高考化学一轮复习 第10章 化学实验 第1讲 常见物质的制备课件.ppt

第1讲常见物质的制备 最新考纲 1 掌握常见气体的实验室制法 包括所用试剂 仪器 反应原理和收集方法 2 识别典型的实验仪器装置图 考点一气体的制备和收集 1 常见气体制备的反应原理 2 常见气体制备的发生装置选择反应装置一般需从反应物的状态 溶解性和反应条件确定制气装置类型 具体如表中所示 能否用加热nh4cl的方法制备氨气 思考提示 不能 氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢 冷却后氨气和氯化氢重新化合生成氯化铵 最终得不到氨气 3 气体的收集方法 1 no不能用排空气法收集 主要因为no易与空气中氧气反应生成no2 2 密度与空气接近 且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集 如n2 co 乙烯等 典例1 2014 天津卷 实验室制备下列气体时 所用方法正确的是 a 制氧气时 用na2o2或h2o2作反应物可选择相同的气体发生装置b 制氯气时 用饱和nahco3溶液和浓硫酸净化气体c 制乙烯时 用排水法或向上排空气法收集气体d 制二氧化氮时 用水或naoh溶液吸收尾气 解析 由na2o2 h2o2制取o2的反应分别为 2na2o2 2h2o 4naoh o2 2h2o22h2o o2 均可选取固体与液体在不加热条件下制取气体的装置 a正确 cl2通过饱和nahco3溶液时产生co2气体 净化氯气时应先用饱和nacl溶液除去hcl 再用浓硫酸进行干燥 b错误 乙烯难溶于水 其密度小于空气 故可采用排水法或向下排空气法收集乙烯 但由于乙烯与空气的密度相差不大 故采用向下排空气法收集到的乙烯不纯净 c错误 用水吸收no2尾气时 发生的反应为3no2 h2o 2hno3 no 产生污染性气体no 故常用naoh溶液吸收no2 d错误 答案 a 题组一气体制备原理及发生装置的选择1 设计四种制备气体的方案 加热nh4cl制备氨气 加热稀盐酸和mno2制备氯气 用稀硫酸和大理石制备二氧化碳 用浓硫酸和锌粒制备氢气 不宜采用的方案有 a 只有 和 b 只有 和 c 只有 和 d 解析 中nh4clnh3 hcl 冷却时 nh3 hcl nh4cl 中应使用浓盐酸 中应使用盐酸 中应使用稀硫酸或盐酸 答案 d 2 2015 山东济南模拟 n2在诸多领域用途广泛 某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净n2的方法 进行了认真的准备 请你参与交流与讨论 查阅资料 n2的制法有下列三种方案 方案1 加热nano2和nh4cl的浓溶液制得n2 方案2 加热条件下 以nh3还原cuo可制得n2 同时获得活性铜粉 方案3 将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的n2 实验准备 以实验室常见仪器 药品 等设计的部分装置如下图 有的夹持和加热仪器未画出 分析交流 1 若以方案1制得n2 应选择的发生装置是 2 若按方案2制得干燥 纯净的n2 且需要的nh3以生石灰和浓氨水作原料 整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是 填写序号 获得n2 的反应原理是 写反应方程式 3 若以排水法收集n2 其中会混入水蒸气 但也不宜用排空气法 其原因是 你提出的收集方法是 4 上述三个方案中 制得的n2纯度最差的是 在n2纯度要求不甚严格的情况下 有人建议将方案2和方案3结合使用 你认为其优点是 解析 1 方案1为加热两种液态物质 符合此条件的只有a设备 2 方案2为固体和气体的反应 且需加热反应器应选择b 但要求通入的氨气干燥且纯净 利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置 应选择e 但同时有水蒸气生成 因此利用碱石灰来干燥 反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出 利用浓硫酸既可以除去水 又可以除去氨气 3 排气法收集气体主要是利用气体密度的差别 因此可以利用直接排空内部空气的装置来收集氮气 4 方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理 空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体 因此所得n2纯度最差 答案 1 a 2 e d b c2nh3 3cuo3cu n2 3h2o 3 n2的相对分子质量为28 与空气的平均相对分子质量相近 用气体密度大小比较回答问题也可 用气囊收集 其他合理答案也可 4 方案3cuo和cu可循环利用 节省药品 归纳提升 制备同种气体时 要注意发生装置是根据反应原理进行选择的 如用加热kmno4制备o2 加热ca oh 2和nh4cl制备nh3均选用固 固加热装置 用双氧水在mno2作用下制o2 用浓氨水和cao制备nh3均选用固 液不加热装置 题组二气体收集装置的选择和利用3 2015 广州四校联考 以下集气装置中不正确的是 解析 二氧化碳的密度大于空气的密度 宜采用向上排空气法 a正确 no难溶于水 也不与水反应 可以用排水法收集 b正确 氨气极易溶于水 只能用向下排空气法收集 c正确 氯气能溶于水 应该用排饱和食盐水法收集 d错误 答案 d 4 某化学课外活动小组的同学们组装了如图所示的仪器和装置 欲经过简单连接 制备中学化学常见的4种不同的气体 暂不考虑尾气的吸收 试回答下列问题 1 甲同学用橡胶管连接了装置a d e 请用化学反应方程式表示这一连接装置可能制备的一种气体 2 乙同学用橡胶管连接了装置b f 请用化学反应方程式表示这一连接装置可能制备的一种气体 3 丙同学用橡胶管连接了装置c d e 请用化学反应方程式表示这一连接装置可能制备的一种气体 4 丁同学用橡胶管连接了装置c d g 请用化学反应方程式表示这一连接装置可能制备的一种气体 归纳提升 1 no不能用排空气法收集 主要因为no易与空气中氧气反应生成no2 no2不能用排水法收集 反应的化学方程式为 3no2 h2o 2hno3 no 2 密度与空气接近 且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集 如氮气 co 乙烯等 考点二气体的净化与尾气吸收 1 常见气体的净化方法和净化装置 1 常见气体的净化方法 气体的净化可分为物理方法和化学方法 遵循的原则 不损失原来气体 不引入新杂质 物理方法 a 液化法 利用沸点不同从空气中分离出n2和o2 b 水洗法 利用溶解度不同从n2和nh3的混合气体中除去nh3 化学方法 a 氧化还原法 通过灼热的铜丝网除去混合气体中的o2 通过灼热的cuo除去h2 co等 b 酸碱法 将nh3和co2的混合气体通过碱石灰除去co2 c 沉淀法 除去co2中的h2s可利用cuso4溶液 h2s cuso4 cus h2so4 2 常见净化装置 图a为加热固态试剂以除去固体中杂质的装置 为防止固体 流动 两端用石棉或玻璃棉堵住 但要使气流通畅 图b所示装置一般盛液体试剂 用于洗液 图c所示装置一般盛固体试剂 用于气体除 杂和定量计算 3 常见干燥剂 2 尾气的处理 1 转化处理 对有毒 有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒 无害的气体 再排放到空气中 实验室中常见有毒气体的处理方法如表所示 2 直接排入空气中 主要是针对无毒 无害气体的处理 如n2 o2 co2等 3 尾气处理装置 吸收型 燃烧型 贮存型 选择气体干燥剂的注意事项 1 酸性干燥剂 如浓硫酸 p2o5等 不能用来干燥碱性气体 2 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co2 3 有氧化性的干燥剂 如浓硫酸 不能干燥有还原性的气体 如h2s hi等 典例2 2014 上海卷 如图是用于干燥 收集并吸收多余气体的装置 下列方案正确的是 解析 a 氯化氢是酸性气体 能和碱性干燥剂碱石灰发生反应 不能用碱石灰干燥 a错误 b 氨气密度小于空气 采用此方法收集氨气时应该是短导管进 长导管出 b错误 c 二氧化硫是酸性气体 能用中性干燥剂氯化钙干燥 且二氧化硫的密度大于空气 用向上排空气法收集 c正确 d 一氧化氮极易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮 不能用排空气法收集 d错误 答案 c 气体除杂的一般思路气体的除杂 首先要判断气体中的杂质 判断气体中的杂质的方法 1 看反应物的性质 如用盐酸制取的气体中应含有hcl气体杂质 2 看气体是否完全反应 如用co2与na2o2反应制取的氧气中应含有co2杂质 3 看反应实质 如c和浓硫酸加热制取的so2中一定含有co2 4 看是否有副反应发生等 最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置 题组一气体制备原理及发生装置的选择1 2015 东北联考 为了净化和收集由盐酸和大理石制得的co2气体 从下图中选择合适的装置并连接 合理的是 a a a d d eb b b d d gc c c d d gd d d c c f 解析 由盐酸和大理石制得的co2气体中混有hcl和h2o hcl可用饱和碳酸氢钠溶液除去 h2o可用浓硫酸吸收 由于co2气体能溶于水 因此不能用排水法收集 考虑到co2气体的密度比空气大 故用向上排空气法收集 综合以上几点可得选项c正确 答案 c 2 2015 苏州八校联考 当氢气中混有氯化氢 硫化氢 二氧化碳和水蒸气时 为得到干燥纯净的氢气 操作步骤和顺序完全正确的是 每一步只除去一种杂质 通过装浓硫酸的洗气瓶 通过装水的洗气瓶 通过装naoh溶液的洗气瓶 通过灼热的氧化铜 通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 通过装有五氧化二磷的干燥管 a b c d 解析 浓h2so4 除水 水 除hcl naoh溶液 除co2 cuso4溶液 除h2s 注意由每一步只除去一种杂质定除杂顺序 答案 a 归纳提升 1 干燥气体时选择干燥剂的原则 不减原则 即通过干燥操作之后 目标气体的量不能减少 不反应原则 干燥剂不能与目标气体反应 2 气体除杂原则 先除杂质后干燥 用加热法除去杂质时 应先干燥后加热 用洗气瓶吸收气体杂质时 气流方向是长管进 短管出 用干燥管吸收气体杂质时 气流方向是大口进 小口出 若气体中含有多种酸性气体杂质时 应先将酸性较强的杂质气体除去 再除酸性较弱的杂质气体 题组二气体的尾气处理3 2015 河北衡水模拟 可用如图所示装置干燥 收集及尾气处理的气体是 h2s hcl nh3 cl2 so2 c2h4a 和 b 和 c 和 d 和 解析 h2s和nh3不能用浓h2so4干燥 c2h4不能用排空气法收集 cl2应用naoh溶液进行尾气处理 答案 b 4 以下各种尾气吸收装置中 不适合于吸收hcl气体 且不能防止倒吸的是 解析 b项 漏斗插入液面太深 不能防止倒吸 答案 b 5 2015 河北沧州质检 从固体混合物a出发可以发生如图所示的一系列变化 1 在实验室中常用反应 制取气体c 若要收集气体c 可选择下图装置中的 填字母 2 操作 的名称是 在操作 中所使用的玻璃仪器的名称是 3 写出下列反应的方程式 反应 的化学方程式 反应 的化学方程式 4 在实验室中 要获得干燥纯净的黄绿色气体f 可以将它通过下图中的装置 其中瓶 中盛放的是 瓶 中盛放的是 5 实验中必须吸收多余的气体 以免污染空气 下图是实验室用naoh溶液吸收气体f的装置 合理的装置是 填编号 解析 由框图中气体f为黄绿色 可知气体f是cl2 固体d i 浓溶液 cl2 则固体d为mno2 i为hcl 由转化关系知g为h2 结合元素化合物知识推知e为活泼金属氯化物 推测a为kclo3与mno2的混合物 加热产生气体c为o2 e为kcl h