH3CH2OH――→CH2===CH2↑＋H2O 170 ℃电石与饱和食盐水进行反应： CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑ (3)常见气体制备的发生装置
(4)常见气体的净化与干燥装置 装置 常见 干燥剂 浓硫酸(酸性、 强氧化性) H2、O2、Cl2、可干燥 的气体 不可干 燥的气 SO2、CO2、 CO、CH4、N2 NH3、HBr、 HI、H2S等 液体干燥剂 固态干燥剂 无水氯化 钙(中性) H2、O2、Cl2、SO2、CO、 CO2、CH4 NH3 固体，加热 除杂试剂 (Cu、CuO、 Mg) 可除去 O2、H2、 CO、N2 — 碱石灰(碱性) H2、O2、N2、CH4、NH3 Cl2、SO2、 CO2、NO2、 体 (5)常见气体的收集方法 收集方法 排水法 HCl等 向上排空气法 收集的气体密收集的气体不度比空气大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分发生反应 向下排空气法 收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应 收集原理 与水反应且不溶于水 收集装置 a 适用 气体 b O2、H2、NO、CH4、C2H2、 C2H4 c O2、CO2、Cl2、 SO2、NO2、HCl H2、CH4、NH3 学霸巧学卡 (1)NO不能用排空气法收集(2NO＋O2===2NO2)。 (2)气体密度与空气相近的不用排空气法，例如CO。
(3)有毒气体(Cl2、SO2、H2S等)用排空气法收集时，要在密闭装置内进行。
(6)尾气的处理 ①转化处理
对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：
Cl2 SO2 NO2 H2S CuSO4溶 液或NaOH HCl 水 NH3 水或 浓硫酸 CO 点燃 NO 与O2混合后通 NaOH溶液