李梅
化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)教學(xué)的重要手段,又是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的源泉, 教學(xué)時根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的需要,設(shè)置了一些探究性實(shí)驗(yàn), 結(jié)合學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn), 把學(xué)習(xí)的過程與方法,知識與技能、情感態(tài)度與價值觀傳遞給學(xué)生,讓學(xué)生真正感受化學(xué)之美,感受知識之美、生活之美, 學(xué)生輕松進(jìn)入學(xué)習(xí)化學(xué)知識的角色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對常見氣體的制取又是九年級化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,而氧氣、二氧化碳是初中化學(xué)中常見兩種的氣體,也一直是中考命題中的重點(diǎn)與熱點(diǎn),所以對于它們的制取研究更顯重要了。氣體制取考查的知識點(diǎn)主要有:制備原理、發(fā)生裝置的選擇、收集裝置的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟考查、檢驗(yàn)(或驗(yàn)滿、驗(yàn)純)等。下面我就以常見氣體(O2和CO2、H2)為例對這幾個知識點(diǎn)分別進(jìn)行簡單的闡述:
一、制備原理(即制取常見氣體藥品、狀態(tài)及反應(yīng)條件)
1、O2: KClO3和MnO2共熱、KMnO4加熱(加熱固體)
H2O2和MnO2(固體和液體反應(yīng),不需加熱)
2、CO2:石灰石或大理石與鹽酸(固體和液體反應(yīng),不需加熱)
中考增加實(shí)驗(yàn): O2、Na2O2 和H2O(固體和液體反應(yīng),不需加熱)。
3、H2 : Zn與H2SO4或鹽酸(固體和液體反應(yīng),不需加熱)。
4、NH3:( Ca(OH)2 固體與NH4Cl固體共熱)。
二、氣體的發(fā)生裝置
(一)固+固(加熱)(圖1):適用于制備氣體O2 :(KClO3和MnO2共熱、) KMnO4加熱NH3:( Ca(OH)2 固體與NH4Cl固體共熱)
注意事項:
1:試管口應(yīng)稍向下傾斜,以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷卻后倒流而引起試管破裂。
2:鐵夾應(yīng)夾在距管口三分之一處(試管的中上部)。
3:膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里不能過長,否則會妨礙氣體導(dǎo)出。
4:如用排氣法收集氣體,當(dāng)停止制氣時,應(yīng)先從水槽中把導(dǎo)管撤出,然后再撤走酒精燈。以防止水倒流使試管炸裂。
5:用KMnO4制取O2時,為了防止生成的細(xì)小顆粒堵塞導(dǎo)管,在大試管口放一松軟棉花。
(二)固+液體(不加熱)(圖2、圖3):適用于制CO2、H2、O2(用Na2O2 和H2O、H2O2和MnO2制取O2也用此裝置)。
1:圖2裝置注意事項:
①在最右邊的裝置中長頸漏斗的下口應(yīng)深入液面以下,否則起不到液封的作用而無法使用。
②加人酸的量要適當(dāng)。
2:圖3裝置注意事項:
⑴先放固體后加液體。⑵加入酸的量要適當(dāng)。⑶生成氣體微溶或難溶于水。
三、氣體的收集裝置
根據(jù)氣體溶解性和密度(相對分子質(zhì)量,與29比較)不同,把氣體的收集方法分為排液法(常為排水法)和排氣法(常為排空氣法)。裝置圖見:
(一)排水法:難溶或微溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。例如:H2、O2、CO等。排水法的典型儀器是a,注意導(dǎo)管只能伸入集氣瓶內(nèi)少許,便于導(dǎo)管的取出。
(二)排氣法:不與空氣反應(yīng)且密度與空氣相差較大的氣體,又可分為向上排空氣法和向下排空氣法。用排氣法收集氣體時,導(dǎo)氣管一定要伸入集氣瓶底部,把空氣盡量排出。為了減少空氣擴(kuò)散,集氣瓶口可蓋上毛玻璃片(如圖b)。
⑴ 向上排空氣法:密度比空氣大,即相對分子質(zhì)量大于29的氣體。如O2、CO2等,典型裝置是b。
⑵ 向下排空氣法:密度比空氣小的氣體,即相對分子質(zhì)量小于29的氣體。如H2、CH4、NH3等,典型裝置是C。
四、常見凈化(包括干燥氣體)裝置
(一)常見凈化(包括干燥氣體)裝置
⑴ A為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質(zhì)的裝置。如用灼熱的銅絲除氧氣。
⑵ B、C一般盛液體藥品,用于洗液。如用濃硫酸除水蒸氣,氫氧化鈉溶液除酸性氣體。氣體由a進(jìn)b出。
⑶ D一般盛固體藥品,如用堿石灰吸收水或二氧化碳。
(二)常見干燥劑及氣體的干燥硫酸: 可干燥氣體: H2、O2、CO2、N2、CO
( 圖1 )不可干燥氣體: NH3
注意事項: a進(jìn)b出(長進(jìn)短出1)
無水氯化鈣: 可干燥氣體: H2、O2、CO2、N2、CO
( 圖2)不可干燥氣體: NH3
注意事項:( a進(jìn)b出(大進(jìn)小出 2)。
堿石灰(圖3):可干燥氣體: H2、O2、NH3、N2、CO
不可干燥氣體: HCl、CO2
注意事項:左進(jìn)右出。
五、常見氣體的檢驗(yàn)(或驗(yàn)滿、驗(yàn)純)
檢驗(yàn):【O2】用帶火星的木條,伸進(jìn)集氣瓶,若木條復(fù)燃,是氧氣,否則不是氧氣 ?!綡2】點(diǎn)燃木條,伸入瓶內(nèi),木條上的火焰熄滅,瓶口火焰呈淡藍(lán)色,則該氣體是氫氣?!綜O2】通入澄清的石灰水,看是否變渾濁,若渾濁則是CO2。
驗(yàn)滿:【O2】 用帶火星的木條,平放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,氧氣已滿,否則沒滿?!綜O2】用燃著的木條,平放在集氣瓶口,若火焰熄滅,則已滿;否則沒滿
驗(yàn)純:【H2】用拇指堵住集滿氫氣的試管口;靠近火焰,移開拇指點(diǎn)火,若“噗”的一聲,氫氣已純;若有尖銳的爆鳴聲,則氫氣不純 。
這就是我對初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常見氣體的制取的一些淺見,請各位多加指正。