专题十四 物质的制备与净化.ppt

2020 2 16 专题十四物质的制备与净化 2020 2 16 考点简析 物质的制备与净化是高考的常考内容 近几年重在考查实验原理和操作原理 本专题主要掌握常见气体的制备 净化 收集 尾气处理 胶体的制取 工业制取硫酸 氨的合成 铜的精练 金属冶炼 其它如银氨溶液的配制 乙酸乙酯 溴苯 硝基苯的制取 物质的制取方法通常有工业制法和实验室制法 工业上制取物质要考虑原料的来源 并把成本核算放在第一位 且生产设备复杂 而实验室制取物质只供实验使用 用量不大 要求制法简单 效果明显 易于控制 安全 适于演示或学生实验 因此 这2种制法所采用的化学原理不一定一致 如工业上制取氯气是电解食盐水 氯碱工业 而实验室里里通常使用浓盐酸与强氧化剂 如二氧化锰 加热反应来制取的 制取物质的内容包括化学反应原理 使用的试剂 仪器和装置 实验的操作步骤和注意事项等 在制取物质时 应掌握化学反应原理 反应物的状态和规格 着使用固体是粉未还是块状 使用溶液需了解溶液的浓度 反应条件 是否加热 加压 使用催化剂等 以及所得产物的纯度 是否需要提纯 净化 干燥等 2020 2 16 专题点金 一 常见气体的制备 由于气体难于储存 在实验室中如果需要某种气体时 往往是临时制备 以供使用 气体的实验室制法的总则是以常用试剂为原料 做到方便 安全 经济 效果好 一般要求反应较快 反应条件适宜 不要采取高温 高压等条件 但反应不能过分剧烈 否则收集来不及 或有危险 同时要尽可能用廉价的试剂 如果一种气体有几种实验室制法 则应选用能制取出较纯气体的方法 实验室制备气体的过程包括8个环节和3种装置 2020 2 16 气密性检查 制气 净化 验纯 干燥 收集 验满 尾气吸收 装置发生 装置吸收 装置收集 由于气体的收集方法不同 以及对气体纯度的要求不同 制气过程也不是都必须经过这8个环节的 化学反应原理影响气体发生装置的选择 气体的性质则影响其收集 净化和干燥 吸收和检验方法 2020 2 16 1 气体发生装置 固体反应物 加热 标准装置 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 2020 2 16 固液反应物 加热 标准装置 实验时要注意 先把固体药品加入烧瓶 然后加入液体药品 要正确使用分液漏斗 变化装置 2020 2 16 固 液 液反应物 不加热 标准装置 变化装置 2020 2 16 2 常见气体的制备 排水 排水 向下排空气法 带火星木条复燃 浓硫酸 浓硫酸 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 H2O 湿润红色石蕊试纸变蓝 碱石灰 浓硫酸 2020 2 16 排水向上排气 排水向上排气 向上排气 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 与空气混合点燃爆鸣 浓硫酸 点燃 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 澄清石灰水变浑浊 浓硫酸 NaOH溶液 溴水或KMnO4 2020 2 16 排饱和食盐水 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 浓硫酸 NaOH溶液 向上排空气法 湿润的蓝色石蕊试纸变红 浓硫酸 NaOH溶液 向上排空气法 溴水或KMnO4 2020 2 16 3 常见气体的收集 难溶或微溶于水的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体 H2 O2 NO C2H2 N2 CO CO2 Cl2 HCl H2 NH3 2020 2 16 4 气体的净化装置 气体净化装置的设计原则 根据净化药品的状态和净化条件选择合适的装置 要求不能引入新的杂质 且气体本身的量不能减少 1 常见的净化装置 液体试剂 固体试剂 固体试剂需加热 洗气瓶进气管应 长进短出 干燥管应大口方向进气 小口方向出气 2020 2 16 2 常见气体的净化 2020 2 16 接上表 2 干燥剂的选择方法 5 气体的干燥 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 2020 2 16 浓硫酸 P2O5 不适用于干燥碱性和易被氧化的气体 不适用于干燥碱性气体 除氨以外能干燥大多数气体 不适用于干燥酸性气体 不适用于干燥酸性气体 无水氯化钙 生石灰 碱石灰 2020 2 16 3 常见干燥装置 浓硫酸 无水CaCl2 碱石灰 H2S NH3 HBrHI C2H4 NH3 HX H2S SO2 CO2NO2 Cl2 2020 2 16 纯净氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰 不纯氢气点燃有爆鸣声 燃烧生成水 2H2 O2 2H2O 能生成水的气体不一定是氢气 C O2 CO2 黄绿色 能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 2KI Cl2 2KCl I2碘与淀粉作用变蓝 能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 在潮湿空气中形成白雾 用蘸浓氨水的玻璃棒靠近 冒浓白烟 NH3 HCl NH4Cl 将气体通入硝酸银溶液 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 Ag Cl AgCl 具有较强氧化性的气体都能使该试纸变蓝 可使带火星的木条复燃 6 常见气体的检验方法 2020 2 16 有刺激性气味 氨气的刺激性气味与众不同 可以用于鉴别 氨气是中学化学范围内唯一的一种碱性气体 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近 能生成白烟 NH3 H2O NH3 H2O NH4 OH 通入硫酸铜溶液中产生黑色沉淀 能使湿润的醋酸铅试纸变黑 通入氯气中 溶液变浑浊 有臭鸡蛋气味 能使酸性高锰酸钾溶液褪色且溶液变浑浊 NH3 HCl NH4Cl Cu2 H2S CuS 2H Cl2 H2S S 2HCl 由于硫化氢有巨毒 不可用闻味的方法来区别它 但必须掌握它的这种独特的臭味以便当你的鼻子遇到此味时 知道这就是硫化氢 2020 2 16 通入澄清石灰水中使溶液变浑浊 SO2 Ca2 2OH CaSO3 H2O 使品红溶液褪色 加热 红色复现 SO2有漂白性 能使澄清石灰水浑浊的气体还有二氧化碳 能使燃着的木条熄灭 能使澄清石灰水变浑浊 点燃时安静燃烧 火焰呈蓝色 2CO O2 2CO2 点燃后产生的气体使澄清石灰水浑浊 使灼热的氧化铜变红 产生的气体使澄清石灰水变浑浊 CO CuO Cu CO2 氢气 乙醇蒸汽也能使灼热的氧化铜变红 CO2 Ca2 2OH CaCO3 H2O 2020 2 16 加硝酸银溶液产生淡黄色沉淀 Br2 H2O HBr HBrOHBr AgNO3 AgBr HNO3 加水得橙黄色溶液 使淀粉碘化钾试纸变蓝 Br2 2KI 2KBr I2 NO2和溴蒸气都是红棕色气体 不能用湿润的淀粉碘化钾试纸区别 红棕色有刺激性气味 能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 溶于水后成为无色气体和无色溶液 NO 3NO2 2H2O 2HNO3 NOHNO3 H NO3 无色气体在空气中变为红棕色 2NO O2 2NO2 2020 2 16 点燃 火焰呈淡蓝色 通入溴水 不褪色 通入酸性高锰酸钾溶液不褪色 CH4 2O2 CO2 2H2O 凡性质稳定的气体都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 乙烯点燃 火焰较明亮 有少量黑烟 乙炔点燃火焰很明亮 有浓厚的黑烟 使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色 C2H4 3O2 2CO2 2H2O2C2H2 5O2 4CO2 2H2O 分别发生加成和氧化反应 使溴水褪色 1 还原性气体如二氧化硫 硫化氢 乙醛等 被氧化 含碳碳双键或碳碳三键的有机物 2020 2 16 如CH4 C2H4 C2H2 H2 CO等 7 尾气处理 1 燃烧法 如Cl2 H2S CO2 SO2 NO2 NO等 2 碱液吸收法 3 水溶解法 如HCl NH3等 2020 2 16 二 其它物质的制备 主要有 漂白粉 胶体的制取 工业制取硫酸 氨的合成 铜的精练 金属冶炼 其它如银氨溶液的配制 乙酸乙酯 溴苯 硝基苯的制取 2020 2 16 点题剖析 例1 04甘青新理综 下图表示某种盐的制备步骤 已知 水合盐B含有45 3 的水 无水盐C焙烧分解 放出两种无色刺激性气体E和F 并生成红棕色固体D 请写出物质的化学式或名称 A B C D E F FeFeSO4 7H2OFeSO4Fe2O3SO2 SO3 SO3 SO2 2020 2 16 例2 04江苏理综 如下图所示 A B C是实验室常用的三种制取气体的装置 提供的药品有 大理石 浓盐酸 稀盐酸 锌粒 二氧化锰 氯化铵 熟石灰 现欲利用这些药品分别制取NH3 Cl2 H2 CO2四种气体 试回答以下问题 2 标号 的仪器名称依次为 3 写出利用上述有关药品制取氨气的化学方程式 若要制得干燥的氨气 可选用下列干燥剂中的 填序号 a 生石灰b 浓硫酸c 五氧化二磷 1