常见物质的制备.

第三单元常见物质的制备考点一常见气体的实验室制法【核心知识通关】1.实验室典型的气体发生装置和收集装置:2.常见气体的制备:气体反应原理发生装置图收集方法O2①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑②2KClO32KCl+3O2↑③2H2O22H2O+O2↑_____________AAB②D或E气体反应原理发生装置图收集方法H2Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑_____________CO2CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O__________Cl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O__排饱和食盐水法或__NH3Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O____B①或②D或FB①或②ECEAF【特别提醒】气体制备实验应注意的问题(1)看药品和装置是部分给出还是过量给出。若药品和装置只部分给出,则应作必要的补充;若过量给出,则应进行筛选和淘汰。(2)看题目条件有无特殊要求,如采用最简单或最合理的实验步骤,这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置,确定操作步骤都做了限定,必须高度重视。(3)注意实验过程中的隐蔽性操作,如某些必要的干燥、除杂、冷凝等,这些都是实验中必不可少的,容易被忽略。(4)明确药品的名称和仪器的规格。有些题目要求指出药品的名称,这类问题最难答准确,如有些药品的准确描述为硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液或浓硫酸等。此外也应注意某些仪器的规格。【方法规律】气体制备实验的思维流程【高考模拟精练】1.(2014·天津高考)实验室制备下列气体时,所用方法正确的是()A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C.制乙烯时,用排水法或向上排空气法收集气体D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气【解析】选A。Na2O2和水或H2O2在二氧化锰的催化下都能制取氧气,二者都是固体与液体反应,可以选用相同的气体发生装置,A正确;实验室制取氯气时氯气中含有氯化氢和水分,常用饱和的食盐水和浓硫酸净化气体,B错误;乙烯的密度与空气接近,不能用排空气法收集,C错误;二氧化氮与水作用生成一氧化氮,仍能污染空气,所以不能用水吸收,D错误。2.(2016·唐山模拟)如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是()选项气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀硫酸Na2CO3浓硫酸【解析】选D。A项,氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2,最后收集不到NO2,错误;B项,铜与浓硫酸反应需要加热,酸性KMnO4能氧化SO2,收集不到SO2,错误;C项,碱石灰是固体干燥剂,而题给的装置适用于液体干燥剂,错误。3.(2016·梧州模拟)如图是制取和收集某气体的实验装置,该装置可用于()A.浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2B.过氧化钠固体和水反应制取O2C.浓硝酸与铜反应制取NO2D.浓氨水和生石灰反应制取NH3【解析】选B。A项,浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2需要加热且Cl2与水反应,不能用排水法收集;C项,NO2与水反应生成NO气体,不能用排水法收集;D项,NH3易溶于水,不能用排水法收集。4.(2016·福州模拟)下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氨气B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气【解析】选C。A中氨气极易溶于水,一般不用溶液制取;B中浓硫酸能和氨气反应,不能用来干燥氨气;D中易引起倒吸。【加固训练】以下是几种常见的气体制取装置,不适用于相应化学反应的是()A4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2OBCa(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2OC2HNO3+CaCO3====Ca(NO3)2+H2O+CO2↑D2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑【解析】选D。A、B项分别为实验室制取氯气和氨气的装置和反应,正确;C项装置中用硝酸替换了实验室制二氧化碳中的盐酸,同样可以达到目的,正确;D项中过氧化钠是一种淡黄色粉末,不是块状固体,故不能在多孔塑料板上放置,D项不适用。考点二气体的净化、收集及尾气处理【核心知识通关】1.气体的净化:(1)原理:酸性杂质用_________吸收;碱性杂质用__________吸收;易溶于水或能与水反应的用水吸收;还原性杂质,可用_________________来吸收或转化;氧化性杂质,可用_________________来吸收或转化。碱性物质酸性物质氧化性较强的物质还原性较强的物质(2)装置。2.尾气的处理:通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图__装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图__或__装置。(3)CO、NO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图__或__。ABCDE【特别提醒】(1)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)。(2)不能用CaCl2干燥NH3,因为CaCl2与NH3能反应。(3)NO不能用排空气法收集,因为NO能与空气反应。(4)CO不能直接排放到空气中。(5)当气体中含有多种杂质时,若采用洗气装置除杂,通常是除杂在前,干燥在后。若用加热装置除杂,通常是干燥在前,除杂在后。(6)尾气处理装置应与大气相通,如图就不能作为尾气处理装置。A.证明非金属性ClCSiB.吸收氨气并防止倒吸C.制备并收集少量NO2气体D.制备少量氧气【高考模拟精练】1.(2016·唐山模拟)下列实验合理的是()【解析】选B。比较非金属性强弱应该比较最高价含氧酸的酸性强弱,盐酸属于无氧酸,故A错误。氨气不溶于CCl4但易溶于水,B装置可吸收氨气并可防止倒吸,故B正确。NO2可溶于水并与水发生反应,所以NO2不能用排水法收集,故C错误。过氧化钠虽然能与水反应生成氧气,但过氧化钠是粉末状固体,有孔塑料板起不到任何作用,故D错误。2.(2016·湛江模拟)使用下表提供的试剂,利用如图所示的装置,能达到实验目的的是()选项a中试剂b中试剂c中试剂实验目的A稀盐酸铁粉H2O制备并收集H2B稀硫酸Na2SO3粉末浓硫酸制备并收集干燥的SO2C浓盐酸KMnO4粉末NaOH溶液制备并收集Cl2D浓氨水生石灰碱石灰制备并收集干燥的NH3【解析】选B。H2应用向下排空气法收集,故A错误;稀硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,可利用浓硫酸干燥,最后利用向上排空气法收集,故B正确;NaOH溶液会同时吸收挥发的HCl和反应得到的Cl2,无法收集到Cl2,故C错误;干燥剂碱石灰不能用c装置盛装,故D错误。3.(2016·福州模拟)下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备并收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是()A.制备并收集C2H4,连接a→d→fB.制备并收集NO2,连接a→c→fC.制备并收集H2S,连接b→c→eD.制备并收集NH3,连接b→d→e【解析】选D。实验室制备乙烯的过程中需要将温度控制在170℃左右,装置中缺少温度计,A错;二氧化氮与水反应,B错;硫化氢具有还原性,不能用浓硫酸干燥,C错。4.(2016·梧州模拟)实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R,多余的气体可用水吸收,则R是()A.HClB.Cl2C.COD.NH3【解析】选D。该装置只能收集密度比空气小的气体,HCl、Cl2的密度都大于空气的密度,A、B错误;CO不能用排空气法收集,C错误。5.(2016·沧州模拟)用下列装置制取并收集NO2气体,其中最合理的是()【解析】选C。本题主要考查气体的制备和收集,涉及二氧化氮的制备和收集等知识。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收集,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.(2016·福州模拟)关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是()A.装置①可用于分离沸点不同且互溶的液体混合物B.装置②可用于吸收HCl气体,并防止倒吸C.以NH4Cl为原料,装置③可用于实验室制备少量的NH3D.装置④中从b口进气可用排水法收集NO2、CO等气体【解析】选A。装置①是蒸馏装置,可用于分离沸点不同且互溶的液体混合物;装置②中的导气管插入水中,将导致倒吸;装置③中,NH4Cl受热分解产生的NH3和HCl在试管口又重新化合生成NH4Cl,故不能用来制取NH3;NO2与水反应,故不能用排水法收集。2.图中装置可以用来制备、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于()A.锌和盐酸生成氢气B.亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫C.碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D.浓氨水和烧碱制取氨气【解析】选A。A项,该装置可用于锌和盐酸生成氢气,符合题意;B项,二氧化硫能溶于水且密度比空气大,不符合题意;C项,二氧化碳能溶于水且密度比空气大,不符合题意;D项,氨气极易溶于水,不符合题意。3.既能用浓硫酸干燥,又可用CaO干燥的气体有()①H2②O2③N2④SO2⑤H2S⑥CH4⑦NH3⑧CO2A.①②③⑥B.①②③⑧C.④⑤⑥D.④⑤【解析】选A。能用浓硫酸干燥的气体有①②③④⑥⑧,能用CaO干燥的气体有①②③⑥⑦。4.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列操作不合理的是()A.上下移动①中铜丝可控制生成的SO2的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色变化【解析】选D。上下移动①中铜丝可以控制铜丝与浓硫酸的反应,因此可控制生成的SO2的量,A正确;SO2能使品红溶液褪色,因此②中选用品红溶液可验证SO2的生成,B正确;SO2是酸性氧化物,属于大气污染物,③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2,C正确;为确认CuSO4生成,需要停止实验,待试管中温度降低后,向试管中溶液倒入蒸馏水观察颜色变化,D错误。课时小结构建知识体系明确掌控重点【脉络构建】【核心要素】6个常见气体实验室制法的反应原理:(1)O2:2H2O22H2O+O2↑。(2)H2:Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑。(3)CO2:CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O。(4)Cl2:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(5)NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(6)SO2:Na2SO3+H2SO4(浓)====Na2SO4+SO2↑+H2O。