2015最新版高三化学总复习课件113物质的制备

第三节物质的制备考纲考情三年10考高考指数:★★★★☆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.了解控制实验条件的方法。3.能识别典型的实验仪器装置图。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①CO2②H2S③NO2④O2⑤Cl2⑥NH3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___。①④⑤②⑥⑥1.常见气体的制取原理和发生装置。气体反应原理(化学反应方程式)发生装置O22KClO32KCl+3O2↑_____________________CH2__________________________NH3___________________________________A2H2O22H2O+O2↑Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑C或D2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O△====MnO2====MnO2△====A气体反应原理(化学反应方程式)发生装置CO2_______________________________SO2Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+SO2↑+H2O__NO___________________________________CNO2Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O__Cl2__________________________________CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2OCC3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCMnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2OB△====2.气体的收集。收集方法排水法向上排空气法向下排空气法气体特性_________________________________收集装置实例__、__、___、____、___、______、___、___、___、___、____、______、___、__O2不溶于水密度比空气大密度比空气小H2NOC2H2CH4C2H4O2H2SCO2NO2Cl2HClSO2NH3CH4H23.气体的净化及尾气处理:(1)气体的净化。①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。②装置。(2)尾气的处理。①吸收型:。②燃烧型:。③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:①_____弹簧夹a;②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。33243Al3NHHO====AlOH3NH2.氢氧化亚铁:(1)原理。离子方程式:Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓。(2)注意事项。①Fe(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。②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。③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浓硫酸△(3)注意事项。①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。②长导管不要插入液面下。③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:①反应物容易获得。②反应条件容易实现。③反应容易控制,副反应少。④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。①装配仪器时:先下后上,先左后右。②加入试剂时:先固后液。③实验开始时:先查仪器的气密性,再加药品,后点酒精灯。④有些实验为防倒吸,往往最后停止加热或最后停止通气。⑤有些实验为防氧化往往最后停止通气。⑥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。⑦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Ⅰ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Ⅰ、Ⅱ制取气体(K2关闭,K1打开)。甲同学认为:利用装置Ⅱ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Ⅱ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Ⅱ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Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质(K2打开,K1关闭)。如设计实验证明氧化性:KMnO4Cl2Br2,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Ⅰ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Ⅱ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Ⅱ作简易改进(不改变仪器装置)收集NO、O2,应将装置Ⅱ加满水,利用排水法收集;若利用装置Ⅱ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Ⅱ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:KMnO4Cl2,然后将产生的Cl2通入到装置Ⅲ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:Cl2Br2。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Ⅱ加满水将装置Ⅱ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Ⅰ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)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤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;①CO2②NO③Cl2④H2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