高考化学总复习 （回扣主干知识+突破核心要点+提升学科素养）物质的制备课件 新人教版.ppt

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 能根据实验试题要求设计物质制备的实验方案 常见气体的实验室制法 1 实验室制取氧气的方法 1 反应原理及发生装置 b b a 2 收集方法 3 验满方法 用带火星的木条放在集气瓶瓶口 2 制备氢气和二氧化碳 1 气体发生装置 排水法 2 反应原理 制h2 制co2 3 收集方法 h2 co2 用燃烧的木条放在瓶口验满 4 净化方法 制取的co2用除去hcl zn h2so4 稀 znso4 h2 caco3 2hcl 稀 cacl2 h2o co2 排水法或向下排空气法 向上排空气法 饱和nahco3溶液 3 实验室制取氯气的方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 naoh溶液 4 实验室制取氨气的方法 1 常用制法 碱石灰 向下排空气法 湿润的红色石蕊试纸 蘸有浓盐酸的玻璃棒 2 其他制法 直接加热浓氨水 将浓氨水滴加到生石灰 或碱石灰 上 思考探究 1 在实验室中制取h2 co2 nh3 no no2 so2 cl2 o2时 是否均可以用右图所示装置来制取 提示 可以 因为制取上述八种气体均可以用固体与液体 且不需要加热的反应来制取 2 气体co2 so2 h2s cl2均可用排液法收集 排什么溶液收集最好 提示 co2 饱和nahco3溶液 so2 饱和nahso3溶液 h2s 饱和nahs溶液 cl2 饱和nacl溶液 自测自评 1 下列气体发生装置 当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是 解析 a b c三装置原理与启普发生器相似 均具有随开随关功能 而d装置关闭止水夹后 反应仍断续进行 无法通过关闭止水夹控制反应的停止 答案 d 2 2011 山东高考 实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集co2气体 下列装置中合理的是 解析 仔细分析各组实验装置 由于co2的密度比空气大 所以用向上排空气法收集co2 a错误 发生装置中 c中气体会从漏斗中逸出 错误 选择b d 答案 b d 3 2010 山东高考节选 实验室制备 收集干燥的so2 所需仪器如下 装置a产生so2 按气流方向连接各仪器接口 顺序为a f 装置d的作用是 装置e中naoh溶液的作用是 解析 发生装置产生的气体中可能含有少量的水蒸气 因此必须进行干燥 so2的密度大于空气 故用向上排空气法收集 长进短出 又由于so2易溶于水 因此要有防倒吸装置 安全装置 答案 decb防止倒吸吸收多余的so2 几种重要物质的制备 2 收集 饱和碳酸钠溶液现象 碳酸钠溶液上层有 3 注意事项 试剂的混合方法 先取无水乙醇 再沿器壁慢慢加入浓硫酸 冷却至室温后再加冰醋酸 无色油状特殊香味的液体 长导管不要插入液面下 饱和碳酸钠溶液的作用 中和乙酸 吸收乙醇 降低乙酸乙酯的溶解度 2 氢氧化铝的制备 1 原理 2 注意事项 氢氧化铝是两性氢氧化物 能溶于氢氧化钠溶液 但不溶于氨水 制备时一般用可溶性盐与氨水反应 al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh 3 氢氧化铁胶体的制备 1 原理 2 操作步骤 加热蒸馏水至沸腾 逐滴滴加饱和氯化铁溶液 加热至液体呈停止加热 不可搅拌 红褐色 思考探究 1 al2 so4 3与naoh溶液 氨水反应均可生成al oh 3沉淀 可是在实验室中我们通常用氨水与al2 so4 3反应来制取al oh 3 为什么一般不用naoh溶液 提示 因为al oh 3能与过量的naoh反应 2 在制备fe oh 3胶体时 为什么不能长时间加热 提示 防止fe oh 3胶体聚沉 自测自评 1 下列说法正确的是 a 制备乙酸乙酯 用右图所示的实验装置b 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 可以加入乙醇和浓硫酸加热 使乙酸全部转化为乙酸乙酯c 乙酸乙酯与乙酸的混合物中加入naoh溶液振荡 静置 分液 除去杂质乙酸d 分离乙酸乙酯和乙酸钠溶液可以用分液的方法 解析 a项中用的药品是正确的 但因为玻璃管较细 而乙酸与饱和na2co3溶液反应速度极快 容易导致玻璃管内溶液的倒吸 所以玻璃管不能插入溶液中 因为乙醇与乙酸合成乙酸乙酯的反应是可逆反应 所以不可能使反应物完全转化为乙酸乙酯 故b项错误 在naoh溶液作用下 乙酸乙酯可以水解 所以用naoh既可以使其与乙酸反应 又可以促使合成乙酸乙酯的反应朝生成乙酸的方向进行 即乙酸乙酯水解 所以c项错误 乙酸乙酯和乙酸钠溶液互不相溶 所以可以用分液的方法分离 故d项正确 答案 d 2 2013 滨州质检 用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝 下述操作步骤中最恰当的组合是 加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量co2生成al oh 3沉淀 加入盐酸生成al oh 3沉淀 加入过量烧碱溶液a b c d 解析 由镁粉和铝粉制取纯净al oh 3的过程为 答案 b 3 用稀h2so4 naoh溶液和金属铝为原料制取al oh 3 甲 乙 丙三个学生的制备途径分别是 若要得到等量的al oh 3 则 a 三者消耗的原料相同b 甲消耗的原料的总物质的量最多c 乙消耗的原料的总物质的量最少d 丙消耗的原料的总物质的量最多 答案 b 3年7考 二 气体的净化与尾气处理 3年9考 一 常见气体的制备与收集 命题指数 考频 考点 常见气体的制备与收集 气体的制备是近几年高考化学实验中常考的内容 涉及气体的制备与性质的实验多出现在选择题中 但也会与其他实验知识组合出现在非选择题中 在非选择题中往往就气体制备的反应原理 装置的选择 气密性检查 气体的收集等进行考查 例1 2012 福建高考 实验室常用mno2与浓盐酸反应制备cl2 发生装置如右图所示 1 制备实验开始时 先检查装置气密性 接下来的操作依次是 填序号 a 往烧瓶中加入mno2粉末b 加热c 往烧瓶中加入浓盐酸 2 制备反应会因盐酸浓度下降而停止 为测定反应残余液中盐酸的浓度 探究小组同学提出下列实验方案 甲方案 与足量agno3溶液反应 称量生成的agcl质量 乙方案 采用酸碱中和滴定法测定 丙方案 与已知量caco3 过量 反应 称量剩余的caco3质量 丁方案 与足量zn反应 测量生成的h2体积 继而进行下列判断和实验 判定甲方案不可行 理由是 进行乙方案实验 准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样 a 量取试样20 00ml 用0 1000mol l 1naoh标准溶液滴定 消耗22 00ml 该次滴定测得试样中盐酸浓度为 mol l 1 b 平行滴定后获得实验结果 判断丙方案的实验结果 填 偏大 偏小 或 准确 已知 ksp caco3 2 8 10 9 ksp mnco3 2 3 10 11 进行丁方案实验 装置如右图所示 夹持器具已略去 使y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中 反应完毕 每间隔1分钟读取气体体积 气体体积逐次减小 直至不变 气体体积逐次减小的原因是 排除仪器和实验操作的影响因素 计算得c hcl 0 1100mol l 1 会有一部分mn2 产生沉淀 使反应剩余固体的量增加 造成实验结果偏小 将锌与残余清液混合 简单的方法是将y管倾斜 将固体倒入液体 若将液体倒入固体 可能会有残留 使反应不完全 造成误差 解题关键是反应完毕后再读数 这样做的目的是减少误差 结合金属与酸反应是放热反应答题 答案 1 acb 2 残余清液中 n cl n h 0 1100 偏小 zn粒残余清液 按序写出两项 装置内气体尚未冷至室温 例2 2012 大纲全国卷有改动 现拟用下图所示装置 尾气处理部分略 来制取一氧化碳 甲酸 hcooh 脱水 并用以测定某铜粉样品 混有cuo粉末 中金属铜的含量 1 制备一氧化碳的化学方程式是 2 实验中 观察到反应管中发生的现象是 尾气的主要成分是 3 反应完成后 正确的操作顺序为 填字母 a 关闭漏斗开关 b 熄灭酒精灯1 c 熄灭酒精灯2 4 若实验中称取铜粉样品5 0g 充分反应后 反应管中剩余固体的质量为4 8g 则原样品中单质铜的质量分数为 5 从浓硫酸 浓硝酸 蒸馏水 双氧水中选用合适的试剂 设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案 设计方案的主要步骤是 不必描述操作过程的细节 写出有关反应的化学方程式 1 气体制备实验的操作顺序 1 仪器安装 由下到上 如制氯气的发生装置安装顺序是 放铁架台 摆酒精灯 固定铁圈 放置石棉网 固定圆底烧瓶 从左到右 如制氯气 发生装置 净化装置 收集装置 尾气处理装置 先塞后定 如把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好 以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器 2 加试剂顺序 固体先放入 液体后滴加 即先固后液 3 其他操作顺序 先检验气密性 后装入药品 便于在装置漏气时进行调整或更换仪器 最后点燃酒精灯 所有准备工作完毕后 在连接导管时 应长进短出 量气装置的导管应短进长出 干燥管应大口进 小口出 2 常见气体的发生装置 烧瓶加热时要隔石棉网 反应物均为液体时 烧瓶内要加碎瓷片 cl2 加热 固 液 体与液体 试管要干燥 试管口略低于试管底 加热时先均匀加热再局部加强热 nh3 o2 加热 固体与固体 注意事项 适用气体 发生装置图 反应条件 类型 使用分液漏斗既可以增强气密性 又可以控制生成气体的速率和量 使用长颈漏斗时 要使漏斗下端插入液面以下 a装置只适用于块状固体与液体的反应 h2 co2 so2 no no2 o2 nh3 不加热 固 液 体与液体 注意事项 适用气体 发生装置图 反应条件 类型 3 常见气体收集的方法和装置根据气体的密度 水溶性及是否与水或空气中的o2发生反应来确定气体的收集方法 1 排水集气法 装置 如右图 适用范围 难溶于水 且不与水发生反应的气体 如o2 h2 co no c2h4 c2h2等 排水集气法的优点是收集的气体纯度高 易判断是否收集满 2 向上排空气法 装置 如右图 适用范围 不与空气反应且密度比空气大的气体 如o2 co2 cl2 so2 no2等 3 向下排空气法 装置 如右图 适用范围 不与空气反应且密度比空气小的气体 如h2 nh3 ch4等 解析 h2s密度比空气大 可用向上排空气法收集 a对 no难溶于水且易与空气中o2反应 可用排水法收集 b对 收集nh3可用向下排空气法 但橡皮塞密封管口致使无法排气 c错 用排饱和食盐水法收集cl2 可以除去cl2中混有的hcl d对 答案 c 气体的净化与尾气处理 气体的净化与尾气处理是近几年高考化学实验中常考的内容 常见的考点有 制备气体装置的选择与仪器的连接 气体的净化 干燥和尾气处理等 给定实验情境或性质 实验目的 要求回答实验过程中的一些具体问题 对教材演示实验进行重组 优化创新 在复习中应注意回归基础 回归教材 优化创新 关注实验细节 例3 2011 大纲全国卷 请回答下列实验室中制取气体的有关问题 1 下图是用kmno4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置 装置b c d的作用分别是 b c d 2 在实验室欲制取适量no气体 下图中最适合完成该实验的简易装置是 填序号 根据所选的装置完成下表 不需要的可不填 简单描述应观察到的实验现象 答案 1 向上排气收集氯气安全瓶作用 防止d中的液体倒吸进入集气管b中吸收尾气 防止氯气扩散到空气中污染环境 2 反应开始时 a中铜表面出现无色小气泡 反应速率逐渐加快 a管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色 随着反应的进行又逐渐变为无色 a中的液体由无色变为浅蓝色 b中的水面逐渐下降 b管中的水逐渐流入烧杯c中 1 气体的净化 干燥 1 原则 不减少被净化 干燥的气体 不引入新的杂质 操作简单 易于分离 2 常用装置 气体的净化 干燥装置一般常用的有洗气瓶 干燥管 u形管和双通加热管几种 如图 洗气瓶中一般装入液体除杂试剂 除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体 常见除杂试剂有 a 强碱溶液 如naoh溶液可吸收co2 so2 h2s cl2 no2等酸性气体 b 饱和的酸式盐溶液 可将杂质气体吸收转化 如饱和nahco3溶液能除去co2中混有的hcl so2等酸性气体 饱和nahso3溶液能除去so2中混有的hcl等气体 饱和nahs溶液能除去h2s中混有的hcl气体 c 浓硫酸 利用它的吸水性 可除去h2 so2 hcl co no2 ch4等气体中混有的水蒸气 但由于浓硫酸有强氧化性 不能用来干燥强还原性气体 如h2s hbr hi等 d 酸性kmno4溶液 利用它的强氧化性 可以除去还原性的气体 如除去混在co2气体中的so2 h2s等 干燥管 u形管一般装入固体干燥剂 常见的固体干燥剂有 a 酸性干燥剂 用来干燥酸性气体 如p2o5 硅胶 浓硫酸等 b 碱性干燥剂 用来干燥碱性气体 如cao 碱石灰等 c 中性干燥剂 既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体 如cacl2 但cacl2不能干燥nh3 因易形成cacl2 8nh3 2 尾气处理 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 与o2混合后通入naoh溶液 点燃 水或浓硫酸 水 cuso4溶液或naoh溶液 naoh溶液 no co nh3 hcl h2s no2 so2 cl2 2 直接排空处理 主要是针对无毒 无害气体的处理 如n2 o2 co2等 3 常见装置 吸收溶解度较小的尾气 如cl2 so2等 用图a装置 吸收溶解度较大的尾气 如hcl nh3等 用图b c装置 co等气体可用点燃或收集于塑料袋 气球 中的方法除去 如图d e 2 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 c2h4a 和 b c 和 d 解析 h2s和nh3不能用浓h2so4干燥 c2h4不能用排空气法收集 cl2不能用水吸收 答案 b 硫酸亚铁铵的制备1 实验原理硫酸亚铁铵又称莫尔盐 是浅绿色晶体 它在空气中比一般亚铁盐稳定 不易被氧化 溶于水但不溶于乙醇 它是常用的fe2 试剂 像所有的复盐那样 硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成他的每一个组分 feso4或 nh4 2so4 的溶解度都要小 因此从feso4和 nh4 2so4溶于水所制得的混合溶液中 很容易得到结晶的莫尔盐 制备硫酸亚铁铵时 先将铁屑溶于稀h2so4中生成feso4 fe h2so4 feso4 h2 再往feso4溶液中加入 nh4 2so4 其物质的量与feso4相等 加热浓缩混合溶液 冷却过程中 nh4 2so4 feso4 6h2o复盐便结晶析出 feso4 nh4 2so4 6h2o nh4 2so4 feso4 6h2o2 实验程序 1 铁屑的净化 取一只小烧杯 放入约5g铁屑 向其中注入15ml1mol l 1na2co3溶液 浸泡或小火加热数分钟后 用倾析法分离并洗涤铁屑 晾干 2 制取feso4 用托盘天平称取4 2g洗净的铁屑 放入洁净的锥形瓶中 向其中加入25ml3mol l 1h2so4溶液 加热 并不断振荡锥形瓶 反应过程中应适当补充水 使溶液体积基本保持不变 待反应基本完全后 再加入1ml3mol l 1h2so4溶液 趁热过滤 将滤液转移至蒸发皿中 3 制取硫酸亚铁铵晶体 称取9 5g nh4 2so4晶体 配成饱和溶液 倒入制得的硫酸亚铁溶液中 搅拌 小火加热 在蒸发皿中蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止 将溶液静置 自然冷却 即有硫酸亚铁铵晶体析出 抽滤 并用少量酒精洗去晶体表面附着的水分 4 计算产率 取出晶体 用干净的滤纸吸干 称量并计算产率 3 注意事项 1 铁屑要首先除油污 因为废铁屑表面有油污 用热的na2co3溶液除油污效果好 2 反应中铁要稍过量 铁与稀硫酸反应结束时 铁屑要有剩余 保证fe2 稳定纯净地存在 减少产物中的fe3 杂质 3 铁屑溶于酸时要注意分次补充少量水 以防止硫酸亚铁晶体析出 4 过滤feso4时一定要趁热过滤 5 洗涤莫尔盐用无水乙醇 不能用水 问题讨论 1 如何制备不含o2的蒸馏水 为什么配制硫酸亚铁铵试液时要用不含o2的蒸馏水 提示 将普通蒸馏水煮沸冷却后立即使用 防止配溶液时 部分fe2 被o2氧化 2 制备feso4时 为什么硫酸要过量 提示 因为feso4是强酸弱碱盐 水解显酸性 酸过量可抑制fe2 的水解 3 制备 nh4 2so4 feso4 6h2o时为什么不能将溶液浓缩至干 提示 因为蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中 同时也会使晶体受热分解或被氧化 4 在制备硫酸亚铁铵的过程中 用少量酒精洗涤晶体的目的是什么 提示 洗去晶体表面附着的水分 典题例析 2011 海南高考 硫酸亚铁铵 nh4 2so4 feso4 6h2o 为浅绿色晶体 实验室中常以废铁屑为原料来制备 其步骤如下 步骤1将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污 分离出液体 用水洗净铁屑 步骤2向处理过的铁屑中加入过量的3mol l 1h2so4溶液 在60 左右使其反应到不再产生气体 趁热过滤 得feso4溶液 步骤3向所得feso4溶液中加入饱和 nh4 2so4溶液 经过 一系列操作 后得到硫酸亚铁铵晶体 请回答下列问题 1 在步骤1的操作中 下列仪器中不必用到的有 填仪器编号 铁架台 燃烧匙 锥形瓶 广口瓶 研钵 玻璃棒 酒精灯 2 在步骤2中所加的硫酸必须过量 其原因是 3 在步骤3中 一系列操作 依次为 和过滤 4 本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有fe3 杂质 检验fe3 常用的试剂是 可以观察到的现象是 解析 1 步骤1用热na2co3溶液除去铁屑表面的油污 铁屑不溶于水 可通过过滤的方法予以分离 不必用到的仪器有 2 feso4易水解 加入过量h2so4可抑制feso4的水解 3 feso4 nh4 2so4均易溶于水 欲得到硫酸亚铁铵 可经过蒸发 结晶 过滤等操作 4 实验室常用kscn 或nh4scn 溶液来定性检验fe3 可观察到溶液变成血红色 答案 1 2 抑制feso4水解 3 蒸发结晶 4 kscn溶液溶液变成血红色 针对训练 常温下 在空气中硫酸亚铁铵晶体比硫酸亚铁晶体失去结晶水要困难许多 某化学研究小组设计如下实验来制备硫酸亚铁铵 步骤一 铁屑的处理与称量 在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入15ml10 的na2co3溶液 加热浸泡 用倾析法分离 洗涤 干燥 称量 步骤二 feso4的制备 将称量好的铁屑放入锥形瓶 加入过量的3mol l 1h2so4溶液 加热至充分反应为止 趁热过滤 并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸 将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中 滤渣干燥后称重 步骤三 硫酸亚铁铵的制备 准确称取一定量的 nh4 2so4晶体 配成饱和溶液 将其加入上面实验中的蒸发皿中 缓缓加热一段时间后停止加热 冷却析出晶体 抽滤后用无水乙醇洗涤晶体 称量所得晶体质量 请回答下列问题 1 步骤二中有一处明显不合理 理由是 2 步骤三中保证硫酸亚铁和硫酸铵两者物质的量相等的措施有 将 nh4 2so4与feso4的溶液混合后加热 浓缩 停止加热的时机是 用无水乙醇洗涤晶体的原因是 3 feso4 7h2o在潮湿的空气中被氧化的产物为fe oh so4 3h2o 写出该反应的化学方程式 解析 1 步骤二中加入过量的h2so4 则铁屑完全溶解生成fe2 而fe2 易被氧化 故制得的feso4溶液中含有fe3 杂质 2 配制feso4溶液前对铁屑的处理 及fe和 na4 2so4晶体的准确称量都保证了其物质的量的相等 另外feso4溶液趁热过滤 减少了feso4晶体的析出 损失减少 3 乙醇与水互溶 可除去晶体表面水分 同时也防止了水中溶解氧氧化fe2 使产品不纯 4 反应过程中fe2 失电子被氧化 o2得电子被还原 根据得失电子守恒可知 4 feso4 7h2o o2 4 fe oh so4 3h2o 14h2o 答案 1 铁屑应该过量 或反应后溶液中必须有铁剩余 否则溶液中可能有fe3 存在 2 准确称量反应前后铁的质量 生成的feso4溶液要趁热过滤浓缩至液体表面出现结晶薄膜硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇 乙醇可以除去其表面的水分 降低晶体的损耗且防止了水中的溶解氧氧化fe2 而影响品质 3 4 feso4 7h2o o2 4 fe oh so