物质的制备》课件4(人教版选修6).ppt

化学实验总复习化学实验总复习 物质的制备物质的制备 常见气体的制备 高考考试说明要求高考考试说明要求 掌握常见气体实验室制法 ，包括所用试剂、仪器、 反应原理和收集方法 常见的气体常见的气体 H2、O2、Cl2、HCl、H2S、 CH4、 C2H4、C2H2 、NH3、 SO2 、 NO 、NO2、CO、CO2共14种气体 气体制取的反应原理气体制取的反应原理 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2Na2O2+2H2O4NaOHO2 2H2O2 2H2O+O2 MnO2 2KClO3 2KCl+3O2 MnO2 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O NH3H2O+CaO NH3+Ca(OH)2 CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4 CaO Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 1. O1. O 2 2 2. NH2. NH 3 3 3. CH4 4. H2 5. CO2 6. H2S FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S 固体 + 液体 常温 固体 + 固体 加热 7. SO2 8. NO2 9. NO 10. C2H2 11. Cl2 12. HCl 13. C2H4 14. CO Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O CaC2+2H2OCa(OH)2+CHCH MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O NaCl(固)+H2SO4(浓)= NaHSO4+HCl 2NaCl(固)+H2SO4 Na2SO4+2HCl 强热 C2H5OH CH2=CH2+H2O 170 浓H2SO4 HCOOH CO H2O 浓H2SO4 固体 + 液体 常温 固体 + 液体 加热 浓盐酸 中加浓 硫酸 Cu+浓 H2SO4 发 生 装 置 净 化 装 置 干 燥 装 置 收 集 装 置 吸 收 装 置 反应物状态 及反应条件 气体及杂质 的性质 气体的性质 选择干燥剂 气体水溶性 及密度 气体的毒性 选择吸收剂 气体制取装置的设计气体制取装置的设计 1 1、装置连接顺序、装置连接顺序 装 药 品 防倒吸 防氧化 措施 仪器 拆卸 等。 查气 密性 2、操作顺序一般包括： 仪器 连接 3、气体的净化原则： 要分析杂质气体的性质 要分析被净化气的性质； 气体制取装置的设计气体制取装置的设计 4 4、实验操作的先与后、实验操作的先与后 A、装配仪器时：先下后上；先左后右 B、加入试剂时：先固后液 C、实验开始时：先查仪器的气密性， 再加药品，后点酒精灯； D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气 ； E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。 F、仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体， 后拆部件。 G、净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体， 后除去无毒、无气味的气体， 最后除水蒸气。 1 1、气体的发生装置、气体的发生装置 1.11.1 设计依据 设计依据反应物的状态和反应的条件反应物的状态和反应的条件 1.21.2 装置的分类 装置的分类 （1）固固 加热 （2）固液（液液）加热 （3）块固液 常温 可制O2、NH3、CH4等 可制Cl2、HCl、C2H4、 CO、NO、SO2等 可制CO2、H2S、H2 、O2 、NH3、C2H2等 可制CO2、H2S、H2 （4）固液 常温 1.2.1 1.2.1 固固，加热固固，加热 该实验装置要注意： （l）试管口应稍向下倾斜，以防止 产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而 引起试管破裂。 （2）铁夹应夹在距试管口l/3处。 （3）胶塞上的导管伸入试管里面不 能太长，否则会妨碍气体的导出。 标准装置 可制O2、NH3、CH4 1.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热 实验时要注意： 先把固体药品加入烧瓶，然后加 入液体药品，再加热。 要正确使用分液漏斗。 标准装置标准装置 可制Cl2、HCl、C2H4、 CO、NO、SO2等 1.2.2 1.2.2 固液（液液），加热固液（液液），加热 变化装置变化装置 1.2.3 1.2.3 固液固液 块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气 体可用体可用启普发生器启普发生器制备，当制取气体的量不多制备，当制取气体的量不多 时，也可采用时，也可采用简易装置简易装置。 标准装置 1.2.3 固液 启普发生器变化启普发生器变化 ： 1.2.3 固液 简易启普发生器变化简易启普发生器变化 ： 1.2.3 1.2.3 固液固液 其它装置： 2 2、气体的收集装置、气体的收集装置 2.12.1 判断原则 判断原则 （1）易溶或与水反应的气体：排空气法 （2）与空气成分反应或与空气密度相近的气体： 排水（液）法 （3）可溶性气体考虑用排液法 （4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯 。 2、气体的收集装置 2.22.2 装置的分类 装置的分类 （1）排空气法 收集比空气 重的气体 收集比空气 轻的气体 2、气体的收集装置 2.2 装置的分类 （2 2）排水（液）法）排水（液）法 2 2、气体的收集装置、气体的收集装置 2.22.2 装置的分类 装置的分类 （3 3）贮气瓶）贮气瓶 （4 4）贮气袋）贮气袋 3 3、气体的净化装置、气体的净化装置 3.13.1 总原则 总原则 （1）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧管除杂，则干燥在 前。 （2）吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体 反应。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。 （3）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的 反应。 （4）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应 放出欲净化的气体。 （5）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。 3 3、气体的净化装置、气体的净化装置 3.23.2 除杂装置 除杂装置 （1 1）洗气瓶）洗气瓶 （2 2）干燥管）干燥管 （3 3）加热管）加热管 cd 3 3、气体的净化装置、气体的净化装置 3.2 干燥装置 3.2.1 干燥装置 （1 1）洗气瓶）洗气瓶 （2 2）干燥管）干燥管 酸、碱性 据气体的 氧化、还原性 气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性 保持一致 干燥剂的选择及使用原则 1、选择原则 气体在被干燥的过程中要不能被减少 不要引入新的杂质。 2、选择方法 干燥剂 选择 干燥剂状态干燥装置 酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干 燥碱性气体； 碱性干燥剂 (如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用 来干燥酸性气体如Cl2。 有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体 （如H2S、HI等）。 3 3、气体的净化装置、气体的净化装置 3.2 干燥装置 3.2.23.2.2 干燥剂的选择 干燥剂的选择 液态干燥剂固态干燥剂 装置洗气瓶干燥管（球形、U形） 干燥剂浓硫酸 无水 CaCl2 P2O5碱石灰 可干燥气 体 不可干燥 气体 H2、O2、Cl2、HCl、H2S、 CH4、C2H4、C2H2 、NH3、 SO2 、 NO、NO2、CO、CO2 NH3 、H2S、 C2H4、C2H2 NH3NH3 Cl2、HX、H2S、 SO2 、 NO2、CO2 4 4、尾气处理装置、尾气处理装置 尾气的处理方法尾气的处理方法 直接排放 直接排放 直接吸收 直接吸收 防倒吸吸收防倒吸吸收 燃烧处理 燃烧处理 总原则总原则 （1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。 （2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。 直接吸收：Cl2、H2S、NO2 防倒吸：HCl、NH3、SO2 常用吸收剂：水，NaOH溶液，硫酸铜溶液 （3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：燃烧处理或 袋装。 4 4、尾气处理装置、尾气处理装置 （1 1）水溶解法）水溶解法 如：HCl、NH3等。 （2 2）碱液吸收法）碱液吸收法 如：Cl2、H2S、CO2、 SO2、NO2、NO等。 （3 3）燃烧）燃烧或袋装处理或袋装处理法法 如：CH4、C2H4、C2H2 、H2、CO等。 4、尾气处理装置 （4）防倒吸吸收 标准装置标准装置 安全瓶装置 5 5、气体性质实验装置、气体性质实验装置 5.15.1 装置分类 装置分类 （1 1）常温反应装置）常温反应装置 （2 2）加热反应装置）加热反应装置 （3 3）冷却反应装置）冷却反应装置 5.25.2 判断原则 判断原则 标准 装置 变化 装置 6、排水量气装置 （1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下 图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关 随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的 编号） 。 （2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、 浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应 选用的药品是 。 例1： 为制取纯净的气体A可用下图所示的装置，生成A的速度 可通过滴液的速度控制，图中B、C、D均为液体，且为下列 试剂中某一种： 浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、浓盐酸、稀盐酸、浓 氨水、稀氨水、蒸馏水、饱和氢硫酸溶液、饱和石灰水 请回答：A、B、C、D、E各是什么物质? 例2： 【答】：A是氯化氢气体，B是浓盐酸，C、D、E均是浓硫酸 利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得移 动)：H2 Cl2 CH4 HCl NH3 NO H2S SO2 (1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口可收集的气体有 (用数字表示，下同)_. (2)若烧瓶充满水，可收集的气体有_，这时气体由 _口进入。 (3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则 可用此装置的气体有_，这时气体 由_口进入。 (4)若烧杯是干燥的，不能用此装置来收集的 气体是_。 例3： 【答】（1） （2），A （3），B （4） 某集气瓶中充满了HI气体，试设计一个装置表 示：将这种气体排出烧瓶，并粗略证明它确实是HI 气体，写出有关反应的离子方程式。 例4： 【答】：往装有气体的瓶中注入浓磷酸，使气体排出， 用盛有适量水的烧杯吸收排出的气体(玻璃管下端接一个 倒置漏斗)，一段时间以后，取少量烧杯中的溶液，测得 PH值小于7;加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，如发现有黄 色沉淀生成，则可说明原气体是HI气体。 例5铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物 不同，实验现象也不同。 某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀 硝酸反应的产物为NO，设计了如左图所示 的实验装置。请你根据他们的思路，选择下 列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。 药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体 步骤：检查装置的气密性； ； ； ； ； 用注射器向试管内推入氧气（或空气） 向试管中加入一定量碳酸钙固体 向试管中到入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝 和导管的橡皮塞 待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面 将铜丝插入到溶液中 加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色 。 推入氧气或空气的目的是 ， 分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、 稀硝酸反应，所得到的溶液前者成绿色，后者成 蓝色， 某同学提出这可能是铜离子浓度差异形成 的，你同意这种看法吗？ （填“同意”或 “ 不同意”），原因是 ； 另一同学提出溶液成“绿色”，是铜离子与二氧化氮 混合的结果，请你设计一个实验证明之（简述实验 方案和实验现象） 。 不同意 铜片质量相同，溶液体积相同， 生成的铜离子浓度相同 检验生成的NO 历年高考题选摘历年高考题选摘 从高考题型看，在第卷出现在选择题型 中的主要是基本实验的内容，从气体的制备， 离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。 在第卷中出现的简答、填空和实验的分 析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实 验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和 连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识 ，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上 的评估。这对考核实验能力非常重要。 为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计 了如下装置（图中夹持装置均已略去）。 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中 加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e， 则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。 关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将 氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞， 如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。 用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保 持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶 液变红。 回答下列问题： （1）检验氢气纯度的目的是 。 （2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是 ， 防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是 ， C瓶内气体的成份是 。 （3）在步骤中，先加热铁触媒的原因是 。反应管E中发生反应的 化学方程式是 。 排除空气，保证安全 锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的 浓度以提高氮气 的转化率 N2 H2 铁触媒在较高温度时活性增大 ，加快氨合成的反应速率 3.(1993全国)下图是一套实验室制气装置, 用于发生、干燥和收集气体.下列各组物 质中能利用这套装置进行实验的是 ( 填正确选项的标号). (A)铜屑和浓硝酸 (B)二氧化锰和浓盐酸 (C)电石和水 (D)碳酸钙和稀盐酸 AD 4、实验室里可按下图所示的装置干燥、储存气体R， 多余的气体可用水吸收，则R是 ANO2 BHCl CCH4 DNH3 D 5、设计了四种制备气体的方案:(1) 加热稀硫酸和乙 醇制备乙烯；(2) 加热稀盐酸和二氧化锰制备氯气； (3)用稀硫酸和大理石制备二氧化碳；(4)用稀硝酸和 硫化亚铁制备硫化氢。不宜采用的方案有哪些？ A.只有(1)和(2) B.只有(1)和(3) C.只有(3)和(4) D.(1) (2) (3)(4) D 6、(2000全国)实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁 ，该化合物呈棕红色、易潮解100左右时升华。下图是两个 学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收 集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答： 1）B中反应的化学方程式为 2）D中的反应开始前，需排 除装置中的空气，应采取的 方未能是 3）D中反应的化学方 程式为： 4）装置（）的主要缺点是 5）装置（）的主要缺点是 ：6）如果选用些装置来完成实验，则必须采取的改进措施是 4HCl+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2 B中的反应进行一段时间后 ，看到黄绿色气体充满装置 ，现开始加热D 2Fe+3Cl2=2FeCl3 导管易被产品堵塞；尾气排入空气，易造成环境污染 产品易潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 7、(1993全国)根据下面实验图填空和回答问题:(1)烧 瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 ， 装置()的烧杯中冷水的作用是 ， 装置()的烧杯中液体的作用是 。 (2)进行此实验时，烧杯 内的橡皮塞最好用锡箔包 住，用橡皮管连接的两玻 璃管口要相互紧靠，这是 因为 。 (3)装置()的烧杯 中使用倒置漏斗可防止 液体倒吸，试简述其原因。 吸收未冷 凝的气体 冷凝溴蒸气冷凝溴蒸气 溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管 2H2SO4(浓 )+2NaBr+MnO2MnSO4+B r2+ Na2SO4+2H2O 当气体被吸收时，液体上升到漏斗中.由于漏斗的容积较大,导致烧杯中 液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯中,从而防止了倒 吸 8.(2001年,江浙)用图示的装置制取氢气， 在 塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管 中装 有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗 流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。 产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试 管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒 脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧 夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室 温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题： （1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？ （2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？ 关闭弹簧夹时，反应产生的气体使试管内液面上的 压力增加，所以液面下降。（6分） 塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注人一定量的水，使漏 斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，静置片刻，漏 斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。 (10分) （3）从下面三个反应中选择