高三化学二轮复习第1部分专题4化学实验突破点18物质的制备课件

核心知识·聚焦热点题型·探究突破点18物质的制备提炼1常见气体的制备1.制备气体的流程2．制备气体的装置(1)常见的气体发生装置固＋固――→△气体固(液)＋液――→△气体固＋液―→气体ABCA装置用于制备：O2(KClO3、KMnO4分解)、NH3(NH4Cl和Ca(OH)2反应)；B装置用于制备：SO2(Cu和浓H2SO4反应)、Cl2、HCl；C装置用于制备：H2、CO2、NO、NO2、O2(H2O2和MnO2反应)、NH3(CaO和浓氨水反应)、SO2(Na2SO3和浓H2SO4反应)、Cl2(KMnO4和浓盐酸反应)。(2)常见的净化装置——用于除去气体中的杂质气体(3)常见的气体收集装置(4)常见的量气装置——通过排液法测量气体的体积(5)有毒气体的处理装置提炼2常见有机物的制备仪器装置制备物质反应物溴苯苯与液溴(FeBr3为催化剂)乙酸乙酯乙醇、乙酸、浓硫酸提炼3常见固体的制备仪器装置制备物质反应物CuCl2、FeCl3Cu、Fe与Cl2CuO、Fe3O4Cu、Fe与O2Mg3N2Mg与N2回访1判断正误(正确打“√”，错误打“×”)(1)(2016·全国甲卷)由MgCl2溶液制备无水MgCl2：将MgCl2溶液加热蒸干。()(2)(2016·全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉和稀硝酸反应产生的NO。()(3)(2016·全国丙卷)排水法收集KMnO4分解产生的O2：先熄灭酒精灯，后移出导管。()(4)(2016·全国丙卷)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2：气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水。()[解析](1)MgCl2＋2H2O=====△Mg(OH)2↓＋2HCl↑；(2)不能用排空法收集NO：2NO＋O2===2NO2；(3)为防止倒吸，应先移出导管，再熄灭酒精灯；(4)所得Cl2中混有H2O。[答案](1)×(2)×(3)×(4)×回访2(2016·全国乙卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的__________________________，反应的化学方程式为_____________________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中①Y管中________②反应的化学方程式__________________________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③____________________________________________________④___________________________________________________[解析](1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO2=====催化剂7N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。[答案](1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2O=====△NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅②8NH3＋6NO2=====催化剂7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压回访3(2016·全国丙卷)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤①加入氨水的目的是______________________________________。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于________。(2)如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是________(填标号)。a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b．玻璃棒用作引流c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d．滤纸边缘高出漏斗e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3――→稀盐酸、煮沸、过滤②滤液――→氨水和双氧水冰浴③――→过滤白色结晶(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_________________________。(4)步骤③中反应的化学方程式为____________________________________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_______________________________。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是______________________________________________________________。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_______________________，产品的缺点是________。[解析](1)石灰石中含少量铁的氧化物，加入盐酸后生成CaCl2及铁的氯化物，加入双氧水可将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水的目的是中和剩余盐酸，调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，再通过过滤除去杂质。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。(2)过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”，图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，a错误；过滤时，玻璃棒用作引流，b正确；将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止存在气泡，c正确；滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘，d错误；用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，容易使滤纸破损，e错误。(3)步骤②中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO3，溶液中含有CaCl2，由于溶解了生成的CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。(4)滤液中含有CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO2)，结合元素守恒推知步骤③中反应还生成NH4Cl和H2O，化学方程式为CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。H2O2不稳定，受热易分解生成H2O和O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H2O2受热分解。(5)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(6)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。[答案](1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀过滤分离(2)ade(3)酸除去溶液中的CO2(4)CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O温度过高时双氧水易分解(5)去除结晶表面水分(6)工艺简单、操作方便纯度较低[题型分析]物质制备型实验题主要考查常见气体(Cl2、NH3、H2、CO2、SO2、NO、NO2等)和一些简单化合物的制备原理。装置和操作方法、除杂、分离和提纯的方法，有向绿色化、综合化、探究化等方向发展。[典型例题]三氯化铁是一种高效、廉价的净水剂，为红棕色固体，易潮解生成FeCl3·nH2O。实验室用如下装置(部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。(1)按气流方向仪器接口的连接顺序为a→________→________→________→________→b→c→________→________。(2)实验前检查装置气密性的方法是_____________________________。(3)装置D的作用是____________________________；装置E中的试剂X是________，其作用是_________________。(4)用无水氯化铁固体配制氯化铁溶液的操作是_____________________。[解题指导]明确实验目的→设计实验方案→组装仪器装置→气密性检查→装入药品→主体实验→实验完毕拆卸仪器。[解析](1)用MnO2和浓盐酸反应制得的氯气中混有HCl和水蒸气，需要经过净化才可进行下一步反应；实验后剩余的气体要用碱石灰吸收。(2)该装置比较复杂，可通过微热法检查装置气密性。(3)装置A是Cl2的制备装置，装置B是Cl2与Fe反应的实验装置，装置C可吸收Cl2中的水蒸气，装置D可吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置B使FeCl3潮解，装置E中盛饱和食盐水可吸收Cl2中的HCl气体。(4)氯化铁易水解，要得到氯化铁溶液，应将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中，以抑制氯化铁的水解。[答案](1)hidefg(2)打开a处止水夹，用酒精灯微热圆底烧瓶，装置E和C中有气泡产生；移开酒精灯后，C、E装置的导管内液面上升形成一段水柱(3)吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置B饱和食盐水吸收Cl2中的HCl气体(4)将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中1．实验室制备气体时试剂的选择原则：①方便、经济、安全原则，尽量做到减少废气的排放；②反应速率要易于控制，便于气体的收集和检验；③试剂发生反应制得的气体要唯一。2．仪器的连接顺序。①装置顺序：制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→除尾气装置。②组装顺序：由下向上，由左及右，先塞后定。③操作顺序：装配仪器→检查气密性→加入药品(先固后液)。[针对训练]1．(2016·天津调研)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()A．a—e—d—c—b—h—i—gB．a—b—c—d—e—f—g—hC．a—d—e—c—b—h—i—gD．a—c—b—d—e—h—i—fA[制备无水FeCl3，装置依次是Cl2的发生装置、Cl2的净化装置、Cl2的干燥装置、铁粉和氯气的反应装置及尾气吸收装置，A项正确。]2．(2016·南京盐城二模)下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是()A．利用图甲所示装置制取少量NH3B．利用图乙所示装置制备Fe(OH)3胶体C．利用图丙所示装置收集HClD．利用图丁所示装置检验是否生成乙烯A[A项，氧化钙与氨水中的水反应，且反应放热，促进氨水分解生成氨气，正确；B项，氯化铁与氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀，不形成胶体，错误；C项，氯化氢密度大于空气，