浅谈气体的制备与净化论文_杨涛涛

(绵竹实验学校 绵竹 618200)

化学是一门基于实验的科学,在化学的世界里,各种气体无处不在。这些气体对我们的生活生产都有着至关重要的影响。那么,气体的制备就是化学实际操作中重要的一部分。现我结合自身的初中化学气体制备实验教学过程谈谈我个人的一些想法与总结。

“科技是第一生产力”,化学是一门科学,学习化学是用于生产生活。首先要让学生意识到化学与生活息息相关。物质的性质决定它的用途,选择制取气体的装置需要根据它们的性质。每一种气体的制备都有多种方法,但是我们制备气体时需要考虑多种因素:反应条件容易,制取成本低且反应速率适中便于收集以及合适的气体尾气处理装置;更重要的是,整个实验过程要符合安全环保,操作方便。

一、气体的制备

1、发生装置

初中化学教学中气体发生装置就分为固固加热型和固液常温型两大类,根据“反应物的状态和反应条件”来选择发生装置。其中固液常温型有几个不同特点的装置,B装置是个简易装置,C装置容量大,D装置可以控制反应速率,其中的分液漏斗还可以用生活中的注射器来代替;E装置,它的优点是随时控制反应增大,液体被压回长颈漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止。多套装置的选择可以培养学生的发散思维,促进学生的自我发展。

2、气体收集装置

气体的收集装置有两种方法——排水法和排空法。排水法依据气体的水溶性选择,排空法依据气体的密度选择。具体为:①气体的密度,与空气化学式量29比较大于29则选择向上排空法,小于29则选择29向下排空法;②在水中的溶解性,难溶于水或不溶于水的气体选择排水法。

收集气体也可以用右图的多功能瓶来收集。它可以用于:(1)集气瓶,A、排水法:短进长出(初中阶段该方法一般考查正放的装置)B、排空法:该法始终让学生理解不论正放还是倒放,密度大于空气从集气瓶下方开始聚集将空气从上方赶走,密度小于空气从下方开始聚集将空气从上方赶走;C、量气瓶;(2)该装置还可以有洗气和干燥气体(长进短出)的功能。

3、气密性的检查:

任何涉及到气体的化学实验都要进行装置气密性检查,检查思路:① 制造密闭体系② 改变装置内的气压(加热、注水等)③ 观察因气压改变而产生的现象(产生气泡、液面变化)。如简易装置:导管浸入水中,用手紧握试管,如果有气泡冒出,说明装置的气密性好。如果一段时间后松开手,又会观察到导管中会有一段稳定的水柱上升的现象。

我们在教学过程中最好让学生分组讨论再自己动手操作实验,学生间相互交流并归纳总结出检查装置气密性的基本思路,体验化学探究的过程,充分调动学生的积极性和主观能动性,充分发挥学生在学习中的主体作用。如上图C、D、E发生装置检查气密性操作:用弹簧夹夹住胶皮管,往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口,若能观察漏斗颈中形成一段稳定的水柱现象,即可证明此装置不漏气。

二、气体的净化:

制备的气体一般含有杂质气体,如混有水蒸气、有的反应物具有挥发性会挥发出杂质气体。要收集纯净干燥的气体,以及有毒有污染的气体使用完后,都需要经过气体的净化。气体净化的原则:1.选择的试剂要能吸收杂质气体2.被净化的气体不能与除杂试剂反应。 3.尾气处理根据气体的性质,如用水或其它溶液吸收或者点燃。

常用的气体的净化和干燥装置:多功能瓶,干燥管,有支口的U型管,加热的铜网。

气体净化剂:酸性气体( CO2、SO2 、HCl)用碱性溶液(如氢氧化钠)吸收,用灼热的铜网除去氧气。常用的干燥剂:浓硫酸、碱石灰、无水氯化钙。

例1、用锌与盐酸反应制得的氢气中混有氯化氢和水蒸气。选择以下装置回答问题:(1)怎样证明制得的氢气中混有氯化

氢 ;怎样证明制得的氢气中混有水蒸气 ;怎样证明制得的氢气中混有氯化氢和水蒸气 。

(2)怎样除去混有的氯化氢 ;怎样除去混有的水蒸气 怎样除去混有的氯化氢和水蒸气 。

(3) 如果要制取和收集已经经过证明纯净、干燥的氢气,各装置的连接顺是 。导管口的连接顺序是_____。

综合以上制备纯净气体的实验装置设计,制取纯净干燥气体的过程设计思路:

发生装置 净化装置 干燥装置 收集装置 尾气处理装置

例2、硫化氢(H2S)是一种有毒气体,其密度比空气的密度大,且能溶于水形成氢硫酸。

实验室现用块状固体硫化亚铁(FeS)和盐酸混合,在常温下通过发生复分解反应制得硫

化氢气体。试回答:

实验室制取硫化氢的化学反应方程式为:

(2)根据装置图回答下列问题:

①制取硫化氢气体的发生装置可以选用 ;

②若用C装置收集硫化氢气体,进气口应为 ,原因是;

③若制取纯净干燥的硫化氢气体上述各装置的的连接顺序(装置可重复使用)。

总之,气体的制备是一个复杂的过程,引导学生主动参与学习活动,增加对学习过程的体验。使学生通过动手、动脑“学化学”、“做化学”而不是“看化学”、“听化学”通过具体的、有一定深度的问题引导学生对活动过程和现象进行深入思考,理清制备气体思路形成科学的情感态度和价值观才是教学成功的关键。我们只有在教学中不断探索和反思总结才能不断地提升自身教学素养。

论文作者:杨涛涛

论文发表刊物:《读写算(新课程论坛)》2016年第10期(上)

论文发表时间:2016/11/6

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