2104高考化学一轮复习 11.3 物质的制备课件 新人教版.ppt

第三节物质的制备 一 常见气体的实验室制法实验室制取 收集干燥的以下6种气体 co2 h2s no2 o2 cl2 nh3如图装置可适用的气体是 制取装置不适用的是 干燥装置不适用的是 收集装置不适用的是 1 常见气体的制取原理和发生装置 2h2o22h2o o2 zn h2so4 znso4 h2 c或d 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o a caco3 2hcl cacl2 co2 h2o c c 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o c mno2 4hclmncl2 cl2 2h2o b 2 气体的收集 o2 不溶于水 密度比空气大 密度比空气小 h2 no c2h2 ch4 c2h4 o2 h2s co2 no2 cl2 hcl so2 nh3 ch4 h2 3 气体的净化及尾气处理 1 气体的净化 原理 酸性杂质用碱性物质吸收 碱性杂质用酸性物质吸收 氧化性杂质用还原性物质吸收 还原性杂质用氧化性物质吸收 易溶于水的物质用水吸收 装置 2 尾气的处理 吸收型 燃烧型 贮存型 1 co2不能用启普发生器制取 原因是石灰石与酸反应后会生成糊状物质易产生堵塞 2 no不能用排气法收集 主要因为no易与空气中氧气反应生成no2 3 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 二 几种重要非气态物质的制备实验室用以下装置制取氢氧化亚铁 稀硫酸 铁粉 氢氧化钠溶液 1 在图中横线处注明试剂名称 2 采用该装置的优点是能防止 3 其操作步骤是 弹簧夹a 反应至左侧试管内产生气泡的速度明显变慢后 弹簧夹a 氢氧化亚铁被氧化 打开 关闭 1 氢氧化铝 1 原理 离子方程式 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铝盐与氨水反应 2 氢氧化亚铁 1 原理 离子方程式 fe2 2oh fe oh 2 2 注意事项 fe oh 2有强还原性 易被氧化而迅速变色 因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸 以便除去水中氧气 将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下 再将氢氧化钠溶液挤出 还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油 尽量减少与空气的接触 3 氢氧化铁胶体的制备 1 原理 化学方程式 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 fecl3 3h2ofe oh 3 胶体 3hcl 红褐色 4 乙酸乙酯的制备 1 原理 2 收集所用试剂 现象 碳酸钠溶液上层有 ch3cooh ch3ch2ohch3cooch2ch3 h2o 饱和碳酸钠溶液 无色油状且具有特殊香味的液体 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 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 1 制备氢氧化铁胶体时 加入氯化铁溶液不能过快和过多 煮沸至液体变成红褐色透明状时即停止加热 否则易生成沉淀 2 制备乙酸乙酯时加热温度不能太高 以防乙酸和乙醇大量挥发 考点一实验室制取气体的实验设计1 实验设计 1 基本思路 实验目的 实验原理 药品选择 反应装置 操作步骤 注意事项 形成方案 深化剖析 2 原理的选择 一种气体可能是多种反应的产物 但并不都适于该气体的实验室制取 应满足下列条件 反应物容易获得 反应条件容易实现 反应容易控制 副反应少 生成的气体易于分离和收集 2 实验操作及注意事项 1 装置连接顺序 2 操作顺序 3 实验操作的先与后 装配仪器时 先下后上 先左后右 加入试剂时 先固后液 实验开始时 先查仪器的气密性 再加药品 后点酒精灯 有些实验为防倒吸 往往最后停止加热或最后停止通气 有些实验为防氧化往往最后停止通气 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 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 3 气体制取装置的改进 1 固 液 不加热制气装置的改进 2 启普发生器的拓展创新 4 几种常见气体的特殊制法 1 o2 2na2o2 2h2o 4naoh o2 2 nh3 浓氨水与生石灰反应 nh3 h2o cao ca oh 2 nh3 3 hcl 浓盐酸中加入浓硫酸 浓硫酸有吸水性 且溶于水放热 使hcl大量挥发 相应的发生装置不再是传统的固 固加热 固 液加热型 而可统一使用如下装置 高考警示 气体制备实验中应注意的6项安全问题 1 爆炸 可燃性气体的点燃 不纯气体受热 气体导管堵塞导致 2 炸裂 玻璃仪器的骤冷骤热 受热不均等导致 3 暴沸 大火加热液体 受热液体沸点低等导致 4 倒吸 气体在用液体吸收或与液态试剂反应时 由于极易溶解或反应导致 5 堵塞 生成的蒸气易凝结 生成气体的同时产生粉尘等导致 6 空气污染 生成的气体有毒 缺少尾气处理措施或措施不当导致 典题通关1 某兴趣小组同学共同设计了如图所示的实验装置 既可用于制取气体 又可用于验证物质的性质 请回答下列问题 1 利用装置 制取某些气体 制取气体的反应所具有的特点是 2 利用装置 制取气体 k2关闭 k1打开 甲同学认为 利用装置 可以收集h2 nh3等气体 但不能收集o2和no 理由是 乙同学认为 利用装置 作简易改进 不改变仪器装置 可收集no o2 改进的方法是 丙同学认为 利用装置 作简易改进 改变仪器装置 可收集no2气体 改进的方法是 3 利用装置 验证物质的性质 k2打开 k1关闭 如设计实验证明氧化性 kmno4 cl2 br2 则在a中加浓盐酸 b中加 c中加 观察到c中的现象是 解题探究 1 常温下在烧瓶或锥形瓶内反应制取气体 对试剂的状态和反应条件的要求是什么 提示 固体和液体 液体和液体之间反应 不需要加热 2 用向上排空气法 向下排空气法和排水法收集气体 分别对气体的性质有什么要求 提示 气体密度明显比空气大 且不与空气中某成分反应的方可用向上排空气法收集 气体密度明显比空气小 且不与空气中某成分反应的方可用向下排空气法收集 气体不与水反应 且难溶于水才可用排水法收集 解析 1 依据装置 的特点 可知所制取的气体的特点为反应不需要加热 且为固体 液体 气体或液体 液体 气体的反应 2 由于装置 中经k1的进气管为短管 收集的气体应是密度比空气小的 而o2的密度比空气大 no与空气的密度相差不大且no能与氧气反应 若利用装置 作简易改进 不改变仪器装置 收集no o2 应将装置 加满水 利用排水法收集 若利用装置 作简易改进 改变仪器装置 可收集no2气体 由于no2的密度比空气的大 因此可将装置 中的进气管伸入瓶底 出气管刚刚露出瓶塞 3 由于a中加浓盐酸 则b中加kmno4固体 产生cl2 从而验证了氧化性 kmno4 cl2 然后将产生的cl2通入到装置 中与br 反应 置换出br2 依据br2溶于水溶液呈橙色来判断br2的产生 从而验证氧化性 cl2 br2 答案 1 固 液反应 或液 液反应 且反应不需加热 2 o2的密度比空气大 no与空气的密度相差不大且no能与氧气反应将装置 加满水将装置 中的进气管伸入瓶底 出气管刚刚露出瓶塞 3 kmno4固体nabr 或kbr 溶液溶液呈橙色 互动探究 利用装置 可制得哪些常见气体 并指出所用试剂名称 提示 氯气 高锰酸钾和浓盐酸 二氧化碳 碳酸钙和稀盐酸 氢气 锌粒和稀硫酸 氧气 双氧水和二氧化锰 等 变式训练 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 选b 二氧化碳不能用向下排空气法收集 故a项不正确 长颈漏斗颈应插入液面以下 故c项不正确 集气瓶不能只有进气孔 没有出气孔 故d项不正确 加固训练 1 用下列实验装置进行相应实验 能达到实验目的的是 a 用图1所示装置收集co和no气体b 用图2所示装置制取少量乙酸乙酯c 用图3所示装置制取少量氨气d 用图4所示装置制取少量cl2气体 解析 选c co和no密度与空气接近 且no与氧气反应 故不能用图1装置来收集co和no a错误 制取乙酸乙酯时 不需温度计 收集乙酸乙酯时不能用排水法 b错误 氧化钙与水反应放热 可使浓氨水分解放出氨气 并用向下排空气法收集 c正确 实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气需要加热 故d错误 2 实验室常见的几种气体发生装置如图a b c所示 1 实验室可以用b或c装置制取氨气 如果用c装置 通常使用的药品是 检查c装置气密性的操作方法是 2 气体的性质是选择气体收集方法的主要依据 下列气体的性质与收集方法无关的是 填序号 下同 密度 颜色 溶解性 热稳定性 是否与氧气反应 3 下图是某学生设计收集气体的几种装置 其中不可行的是 4 若用a装置与d装置相连制取收集x气体 则x可能是下列气体中的 co2 no cl2 h2其中在d装置中连接小烧杯的目的是 解析 1 采用b装置制取氨气时应选用消石灰和氯化铵固体 c装置适用于固体与液体不需要加热的反应 故应选用浓氨水和氧化钙 或碱石灰 固体氢氧化钠等 检查c装置气密性的操作是连接一根导管 将导管通入水槽中 用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部 如果导管口处有气泡产生 松开手或停止加热后 在导管里形成一段水柱 则说明c装置气密性良好 2 选择气体收集方法 无需考虑气体的颜色和热稳定性 根据密度和是否与氧气反应选择能否采用向上或向下排空气法 根据溶解性判断能否选择排水或排其他液体的方法 3 收集气体时不应采取b c装置 前者密闭不能排出空气 后者伸入试管内的导管过长 4 制取co2时不需加热 也不必处理尾气 no常温下与氧气反应 不能用排空气法收集 制取h2时不需加热 应采用向下排空气法 尾气处理时一般用点燃的方法 故x可能是氯气 d装置中的小烧杯用来吸收尾气 防止污染空气 答案 1 浓氨水和氧化钙 或碱石灰 固体氢氧化钠等 连接一根导管 将导管通入水槽中 用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部 如果导管口处有气泡产生 松开手或停止加热后 在导管里形成一段水柱 说明c装置气密性良好 2 3 b c 4 吸收尾气 防止污染空气 考点二气体的净化 收集 尾气吸收的实验设计1 气体净化与收集的原则和思路 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 深化剖析 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 干燥剂选择时 应考虑干燥剂不与被干燥的气体反应 2 尾气处理的原因和方法 1 原因 有些气体有毒或有可燃性 任其逸散到空气中 会污染空气或者引发火灾 爆炸等灾害 2 处理方法 一般根据气体的相关性质 使其转换为非气态物质或无毒物质 如酸性有毒气体用碱溶液吸收 可燃性气体用点燃等措施 3 防倒吸装置的拓展与创新 高考警示 选择气体干燥剂应注意的事项 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cl2 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 典题通关2 正确的实验操作是实验成功的重要因素 下列实验操作正确的是 a 实验室用图1所示装置制取少量氨气b 实验室用图2所示装置吸收氯化氢c 实验室用图3所示装置除氯气中氯化氢d 选择合适的试剂用图4所示装置可分别制取少量co2 no和o2 解题指南 解答本题应注意两点 1 明确实验目的 选取合适的反应原理 2 明确制取气体的性质 确定净化 收集以及尾气处理的方法 解析 选b a项收集氨气的试管塞是单孔橡胶塞 由于试管内压强大 氨气无法通入 b项用水吸收氯化氢气体可避免气体倒吸入气体发生装置 c项图3装置所示气体流向不能用于洗气 d中no不能用排空气法收集 互动探究 用图2收集氯化氢气体 并将多余的氯化氢用水吸收制取盐酸 应将该装置如何改进 提示 将图2装置按如下所示改进即可 变式训练 2014 大连模拟 用下列装置制取并收集no2气体 其中最合理的是 解析 选c 铜和浓硝酸反应的产物是二氧化氮 其密度比空气大 因此利用向上排空气法装置 收集二氧化氮气体时 导气管应该长进短出 这样有利于把试管中的空气排尽 加固训练 1 如图是实验室常见的气体制取 干燥和收集装置 若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气 则合理的装置组合为 a b c d 解析 选c 用h2o2制o2的反应原理为2h2o22h2o o2 由反应物的状态和反应条件可选 作为制取装置 干燥o2可选用 或 装置 要收集干燥的o2只能用 装置 故合理的装置组合为 2 2014 西安模拟 下图是某化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图 其中装置 为甲同学设计 请回答下列问题 1 铜与稀硝酸反应的离子方程式为 2 乙同学认为装置 中收集的气体不能确定是铜与稀硝酸反应所生成的no气体 理由是 于是他又设计了装置 其中装铜片的是气球 3 如何检验装置 的气密性 4 该化学研究性学习小组的其他同学对上述实验进行了研究 认为装置 虽然作了改进 但如果按装置 进行实验 还是会出现三个问题 需要作相应改进措施 请你帮助他们填写相关内容 问题一 措施 加热或 问题二 试管中的气体是淡红棕色 而不是无色 措施 填具体操作 不能增加装置 问题三 措施 解析 1 cu与稀硝酸反应的离子方程式为3cu 8h 2 2no 3cu2 4h2o 2 若反应生成no2 因no2也能与水发生反应而产生no 3no2 h2o 2hno3 no 故无法证明生成的no是cu与稀硝酸反应所生成的 3 检查装置 的气密性 需先关闭弹簧夹 形成密闭体系 然后用酒精灯稍加热试管 气球鼓起 撤掉酒精灯后 气球恢复原貌 表明装置不漏气 4 问题一 反应速率较慢 相应改进措施为加热或将铜片改为铜粉 问题二 试管中的气体是淡红棕色 而不是无色 原因是装置中含有空气 空气中的氧气与no作用生成了no2 相应改进措施为先将少量碳酸盐倒入试管 然后迅速系上装有铜片的小气球 问题三 该实验产生的no是有毒气体 所以该实验缺少尾气吸收装置 应在试管的支管上连接装有naoh溶液的试管 答案 1 3cu 8h 2 3cu2 2no 4h2o 2 no2与水反应也可产生no 3no2 h2o 2hno3 no 故不能证明生成的no气体是铜与稀硝酸反应生成 3 关紧弹簧夹 用酒精灯稍加热试管 气球鼓起 撤掉酒精灯后 气球恢复原貌 表明装置不漏气 或其他合理答案 4 反应速率较慢将铜片改为铜粉打开夹子先将少量碳酸盐倒入试管 然后迅速系上装有铜片的小气球 待hno3中不再产生气泡时 再把气球中的铜片倒入试管中实验会造成空气污染连接导管 将导管插入装有naoh溶液的试管 并向试管中持续通入空气 常见气体的制备 高考实验 高考是这样考查的 2013 安徽高考 8 实验室中某些气体的制取 收集及尾气处理装置如图所示 省略夹持和净化装置 仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验 最合理的选项是 b 教材原型 教材是这样讲述的 知识源头 理论是这样说的气体的制备实验包含着试剂选用 反应原理 实验装置 操作要求 气体的除杂 收集方法和有毒气体的处理等内容 具体要求是 1 涉及的化学反应容易发生 方便控制 选用的试剂便宜易得 2 实验操作简便易行 绿色环保 3 实验装置安全可靠 易于组装 4 根据制备的气体和所含杂质的性质 选择除杂试剂 5 根据气体的性质选择收集方法 6 对易燃 易爆及有毒的气体 要设置尾气处理装置 迁移点拨 高考还能这样考查有关气体的制备在高考中还可能从以下角度考查 1 实验原理的考查 能否用加热分解nh4cl的方法制备nh3 提示 不能 因nh4cl分解生成的nh3和hcl遇冷后会立即结合又生成nh4cl 得不到nh3 实验室为什么不用钠或钾与酸反应制取h2 提示 钠或钾的活泼性太强 与酸反应太剧烈 不易控制 且易发生危险 2 实验装置的选取 实验装置的改进和装置合理性的判断等 用碳酸钠与盐酸制取二氧化碳气体能否选用如下装置 提示 不能 该装置用于制取气体时 选用试剂应为块状固体和液体反应 可实现 即关即止 即开即用 但碳酸钠是粉状固体 不能做到固液分离 指出下列氨气制备装置存在的缺陷 提示 有两处典型错误 一是固 固反应加热时试管口应略向下倾斜 二是收集氨气的试管不应用单孔塞塞紧 由于整套装置密封 容易使仪器炸裂 3 气体的净化和收集方面 实验室制取的h2s中常含有hcl和水蒸气 能否依次通过饱和nahco3溶液和浓硫酸进行净化和干燥 提示 不能 通过饱和nahco3溶液 会引入新的杂质co2 通过浓硫酸 h2s会被氧化 强化小练 1 从绿色化学的理念出发 下列实验不宜用如图所示装置进行的是 a 不同浓度的硝酸与铜反应b 稀硫酸与纯碱或小苏打反应c 铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应d h2o2在不同催化剂作用下分解 解析 选a 不同浓度的硝酸与铜反应生成no或no2 no或no2都有毒 会污染环境 不符合绿色化学理念 2