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初中實(shí)驗(yàn)室氣體制備規(guī)律論文
摘要： 實(shí)驗(yàn)室氣體制備是初中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，由初中三大氣體的實(shí)驗(yàn)室制備衍生出來(lái)的知識(shí)考點(diǎn)，重在檢驗(yàn)學(xué)生的科學(xué)探究能力。掌握實(shí)驗(yàn)室氣體制備的內(nèi)在規(guī)律和聯(lián)系，可以開闊學(xué)生的思考維度，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
關(guān)鍵詞： 實(shí)驗(yàn)室氣體制備 原理 規(guī)律
實(shí)驗(yàn)室氣體制備是初中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，也是歷年中考考查科學(xué)探究能力的難點(diǎn)、熱點(diǎn)。其原因主要在于氣體制備實(shí)驗(yàn)中包含的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)多，綜合性運(yùn)用性強(qiáng)，涉及的實(shí)驗(yàn)儀器、基本操作也較多。初中階段，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣、二氧化碳和氫氣，是課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)生必須掌握的三種氣體制備。而由這三種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法衍生出來(lái)的考點(diǎn)非常多，在教學(xué)過(guò)程中，只要掌握其內(nèi)在的規(guī)律和聯(lián)系，做到舉一反三，那么此類問(wèn)題就能迎刃而解�，F(xiàn)將初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室氣體制備的思路和方法歸納如下。
一、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般步驟
1.選擇反應(yīng)原理。在化學(xué)反應(yīng)原理中，不是所有能生成所需氣體的反應(yīng)都可以在實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制備該氣體。選擇反應(yīng)原理時(shí)，應(yīng)該考慮到：
（1）選擇能夠產(chǎn)生該氣體的化學(xué)反應(yīng)。
（2）該反應(yīng)的原料應(yīng)該盡量滿足廉價(jià)易得、環(huán)保節(jié)能，符合“綠色化學(xué)”的理念。
（3）反應(yīng)條件簡(jiǎn)單可行，反應(yīng)速率適宜易控。
（4）生成的氣體應(yīng)盡量純凈，氣體易于導(dǎo)出、收集等。
2.發(fā)生裝置。根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)以及反應(yīng)條件進(jìn)行選擇。在初中階段，可發(fā)生裝置分為以下兩大類：
（1）固體與固體反應(yīng)，需要加熱，簡(jiǎn)稱為“固固加熱型”，這套裝置可用于實(shí)驗(yàn)室加熱高錳酸鉀，氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣。相關(guān)注意事項(xiàng)如下：①試管口應(yīng)略向下傾斜（防止加熱過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水倒流而引起試管底部炸裂）；②試管夾夾在試管的中上部；③藥品應(yīng)平鋪在試管底部；④導(dǎo)管口不宜伸入試管過(guò)長(zhǎng)；⑤加熱時(shí)，先預(yù)熱且用外焰加熱。
�。�2）反應(yīng)物為固體與液體（或液體與液體），不需要加熱，簡(jiǎn)稱為“固液非加熱型”（或液液非加熱型）。該裝置多適用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳和氫氣，需要注意在使用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)勿忘“液封”，以免氣體逸出。當(dāng)固液反應(yīng)、液液反應(yīng)需要加熱時(shí)只需要再添加酒精燈即可。
3.收集裝置。根據(jù)氣體的水溶性及密度進(jìn)行考慮，主要可分為排水法和排空氣法。
�。�1）排水法，適用于難溶或不溶于水且不易與水發(fā)生反應(yīng)的氣體，如：氫氣、氧氣、甲烷、一氧化碳等。
�。�2）排空氣法，又可細(xì)分為向上排空氣法和向下排空氣法，前者適用于密度比空氣大且不與空氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體，如氧氣、二氧化碳；后者適用于密度比空氣小且不與空氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體，如氫氣。
二、氣體的驗(yàn)滿或驗(yàn)純
1.對(duì)氧氣的驗(yàn)滿，將帶火星的木條伸到集氣瓶口，若木條復(fù)燃，則說(shuō)明收集的氣體已滿。（強(qiáng)調(diào)“集氣瓶口”）
2.二氧化碳的驗(yàn)滿，將燃著的木條伸到集氣瓶口，若木條立刻熄滅，則說(shuō)明收集的氣體已滿。（強(qiáng)調(diào)“集氣瓶口”和“立即熄滅”）
3.對(duì)于氫氣、甲烷等可燃性氣體，點(diǎn)燃之前一定要檢驗(yàn)其純度，以防止發(fā)生爆炸。
三、氣體凈化
凈化時(shí)所需氣體不能參加化學(xué)反應(yīng)或溶解而損失，也不能引入新的雜質(zhì)。凈化的順序一般是先除雜，后干燥，干燥后的氣體不能再通過(guò)水溶液。
1.氣體的除雜。除雜的原則：
�。�1）不減少被凈化的氣體的量；
�。�2）不引入新的雜質(zhì)。常用的干燥儀器包括洗氣瓶、干燥管、U型管和玻璃管等。
2.氣體的干燥。氣體的干燥可以通過(guò)干燥劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用的干燥劑分為三類：
�。�1）酸性干燥劑（如：濃硫酸），常用來(lái)干燥二氧化碳、二氧化硫等氣體，不能用來(lái)干燥堿性氣體；
�。�2）中性干燥劑（如：無(wú)水氯化鈣），能干燥大部分氣體，不能干燥氨氣；（3）堿性干燥劑（如：生石灰、氫氧化鈉），常用來(lái)干燥氨氣，不能用來(lái)干燥酸性氣體。
四、尾氣的處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的尾氣若是會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，必須對(duì)尾氣進(jìn)行無(wú)害化處理，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)環(huán)保的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。常用的尾氣處理方法有：
�。�1）火封法（即燃燒法，在尾氣處加一盞酒精燈，點(diǎn)燃尾氣）；
�。�2）水封法（即將氣體通入水中），注意防止因氣體溶解而出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
�。�3）堿封法（即將氣體通入堿液中），如二氧化硫等酸性尾氣的處理都可以通過(guò)堿液來(lái)吸收。
五、例題
在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室氣體制備的具體教學(xué)中，一要結(jié)合課本實(shí)例加以分析，同時(shí)運(yùn)用對(duì)比的思維引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的“為什么”。例如實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳：選擇用塊狀的石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)，在實(shí)際教學(xué)中，在發(fā)散與啟迪學(xué)生思維方面，應(yīng)該對(duì)比為何不把稀鹽酸換成稀硫酸或濃鹽酸，為何不把石灰石或大理石換成碳酸鈉？（因?yàn)橄×蛩崤c碳酸鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶，覆蓋在石灰石或大理石表面，阻止了反應(yīng)的進(jìn)行；濃鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體；碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)過(guò)快，不易控制，且原料價(jià)格高于石灰石或大理石。）
二要注重對(duì)學(xué)生相關(guān)思維的遷移培養(yǎng)。例如：實(shí)驗(yàn)室加熱氫氧化鈣和氯化銨的固體混合物制取氨氣，已知氨氣收集時(shí)只能選擇向下排空氣法。由以上信息可知，實(shí)驗(yàn)室制取氨氣時(shí)，應(yīng)該選擇的發(fā)生裝置是 ，由氨氣的收集方法可以推測(cè)，氨氣應(yīng)具有的性質(zhì)是 。（答案：固固加熱型裝置；密度比空氣小，易溶于水。）這些相關(guān)的答題思維角度，在教材中氧氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制備中都有涉及。
實(shí)驗(yàn)室氣體制備的考查形式多變，近年來(lái)多以實(shí)驗(yàn)儀器和方法的創(chuàng)新為載體，設(shè)置全新的考查情境，而這些實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都來(lái)源于學(xué)生對(duì)教材中三種氣體實(shí)驗(yàn)室制備原理和方法的掌握，所謂萬(wàn)變不離其宗。在實(shí)際教學(xué)中，把握化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，從教材的基本實(shí)驗(yàn)著手，引導(dǎo)學(xué)生思考每一步實(shí)驗(yàn)操作為什么這樣做，換一種方式會(huì)怎么樣，還可以如何改進(jìn)……如此觸類旁通，可達(dá)到開闊學(xué)生的思考維度，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力的目的。
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