高考复习二轮冲刺化学课件5实验4 物质的制备

化学实验总复习物质的制备常见气体的制备高考考试说明要求掌握常见气体实验室制法，包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法常见的气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2共14种气体气体制取的反应原理2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑Δ2Na2O2+2H2O＝4NaOH＋O2↑2H2O2＝2H2O+O2↑MnO2Δ2KClO3＝2KCl+3O2↑MnO2Δ2NH4Cl+Ca(OH)2＝CaCl2+2NH3↑+2H2OΔNH3·H2O+CaO＝NH3↑+Ca(OH)2ΔCH3COONa+NaOH＝Na2CO3+CH4↑ΔCaOZn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O1.O22.NH33.CH44.H25.CO26.H2SFeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑固体+液体常温固体+固体加热7.SO28.NO29.NO10.C2H211.Cl212.HCl13.C2H414.CONa2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2OΔ2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2ONaCl(固)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑Δ2NaCl(固)+H2SO4Na2SO4+2HCl↑强热C2H5OHCH2=CH2↑+H2O170℃浓H2SO4HCOOHCO↑＋H2OΔ浓H2SO4固体+液体常温固体+液体加热浓盐酸中加浓硫酸Cu+浓H2SO4发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置反应物状态及反应条件气体及杂质的性质气体的性质选择干燥剂气体水溶性及密度气体的毒性选择吸收剂气体制取装置的设计1、装置连接顺序装药品防倒吸防氧化措施仪器拆卸等。查气密性2、操作顺序一般包括：仪器连接3、气体的净化原则：①要分析杂质气体的性质②要分析被净化气的性质；气体制取装置的设计4、实验操作的先与后A、装配仪器时：先下后上；先左后右B、加入试剂时：先固后液C、实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。F、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。G、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。1、气体的发生装置1.1设计依据反应物的状态和反应的条件1.2装置的分类（1）固＋固加热（2）固＋液（液＋液）加热（3）块固＋液常温①②④③可制O2、NH3、CH4等可制Cl2、HCl、C2H4、CO、NO、SO2等可制CO2、H2S、H2、O2、NH3、C2H2等可制CO2、H2S、H2（4）固＋液常温1.2.1固＋固，加热该实验装置要注意：（l）试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。（2）铁夹应夹在距试管口l/3处。（3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。标准装置可制O2、NH3、CH41.2.2固＋液（液＋液），加热变化装置1.2.3固＋液块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。标准装置1.2.3固＋液启普发生器变化：1.2.3固＋液简易启普发生器变化：1.2.3固＋液其它装置：2、气体的收集装置2.1判断原则•（1）易溶或与水反应的气体：排空气法•（2）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：排水（液）法•（3）可溶性气体考虑用排液法•（4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。2、气体的收集装置2.2装置的分类（1）排空气法收集比空气重的气体收集比空气轻的气体2、气体的收集装置2.2装置的分类（2）排水（液）法2、气体的收集装置2.2装置的分类（3）贮气瓶（4）贮气袋3、气体的净化装置3.1总原则•（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。•（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）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。3、气体的净化装置3.2除杂装置•（1）洗气瓶•（2）干燥管•（3）加热管cd3、气体的净化装置3.2干燥装置3.2.1干燥装置•（1）洗气瓶•（2）干燥管酸、碱性据气体的氧化、还原性气体的酸碱性干燥剂的酸碱性保持一致干燥剂的选择及使用原则1、选择原则①气体在被干燥的过程中要不能被减少②不要引入新的杂质。2、选择方法干燥剂选择干燥剂状态干燥装置酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥碱性气体；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。有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体（如H2S、HI等）。3、气体的净化装置3.2干燥装置3.2.2干燥剂的选择液态干燥剂固态干燥剂装置洗气瓶干燥管（球形、U形）干燥剂浓硫酸无水CaCl2P2O5碱石灰可干燥气体不可干燥气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2NH3、H2S、C2H4、C2H2NH3NH3Cl2、HX、H2S、SO2、NO2、CO24、尾气处理装置尾气的处理方法直接排放直接吸收防倒吸吸收燃烧处理总原则（1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。（2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。•直接吸收：Cl2、H2S、NO2防倒吸：HCl、NH3、SO2•常用吸收剂：水，NaOH溶液，硫酸铜溶液（3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：燃烧处理或袋装。4、尾气处理装置（1）水溶解法如：HCl、NH3等。（2）碱液吸收法如：Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。（3）燃烧或袋装处理法如：CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。4、尾气处理装置（4）防倒吸吸收标准装置安全瓶装置5、气体性质实验装置5.1装置分类（1）常温反应装置（2）加热反应装置（3）冷却反应装置5.2判断原则.水槽中水位相平量筒内的水位与注意事项：端水位相平左端水位与右注意事项：标准装置变化装置6、排水量气装置（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）。（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是。[例1]：为制取纯净的气体A可用下图所示的装置，生成A的速度可通过滴液的速度控制，图中B、C、D均为液体，且为下列试剂中某一种：浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、浓盐酸、稀盐酸、浓氨水、稀氨水、蒸馏水、饱和氢硫酸溶液、饱和石灰水请回答：A、B、C、D、E各是什么物质?[例2]：【答】：A是氯化氢气体，B是浓盐酸，C、D、E均是浓硫酸利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得移动)：①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2(1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口可收集的气体有(用数字表示，下同)________________.(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________口进入。(3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则可用此装置的气体有____________，这时气体由________口进入。(4)若烧杯是干燥的，不能用此装置来收集的气体是___。[例3]：【答】（1）②④⑦⑧（2）①③⑥，A（3）①②③④⑥⑧，B（4）⑥某集气瓶中充满了HI气体，试设计一个装置表示：将这种气体排出烧瓶，并粗略证明它确实是HI气体，写出有关反应的离子方程式。[例4]：【答】：往装有气体的瓶中注入浓磷酸，使气体排出，用盛有适量水的烧杯吸收排出的气体(玻璃管下端接一个倒置漏斗)，一段时间以后，取少量烧杯中的溶液，测得PH值小于7;加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，如发现有黄色沉淀生成，则可说明原气体是HI气体。[例5]铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。⑴某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如左图所示的实验装置。请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体步骤：①检查装置的气密性；②；③；④；⑤；⑥用注射器向试管内推入氧气（或空气）向试管中加入一定量碳酸钙固体向试管中到入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面将铜丝插入到溶液中加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色。⑵推入氧气或空气的目的是，⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者成绿色，后者成蓝色，某同学提出这可能是铜离子浓度差异形成的，你同意这种看法吗？（填“同意”或“不同意”），原因是；另一同学提出溶液成“绿色”，是铜离子与二氧化氮混合的结果，请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实验现象）。不同意铜片质量相同，溶液体积相同，生成的铜离子浓度相同检验生成的NO历年高考题选摘从高考题型看，在第Ⅰ卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。在第Ⅱ卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。这对考核实验能力非常重要。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）。①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。②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。③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③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。排除空气，保证安全锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率N2H2铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率3.(1993全国)下图是一套实验室制气装置,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(填正确选项的标号).(A)铜屑和浓硝酸(B)二氧化锰和浓盐酸(C)电石和水(D)碳酸钙和稀盐酸AD4、实验室里可按下图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是A．NO2B．HClC．CH4D．NH3D5、设计了四种制备气体的方案:(1)加热稀硫酸和乙醇制备乙烯；(2)加热稀盐酸和二氧化锰制备氯气；(3)用稀硫酸和大理石制备二氧化碳；(4)用稀硝酸和硫化亚铁制备硫化氢。不宜采用的方案有哪些？A.只有(1)和(2)B.只有(1)和(3)C.只有(3)和(4)D.(1)(2)(3)(4)D6、(2000全国)实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化