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初中化学

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    如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分装置.

    魔方格

    试根据题目要求,回答下列问题:
    (1)若用Zn和H2SO4溶液反应制取干燥的氢气,并检验氢气的可燃性.
    ①所选装置的连接顺序为______ (填写装置序号字母).
    ②点燃氢气前,先要检验氢气的______,以避免氢气发生爆炸.
    ③生成氢气时,所发生反应的化学方程式为______
    (2)为测定某不纯氧化铜样品的纯度(杂质不参加反应),装置的连接顺序为:A→B1→C→B2→B3.(已知:CuO+H2
      △  
    .
     
    Cu+H2O;B1、B2、B3为3个浓硫酸洗气瓶).
    ①装置C中,实验现象是______.
    ②装置B1的作用是______.
    ③通过测量反应前后B2浓硫酸洗气瓶的质量变化来计算氧化铜样品的纯度.若不连接B1,则计算出样品纯度的结果将______(填“偏小”“偏大”“不受影响”之一).
    (3)在实验室制取CO2气体后剩余溶液中一定有CaCl2,可能有HCl(其他成分不考虑).为验证是否含有HCl,可在剩余溶液样品中直接加入一种物质,在提供的铁粉、AgNO3溶液、紫色石蕊试液三种试剂中,一定不可行的是______.简述理由______.
    本题信息:2012年历城区二模化学问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分装置.试根据题目要求,回答下列问题:(1)若用Zn和H2SO4溶液反应制取干燥的氢气,并检验氢...” 主要考查您对

氢气的验纯

氢气的制取和收集

一氧化碳还原氧化铜

氢气还原氧化铜

木炭还原氧化铜

氢气的检验和验满

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验纯
验纯就是化学中检验所的产物的纯度,验纯一般是确保化学实验的安全。  
例如,点燃氢气前要验纯,氢气是一种可燃性气体,它的爆炸极限是在与氧气混合4%到74.2%时,如果不验纯,就不知道集气瓶内有没有掺杂的氧气,就容易爆炸。

检验氢气纯度的方法:

实验用品:
酒精灯,铁架台,大试管,干燥的小试管,长颈漏斗,锌粒,稀硫酸。

实验步骤:
1. 用稀硫酸和锌粒制取氢气,用向下排空气法收集氢气。
2. 用大拇指捂住小试管。
3. 点燃洒精灯,试管移近火焰,试管口对着燃着的洒精灯火焰,移开拇指点火。
4. 如听到尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯。
5. 如爆鸣声轻而沉闷,说明试管内收集的氢气纯净。

说明:   
如果第一次检验的氢气不纯,需再次检纯时,必须用拇指捂住试管口一段时间,使试管内没有燃尽的氢气火焰完全熄灭,方可再次收集氢气,否则易发生仪器爆炸事故。

注意:
必须听到轻微的 “噗”声,才能说明氢气纯度比较高。刚开始收集的气体,大多是发生器里的空气,检验时不会发出声响。把这样的气体当成纯净的氢气使用,点燃时可能会发生爆炸。如果用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,收集前,必须用拇折堵住试管口一会儿,使试管内尚未熄灭的氢气火焰因缺氧而熄火,然后再收集气体检验纯度,否则,试管中没有熄灭的氢气火焰就会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气,使氢气发生器发生爆炸。
氢气的爆炸极限
当空气中混入氧气的体积达到总体积的4%一74.2%,点燃时就会发生爆炸,在这个范围以外,就不会爆炸,因此这个范围被称为氢气的爆炸极限。所以,在点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。

 实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气,也可以用盐酸代替硫酸,用镁或铁代替锌来制取氢气。


氢气的实验室制法:

化学药品 锌粒和稀硫酸
反应原理 Zn + H2SO4== ZnSO4+ H2
发生装置 反应物状态为固态和液态,反应条件为室温,可选择实验室制CO2的反应装置(或用过氧化氢溶液制氧气的反应装置)
收集装置 向下排空气法或排水法
实验步骤 ①检验装置的气密性
②装锌粒(注意将试管横放,把锌粒放入试管口,再慢慢竖起)
③把试管固定在铁架台上
④加入稀硫酸
⑤收集气体
注意事项 ①不能用浓H2SO4代替稀H2SO4,浓H2SO4具有强氧化性
②不能用金属活动性顺序表中排在氢后面的金属,如铜,也不能用排在氢前的金属,如钠,一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。
③长颈漏斗末端应在液而以下,防止氢气从长颈漏斗逸出

氢气的工业制法:

制取方法 原理 优缺点
电解水 2H2O2H2↑+O2 优点:得到氢气纯度高
缺点:耗能高
水煤气 C+H2O(g)CO+H2 优点:成本低
缺点:需要设备多(需要除去CO中的杂质)
天然气 CH4C+2H2 优点:原料丰富
缺点:氢气纯度低
电解饱和食盐水 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 优点:是氯碱化工的副产品
缺点:纯度低
理想模式:利用太阳能、高效催化剂分解水 2H2O2H2↑+O2 优点:不耗费电能、热能,环保
缺点:人类未能寻找到高效催化剂,还未能实际应用

 氧化铜自身具有氧化性,我们可以用一氧化碳还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。


一氧化碳还原氧化铜的实验:

1. 实验器材
铁架台、酒精灯(也可以是酒精喷灯)、试管、导管、双孔橡皮塞、单孔橡皮塞。 药品有:氧化铜、澄清石灰水、一氧化碳

2. 化学反应
CO与CuO反应的化学方程式为: CO+ 2CuO2Cu + CO2
CO2与Ca(OH)2(澄清石灰水)反应的化学方程式: Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

3. 反应现象
①黑色固体变成红色②导管口有气泡冒出③澄清石灰水变浑浊

4. 实验步骤
(1)连接装置
(2)检查装置的气密性。
(3)点燃加热尾气的酒精灯。
(4)通入CO,排除串联装置中的空气。
(5)加热CuO。
(6)停止加热CuO。
(7)通入CO,排净残留在串联装置中的空气。
(8)停止点燃尾气。
注:①先通入CO一会儿,是为了防止玻璃管内的空气没有排尽,加热时发生爆炸。
②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜、防止澄清石灰水倒流。
总之:"CO早出晚归,酒精灯迟到早退",也说“先通后点防爆炸,先熄后停防氧化。”
③用酒精灯点燃是进行尾气处理:防止一氧化碳污染空气,使人中毒。
注:此试验应在通风橱中进行:防止没除净的CO使人中毒。

5. 装置: 


氧化铜自身具有氧化性,我们可以用氢气还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。


氢气还原氧化铜实验:

原理 H2+CuOH2O+Cu
装置
步骤 ①先通氢气(直到盛氧化铜的试管内充满纯净的氢气)
②后点燃洒精灯加热
③先熄灭洒精灯停止加热(当出现明显的实验现象后)
④后停止通氢气(等试管冷却后再停止) 简单记忆为“氢气早来晚走,酒精灯迟到早退”
现象 ①黑色氧化铜变成光亮红色
②试管口处有小水珠
注意事项 ①通氢气的导管必须伸入试管底部,保证与氧化铜充分反应
②必须先通氢气后加热,否则可能会发生爆炸
③停止加热后必须等试竹冷却后再停止通氢气,否则铜可能会重新被氧化

实验总结顺口溜:

氢气验纯试管倾
先通氢气后点灯
黑色变红水珠出
熄灭灯后再停氢

氧化铜自身具有氧化性,我们可以用碳还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。

木炭还原氧化铜实验:
1.原理:C+2CuO2Cu+CO2

2.装置:
 

3.现象:
①黑色粉末变成红色;
②澄清石灰水变浑浊

4.步骤:①装药品;②固定试管,连接装置;③加热;④撤出导管;⑤熄灭酒精灯

5.注意:
①要先撤导管再扯酒精灯,防止水倒吸。
②要充分加热木炭和氧化铜粉末,除去其中水分。
③研磨混合要充分。
④加热温度要足够,最好使用酒精喷灯或煤气灯


氢气检验和验满方法:
1.检验:点燃待检测的气体,在火焰上方罩一个干燥的烧杯有水珠出现,滴入澄清石灰水
不变浑浊,则证明有氢气的存在

2.验满:一般使用排水法收集比较纯净的氢气,可以根据液面的高度判断。
向下排空气法:把带火星的木条放到瓶口,若有轻微的爆鸣声,说明氢气已满。

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