化学第7版1-第一章第一节及常见气体及典型有机物制备方法名师制作优质教学资料

1、常见气体及有机物的制备方法及一、气体的制备1、 NH 3 :2NH 4ClCa(OH ) 22NH 3CaCl 22H 2OLi 3 N3H 2OLiOHNH 3注意事项；(1) 不能用NH4NO3 跟Ca(OH ) 2 反应制氨气因为 NH 4 NO3是氧化性铵盐，加热时硝酸铵在120 度时分解为氨气和硝酸随着温度升高，硝酸的强氧化性发挥作用使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物。到了 210 度时分解产物为一氧化二氮和水 ，到了 300 度以上就为氮气、氧气和水。附：也不能用碳酸氢铵、硫酸铵：碳酸氢铵加热会产生 CO2，硫铵受热分解 , 在不同温度下 , 产物不同 , 当温度小于 15

2、0 摄氏度时 , 产物为氨气与硫酸 , 而当温度大于 150 摄氏度时 , 能发生自身的氧化还原反应 , 生成二氧化硫等多种产物(2) 实验室制 NH 3 不能用 NaOH 、 KOH 代替 Ca(OH ) 2因为 NaOH 、 KOH 是强碱，具有吸湿性 ( 潮解 ) 易结块，不易与铵盐混合充分接触反应。又 KOH 、NaOH 具有强腐蚀性在加热情况下， 对玻璃仪器有腐蚀作用，所以不用 NaOH 、 KOH 代替 Ca(OH ) 2 制 NH 3 。(3) 用试管收集氨气为什么要堵棉花因为NH 3 分子微粒直径小，易与空气发生对流，堵棉花目的是防止NH 3 与空气对流，确保收集纯净。(4)

3、实验室制 NH 3 除水蒸气为什么用碱石灰，而不采用浓H 2 SO4 和固体CaCl 2因为浓 H 2 SO4 与 NH 3 反应：两者反应为酸碱中和反应。反应方程式为：2NH 3H 2 SO42(NH 4 )2 SO4 （硫酸少量）NH 3H 2 SO4NH 4 HSO4 （硫酸过量） NH 3 与 CaCl 2 反应：生成一种络合物“八氨合氯化钙”（CaCl 28NH3 )，反应方程式：CaCl 28NH 3CaCl 28NH 3(5) 实验室快速制得氨气的方法：用浓氨水加固体 NaOH ( 或加热浓氨水 ) 2、 CH 4 ：无水醋酸钠与碱石灰混合加热制甲烷无水醋酸钠是由普通醋酸钠晶体

4、CH 3COONa 3H 2O 加热脱水而成碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合物， 呈颗粒状。如果没有碱石灰可用下法制得：在铁或瓷蒸发皿中放置两份煅烧好磨碎的生石灰， 然后加入一份饱和的氢氧化钠溶液，把混合物蒸干、煅烧、磨碎即得。反应方程式：CH 3COONa NaOHCH 4Na2 CO33、 H2S：原理：用非氧化性的强酸与弱酸盐（FeS ）反应。可生成硫化氢气（H2S溶于水即得弱酸氢硫酸）。（稀）FeSO4H 2 SFeS2HClFeCl2HSFeS H 2 SO42H 2 S 气能溶于水，不能用排水法收集。因硫化氢的密度比空气大，可用瓶口向上的排空气集气法收集。用品：启普发生器或简易气体发

5、生装置、集气瓶、玻璃片、 FeS 、稀盐酸（或稀 H 2 SO4 ）溶液、硝酸铅试纸操作：制取 H 2 S 可以使用启普发生器或制气体的简易装置。把 FeS 放入启普发生器的球形体内，漏斗里注入稀 HCl 。需用 H 2 S 时，打开导气管活塞， H 2 S 与稀 HCl 接触产生 H 2 S ，停止用气时，只需关闭活塞反应既可停止。用蘸有硝酸铅（或醋酸铅）溶液的试纸，放在集气瓶口试验，如果试纸变黑则证明集气瓶里已充满了 H 2 S 气： Pb2H 2 SPbS 2H备注：（1）所用硫化亚铁应是新购置的，存放时间过久，FeS 中 Fe 2 会被氧化，从而影响实验效果。反应方程式：4Fe2O2

6、2H 2O4Fe34OH -（ 2）放入气体发生器中的硫化亚铁要砸成蚕豆粒大小的块状。（ 3）不能用浓盐酸，因浓盐酸挥发出氯化氢而使硫化氢不纯。（ 4）不能用 HNO3 或浓 H 2 SO4 ，因为它们都是氧化性酸，与FeS 发生氧化还原反应，而不能生成硫化氢。见下反应式：与浓硫酸反应：2FeSH SO（浓）FeSO9SOHO10 242 (4 ) 32102与稀硝酸反应： FeSHNO（稀）SFe NO3 ) 3NO2HO43(2与浓硝酸反应： FeS6HNO（浓）SFe NONO2HO3(3 ) 3332（ 5） H 2 S 有毒，实验时应注意通风，多余的H 2 S 应及时通入 NaOH

7、溶液（或金属盐溶液）中进行吸收。4、 SO2 ：原理：实验室里一般用铜跟浓硫酸或强酸跟亚硫酸盐反应，制取二氧化硫。二氧化硫跟水化合生成亚硫酸，很不稳定，易分解。二氧化硫还能跟某些有色物质化合生成无色物质，具有漂白性。准备和操作： 二氧化硫的制取亚硫酸盐跟硫酸反应可制得较纯的二氧化硫。例如 Na2 SO3 H 2 SO4Na2 SO4H 2OSO2实验开始时，将浓硫酸逐滴加入烧瓶里，立即有二氧化硫气体发生，不需加热。当亚硫酸钠全部被酸浸湿而发生气体的速度减慢时， 可以微微加热， 以加速反应的进行。制取少量纯度不高的SO2 时，可以用铜与浓 H 2 SO4 共热或用燃烧硫粉的方法来制得。 反应方程

8、式：Cu2H SO（浓） CuSO4SO2HO2422注意事项：二氧化硫容易跟水反应，所以要用向上排空气法收集。用玻璃棒蘸氨水放在瓶口， 如果出现浓厚的白烟， 表示二氧化硫已收集满。 二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，勿使它逸散出来污染空气。由于 SO2 易溶于水，所以应选用浓 H 2 SO4 和 Na2 SO3（s）反应，通常 Na2SO3（s）为粉末状，为控制反应速率，浓 H 2 SO4 应从分液漏斗中逐滴滴下。浓盐酸是不能采用的， 因为其中含有大量的水 （常温常压下， 质量分数最大的浓盐酸为 45%的浓盐酸），否则会有大量的SO2 溶解在水中。 18.4mol·L 1 的浓

9、 H 2 SO4 （即质量分数为98%的浓 H 2 SO4 ）也不能采用，因为其中缺少水分，硫酸并未电离，仍以分子形式存在，而Na2 SO3 （s）与 H 2 SO4 的反应是在 H 2 SO4 电离成离子的状态下才能顺利进行的故通常采用体积比为11的浓 H2SO4。 Na2 SO3 （ aq）不宜采用，因为其中含有大量水。5、 NO ：反应方程式：（浓）Cu( NO3 ) 2 2NO22H 2O2Cu 4HNO36HClNO2 和水反应，颜色为红棕色，有刺激性气味，有毒，用向上排空气法收集排空气验满方法：观察颜色；湿润的淀粉- KI 试纸，试纸变蓝。可选用的干燥剂：无水 CuSO4 ，碱石灰

10、，无水 CaCl 2 ， P2 O5 。注意事项：必须在通风橱中操作，尾气用碱吸收（3NO2H 2O2HNO3 NONO NO2 2NaOH2NaNO2H 2O ），以免污染大气。6、 NO ：反应方程式：CuHNO（稀）Cu NO2NO4HO3833 (3 ) 22反应物状态：固液常温（可加热以加快反应速率）水溶性：难溶。颜色：无色。气味：刺激性气味（有毒！）。收集方法：排水法。可选用的干燥剂：浓H 2 SO4 ，无水 CuSO4 ，碱石灰，无水 CaCl 2 ， P2O5其他制取方法： 3NO2H 2 O2HNO3NO注意事项：不能用排空气法收集。必须在通风橱中操作，尾气通入O2 后用碱吸

11、收，以免污染大气。7、 C2 H 2 ：实验室中常用电石 / 萤石跟水或饱和食盐水反应制取乙炔CaC22H 2OC2 H 2Ca(OH ) 2注意事项：（ 1）电石中因含有少量钙的硫化物和磷化物，致使生成的乙炔中因混有硫化氢、磷化氢等杂质。（ 2）为了得到较纯净的乙炔，可以把从发生器出来的气体先经 CuSO4 溶液洗气再收集。反应方程式：与硫化氢反应： CuSO4 H 2 S CuSH 2 SO4与磷化氢反应：磷化氢过量： 24CuSO411PH 312H 2O8Cu3 P3H 3 PO424H 2 SO4磷化氢不足： 4CuSO4PH 34H 2 O4CuH 3 PO44H 2 SO4（ 3

12、）乙炔只微溶于水，应排水收集。（ 4）用电石跟水反应制乙炔不应使用启普发生器，块状电石和水在常温下即能发生反应，但当关闭启普发生器的活塞时， 乙炔气虽能把水压入球形漏斗以使电石跟水脱离接触，但集存在球体内的大量水蒸气 ( 电石跟水反应放热 ) 却仍在缓缓继续跟电石发生反应， 乙炔将缓缓从球形漏斗的上口间断逸出。 电石有难闻的气味就是因为与水蒸气反应的结果。（ 5）如果小量制取乙炔时，也可以用试管配单孔塞作反应容器，但应在试管口内松松塞一团棉花，以阻止泡沫进入导气管。8、 Cl 2 ：原理： MnO 24HCl （浓）MnCl 2Cl 22H 2OMnO 24H2ClMn 2Cl 22H 2 O

13、注意：（ 1）一旦成稀盐酸，反应不再进行。（ 2）可用 KMnO 4 、 K 2 Cr2O7 （重铬酸钾）、 KClO 3 等氧化剂代替 MnO2 ，反应方程式：高锰酸钾：重铬酸钾： K 2 Cr2 O7氯酸钾： KClO 32KMnO 416HCl （浓）2MnCl 22KCl5Cl 28H 2 O14HCl （浓）2KCl2CrCl 33Cl 27H 2 O3Cl 2KCl3H 2O（ 3）收集：向上排空气法或排饱和食盐水法。（ 4）净化：用饱和食盐水除去 HCl 再用浓 H 2 SO4 除去水蒸气。（ 5）尾气：用强碱溶液 ( 如 NaOH 溶液 ) 吸收。（一般不用澄清石灰水）验满：将

14、湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛 Cl 2 瓶口，观察到试纸变蓝，则证明已集满。 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl 2 瓶口，观察到试纸发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。有时根据氯气黄绿色看是否集满。9、 HCl ：（ 1）制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解（ 2）制取方程式： 2NaClH 2 SO4Na 2 SO42HCl（ 3）装置：分液漏斗 , 圆底烧瓶 , 加热（ 4）检验：通入 AgNO3 溶液 , 产生白色沉淀 , 再加稀 HNO3 沉淀不溶（ 5）除杂质：通入浓硫酸 ( 除水蒸气 )（ 6）收集：向上排气法（ 7）注意：吸收的时候必须加个倒置的漏斗或者玻璃泡防止倒吸。若无 N

15、aCl ，可用 KCl 代替；若无浓硫酸，可用 H 3 PO4 代替。10、C2H4：实验室里是把酒精和浓硫酸按1： 3 混合迅速加热到 170，使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。方程式为：浓H 2SO4C2 H 5OH170C2H 4H 2O （可用浓H 3 PO4和 P2 O5代替浓H 2SO4 ）检验：乙烯能使酸性 KMnO 4 溶液很快褪色， 这是乙烯被高锰酸钾氧化的结果，而甲烷等烷烃却没有这种性质。 把乙烯通入盛溴水的试管里， 可以观察到溴水的红棕色很快消失。注意：温度计的水银球必须浸入混合液中（但不能接触烧瓶底）；此实验的温度必须控制在 170左右。加热时要

16、将温度迅速升到170，否则乙醇易被浓硫酸氧化而碳化。通过碱石灰可除掉混在乙烯中的水蒸气和SO2 。11、 N2 ：一般方法（制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化）：亚硝酸钠与氯化铵的饱和溶液相互作用：NH 4 Cl NaNO2NaCl2H 2ON 2高温将氨通过红热的氧化铜：2NH 33CuO3Cu 3H 2 O N 2氨与溴水反应： 8NH 33Br26NH 4 BrN 2重铬酸铵加热分解： ( NH 4 ) 2 Cr 2O7N 2Cr 2O3 4H 2O343k加热亚硝酸铵： NH 4 NO2N 22H 2O操作：在试管里加入的亚销酸铵溶液，。用微弱的火焰小心地给试和加热。

17、亚硝酸铵不断分解，产生氮气。一般使用铁屑或铁粉跟硝酸钾反应，制得氮气反应方程式是：6KNO310Fe5Fe2 O33K 2 O3N 2检验：一瓶用燃着的木条伸人瓶内， 火焰立即熄灭。 另一瓶倒入少量澄清石灰水，盖好玻片振荡，看不见明显变化。这说明产生的气体不自燃也不助燃，跟澄清的石灰水不发生反应。该气体是氮气。当试管冷却后取下试管， 加入少量的蒸馏水， 用红色石蕊试纸检验， 试纸变蓝，说明已生成能溶于水的碱性物质。这物质是氧化钾。二、典型有机物的制备方法（气体制备方法中已提及的除外）1、溴乙烷、乙酸和乙酸乙酯的制取制取溴乙烷：C H OHNaBrH SO（水与 H SO 之比为1: 1）C H

18、 Br（溴乙烷）NaHSO425242425H 2O制取乙酸：2CHCOONa （无水乙酸钠）HSO（浓）NaSOCHCOOH （乙酸）324243浓H SO、制取乙酸乙酯： CH 3COOHC2 H5OH24CH 3COOC2 H 5 H 2O以上三个实验装置相同之处， 都是要把有机产物从反应容器内蒸馏出来， 只是收集时处理方法不同。 溴乙烷要求通入经水冷却的 U形管 ( 或试管 ) 里吸收；乙酸要求通入水冷却的试管内吸取；乙酸乙酯要通入饱和 Na2CO3 溶液来吸收，以除去混有的少量乙酸。还原性 Fe或铁屑2、溴苯、硝基苯的制取：溴苯：C6H 6Br 2C6 H 5 BrHBr（ 2Fe3Br22FeBr3 ， FeBr3 真正起催化作用）由于反应在常温下很容易进行，因此不需要加热。又因反应是放热的，苯、液溴又是极易挥发的，因此在实验装置上需要长导管起导气( HBr ) 、冷凝回流作用。反应后将容器的混和液倒入盛水的小烧杯里，这时