高中化学《物质的制备》学案8 人教版选修6

第四讲 物质的制备【考纲要求】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能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 3掌握物质制备实验设计的基本要求，并能根据题目要求，设计切实可行的制备方案。【复习方略】中学制备实验中最重要的就是有关气体的制备。按考试说明的要求：应该掌握H2、O2、CO2、Cl2、SO2、NH3、NO、NO2、CH2=CH2等的实验室制法，所以在复习中不仅要明确这些气体制备的试剂、仪器、反应原理和收集方法，而且还要能够运用这些原理设计一些新气体的制备方法和方案。此外还有一些无机物和有机物的制备，典型的有氢氧化铝、氢氧化亚铁、硫酸亚铁等的制备，有机物主要有乙酸乙酯、肥皂等的制备。【精题点评】例1.下列反应适用于实验室制备氧气的是 高锰酸钾热分解 2KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2硝酸铵热分解 2NH4NO3 4H2O+2N2+ O2过氧化氢催化分解 2H2O2 2H2O +O2二氧化氮热分解 2NO2 2NO+ O2A只有 B和 C和 D点评：一般说来，物质的实验室制法所要求的条件为：反应尽可能快一些、比较容易进行；实验操作比较简单易行，且安全可控；尽量使制备的产物单一而易于分离。对反应物的成本以及能耗，可较少考虑，这一点和物质的工业制法是截然不同的。从以上论述容易得出：氧气的实验室制法除可用高锰酸钾热分解外，过氧化氢的催化分解也简单易行。方法和制得的都是混合气体且不易分离，而且硝酸铵受热可能发生爆炸，二氧化氮是气体，作为反应物使反应不易实现。答案：C。例2.右图是一套实验室制备气体的装置，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A铜屑和稀硝酸B二氧化锰和浓盐酸C浓硫酸和无水乙醇D碳酸钙和稀硝酸点评：由题所给装置可看出：气体发生装置没有热源，不加热；干燥用浓硫酸；收集气体用向上排空气法。必须同时符合这三个条件的才是合题意的答案。A制得的一氧化氮不能用排空气法收集,B、C两个制备都需加热，D用碳酸钙和稀硝酸反应可以顺利制得二氧化碳，同时可以用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集。答案：D 例3下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 点评：氯化钠溶液的电解产物有氢氧化钠、氢气和氯气。要想检验这三种产物，每一个检验都应有明显的实验现象，氢氧化钠在溶液中遇到酚酞变红色，四个装置都可以做到。由图可知，氢气的检验应是先收集起来再移近火焰进行可燃性检验，所以在装置的左侧的电极应产生氢气，从而排除A、C；氯气可使碘化钾淀粉溶液变蓝，所以氯气的检验方法应用碘化钾淀粉溶液不应是氢氧化钠溶液。答案：D。 例4.氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下：化盐NaOH Na2CO3精制粗盐 H2O电解H2 Cl210%NaOH、16%NaCl脱盐沉渣50%NaOH溶液 依据上图，完成下列填空： （1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生变化的反应式为 ，与电源负极相连的电极附近，溶液pH (选填：不变、升高或下降)。 （2）工业食盐含有Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为 、 。 （3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须填加钡试剂除去SO42-，钡试剂可以是 。 aBa(OH)2 bBa(NO3)2 cBaCl2（4）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂合理的顺序为 a先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填写操作名称）除去NaCl。 （6）在隔膜法电解饱和食盐水时，电解槽分割为阳极区和阴极区，防止氯气与氢氧化钠反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，氯气与氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，相应的化学方程式为 。点评：题目给出了生产的工艺流程，它为学生提供了解题线索，也告诉学生工业大生产和实验室的研究是有差异的。由图可以看出由NaOH 和Na2CO3来沉淀Ca2+、Mg2+，很容易得出（2）的离子方程式。（3）、（4）两问都是除杂质的问题，依据除杂质不能引入新杂质，即使引入也必须再除去的原则，（3）不可用Ba(NO3)2，因为NO3无法除去，同样（4）不可选a,因为过量的Ba2+不能除去。通过溶解度的差异从混合液中分离溶质的方法是，蒸发、冷却（结晶）、过滤。答案：（1）2Cl2e=Cl2；升高 （2）Ca2+ CO32= CaCO3 Mg2+2OH=Mg(OH)2电解(3)ac (4)bc (5)蒸发；过滤（6）NaCl+H2O = NaClO+H2【基础过关】一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1实验室中进行下列实验时，加碎瓷片以防暴沸的是 A制乙烯 B制氯气 C稀释浓硫酸 D制氢气2欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚，有如下操作，蒸馏 过滤 静置分液 加入足量的钠 通入过量的CO2 加入足量的氢氧化钠溶液 加入足量的氯化铁溶液 加入乙酸和浓硫酸后加热，其合理的操作顺序是 A B C D3下列所述都涉及基本的化学实验，其中正确的是 A某同学用氨气做喷泉实验时，水未能充满整个烧瓶，原因可能是收集的氨气不纯净B在实验室中可用排空气集气和排水集气两种方法收集NO2气体C做完实验后，若仪器内附有不易用水洗净的物质，应用合适的化学试剂洗涤,之后不必用水冲洗D洗涤大口玻璃仪器时，不必用毛刷，用手将内壁洗净即可4某学生实验完毕后，用下列方法清洗所用仪器：用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管；用热的氢氧化钠溶液洗涤盛过油脂的烧杯；用二硫化碳洗涤沾有硫磺的试管；用盐酸洗涤盛过饱和石灰水的试剂瓶。则 A除外都正确 B除外都正确C只正确 D全都正确5既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的气体是 ACl2 BSO2 CCO DNO26气体X可能含有NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种。将X通入硝酸银溶液产生不溶于稀硝酸的淡黄色沉淀，若将X通入澄清的石灰水中，没有沉淀生成。则下列有关X成分的判断正确的是 A可能含有HBr B一定不含有CO2 C一定不含有NH3和Cl2 ，可能含有CO2 D 一定含HBr，可能含CO2和Cl2 7按下述实验方法制备气体，合理而又适用的是 A锌粒与稀硝酸反应制备氢气 B把2molL-1的硫酸和乙醇混合加热到170oC制乙烯 C亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D大理石和稀硫酸反应制备CO28一定量的稀硫酸与过量的锌粒反应时，为减缓反应速率且不影响生成氢气的总量，向稀硫酸中加入适量的下列试剂，不能达到目的的是 A蒸馏水 B食盐水 C硫酸铵固体 D醋酸钠固体9为除去氯化亚铁溶液中混有的少量的氯化铁，最好的方法是向此溶液中 A通入氯气 B加入锌粉 C加入铁粉 D加入铜粉10下列是除去括号内杂质的有关实验操作方法，其中错误的是 AFeCl2溶液（FeCl3）：加入足量的铁粉，反应后过滤B苯(苯酚)：加入足量的溴水振荡，然后过滤CCO2(SO2)： 通过装有足量的酸性KMnO4溶液的洗气瓶，再干燥D乙酸乙酯（乙酸）：加入足量的饱和碳酸钠溶液振荡，然后分液二、填空题11在Inorganic Syntheses一书中，有一装置是用以制备某种干燥的纯净气体。如图所示：其A中应盛放一种密度比B中密度小的液体。下表中为几种液体的密度溶液名称浓盐酸浓硫酸浓氨水浓氢氧化钠溶液浓醋酸密度（g/mL）1.191.840.891.411.06毛细管AB现从上述液体中选出几种适宜的试剂来利用该装置制出干燥纯净气体。（1）制备出的气体其化学式是_。（2）应选用的试剂（写名称）：A中盛_ ，B中盛_。（3）装置中毛细管的作用是_ _ 。12合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途： ； 。实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 。固态氯化铵加热分解 固体氢氧化钠中滴加浓氨水氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热III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）。实验操作 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 。【能力提升】一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1向下列溶液中通入过量CO2，最终出现浑浊的是 A氢氧化钙饱和溶液 B苯酚钠饱和溶液C醋酸钠饱和溶液 D氯化钙饱和溶液2已知a g物质M在O2中充分燃烧后，产物被足量Na2O2充分吸收，Na2O2固体增重a g，当M为H2或CO时，上述说法成立。据此推断，M不可能是 AH2和CO混合物 B甲烷和乙烯混合物 C甲醇 D乙二醇3下列各种变化中，不属于化学变化的是 A向鸡蛋白溶液中加入饱和硫酸铵溶液，析出蛋白质 B向白色无水硫酸铜粉末中滴加少量水 C向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，制取氢氧化铁胶体D向鸡蛋白溶液中滴加硝酸铅溶液，析出白色沉淀4提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液，可以使用的方法是 A加入过量Na2CO3溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 B加入过量K2SO4溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 C加入过量Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 D加入过量K2CO3溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸5KClO3和MnO2的混合物加热分解后，先要对所得混合物进行分离，为此有下列方法可供选择：干燥 过滤 溶解 水洗 盐酸洗涤 高温灼烧 蒸发滤液并结晶 高温加碳还原，其中正确的组合是 A B C D6某工厂排放的酸性废水中含有较多量的重金属Cu2+离子，这对农作物和人畜均有害。欲采用化学药剂法除掉有害成分，应该选用下列药品中的 A食盐和硫酸 B铁粉和生石灰 C胆矾和石灰水 D苏打和硫酸7不用其它试剂，限用化学方法区别下列两组内的四种溶液：NH4Cl、NaOH、AgNO3和KNO3； Al2(SO4)3、BaCl2、K2CO3和盐酸。下列说法正确的是 A只有一组可以区别 B只有第组可以区别 C两组都可以区别 D两组都不能区别 8将W1 g 光亮的铜丝在空气中加热一段时间后，迅速插入下列物质中，取出干燥，如此反复几次，最后取出铜丝，用蒸馏水洗涤、干燥，称其质量为W2 g。实验时由于所插入的物质不同，铜丝的前后质量变化可能不同，下列所插物质与铜丝的质量关系不正确的是 A石灰水 W1 W2 D乙醇 W1 W29有下列试剂：NaOH溶液 饱和NaHCO3溶液 Na2CO3溶液 硝酸酸化的硝酸钡溶液 氨水 酸性高锰酸钾溶液，欲除去CO2中含有少量SO2杂质，应选用的试剂是 A B C D二、填空题10拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。气体abcdC2H4乙醇浓H2SO4NaOH溶液浓H2SO4Cl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓H2SO4NH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHNO稀HNO3铜屑H2OP2O5（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是 。（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）。气体 ，理由是 。气体 ，理由是 。气体 ，理由是 。气体 ，理由是 。稀硫酸金属屑A滤液水合盐B过滤，除杂质 80结晶 300氮气保护无水盐C11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。请回答下列问题：（1）写出化学式：B ， D ，E ，F 。（2）写出反应的离子方程式稀硫酸A ： 。（3）由水合盐B制备无水盐C过程中用氮气做保护气的原因： 。12下列图甲和图乙是有关硝酸和铜反应的实验装置示意图，请回答下列问题： （1）装置甲能否制取NO （填“能”、“不能”）（2）为了研究稀硝酸与Cu反应生成的气体是NO气体，用装置甲进行实验是否可行？并说明理由 。（3）有人设计了装置乙进行实验，证明稀硝酸与Cu反应生成NO气体。请将有关操作补充完全：将活塞打开，从U型管的长管口a注入稀硝酸，注到 为止。（4）用装置乙进行实验时，反应在什么情况下可自动停止 。（5）用装置乙进行实验时，如何证明生成的无色气体是NO 。（6）如果要获得浓硝酸跟铜反应与上述稀硝酸跟铜反应的实验形成鲜明对照的效果，应该选择哪套装置（装置甲或装置乙）进行怎样的操作，同时指出实验现象和结论。13海水及盐卤中均有氯化镁存在，