中学常见物质的工业制法和实验室制法汇总(带装置图)

第1页共9页中学阶段常见物质的工业制法和实验室制法归纳1．氢气（1）工业制法：①水煤气法：（高温条件下还原水蒸气）C+H2O(g)CO+H2；CO+H2O(g)CO2+H2②氯碱工业的副产物：（电解饱和食盐水）图1启普发生器2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,（2）实验室制法：①金属与非氧化性强酸的置换反应：制取方程式：Zn+H₂SO₄==ZnSO₄+H₂↑装置：固+液气（启普发生器图1）或如右图（图2）简易装置。检验：①点燃，淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠②能使灼烧的CuO由黑色变为红色，气体产物使白色的CuSO4粉末变蓝收集：排水法或向下排气法尾气处理：点燃法/收集法（塑料袋）②金属与强碱溶液的置换反应：图22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,2．乙烯（1）工业制法：石油裂解制乙烯：C4H10C2H6+C2H4；C8H18C6H14+C2H4（2）实验室制法：反应原理：：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O发生装置：液+液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图3：净化方法：NaOH溶液（除SO2、SO3）、浓硫酸（除水蒸气）收集方法：排水集气法图3尾气处理：无检验方法：①点燃，明亮的火焰，冒黑烟，燃烧产物是H2O和CO23．乙炔（1）工业制法：煤干馏得到焦炭，煅烧石灰石得到生石灰，在高温电弧炉中生石灰和焦炭反应生成电石第2页共9页和一氧化碳，电石和饱和食盐水反应生成熟石灰和乙炔。3C+CaOCaC2+CO↑；CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑（2）实验室制法：反应原理：CaC2＋2H2OCH≡CH＋Ca(OH)2发生装置：固+液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图4净化方法：CuSO4溶液、浓硫酸（除水蒸气）收集方法：排水集气法/向上排空气法尾气处理：无图44．一氧化碳（1）工业制法：①水煤气法：（高温条件下还原水蒸气）C+H2O(g)CO+H2；②焦炭还原二氧化硅（工业制备粗硅的副产物）：2C+SiO2Si+2CO↑③工业制备电石的副产物：3C+CaOCaC2+CO↑；（2）实验室制法：制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸①甲酸分解法：HCOOHCO↑+H2O装置：分液漏斗,圆底烧瓶（图5）检验：燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊除杂：通入浓硫酸(除水蒸气)收集：排水法尾气处理：点燃法/收集法（塑料袋）②草酸分解法：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；混合气体通过碱石灰得到一氧化碳。图55．二氧化碳（1）工业制法：①高温分解，煅烧大理石：CaCO3CaO+CO2↑②玻璃工业副产物:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑③工业小苏打制纯碱的副产物：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑第3页共9页（2）实验室制法：制取原理；稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解制取方程式：CaCO₃+2HCl==CaCl₂+CO₂↑+H₂O装置：固+液气（启普发生器）或者右图装置（图6）检验：①通入澄清石灰水变浑浊，继续通又变澄清②能使燃烧的木条熄灭除杂：通入饱和NaHCO₃溶液(除HCl),再通入浓H₂SO₄(除水蒸气)图6收集：向上排空气法/排饱和NaHCO3溶液法尾气处理：无图46．氨气（1）工业制法合成氨工业N2+3H22NH3（2）实验室制法①制取原理：固体铵盐与固体强碱的复分解制取方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O图7装置：：固+固气略微向下倾斜的大试管,加热（图7）检验：湿润的红色石蕊试纸,变蓝除杂：通入碱石灰(除水蒸气)收集：向下排空气法尾气处理：水（防倒吸装置）②浓氨水滴入到生石灰(烧碱或碱石灰)表面快速产生氨气。（图9）③加热浓氨水。（图8）图9图87．一氧化氮（1）工业制法①氨气催化氧化制备一氧化氮（硝酸工业的第一步反应）：4NH3+5O24NO+6H2O②二氧化氮溶于水制硝酸的副产物：3NO2+H2O=2HNO3+NO（2）实验室制法第4页共9页制取原理：不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原;制取方程式：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O装置：固+液气分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)如右图净化：浓硫酸（除水蒸气）检验：无色气体,暴露于空气中立即变红棕色收集：排水法尾气处理：收集法（塑料袋）8．二氧化氮（1）工业制法一氧化氮氧化制二氧化氮：（硝酸工业的第二步反应）：2NO+O2=2NO2（2）实验室制法制取原理：不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原;制取方程式：Cu+4HNO₃(浓)====Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O装置：固+液气分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)如右图净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成收集：向上排空气法尾气处理：碱液吸收(3NO2+H2O===2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)9．氧气（1）工业制法：①分离液态空气②电解氧化铝得到副产物氧气：2Al2O34Al+3O2↑③冶炼金属汞、银时得到副产物氧气：2HgO2Hg+O2↑；2Ag2O4Ag+O2↑（2）实验室制法制取原理：含氧化合物自身分解①高锰酸钾受热分解：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO₃2KCl+3O₂↑装置：固＋固气略微向下倾斜的大试管,加热第5页共9页净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：带火星木条,复燃收集：排水法或向上排气法②双氧水催化分解：2H2O22H2O+O2↑（图8-2）10．二氧化硫（1）工业制法①高温煅烧硫铁矿得到二氧化硫：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2②火法炼铜得到副产物二氧化硫：Cu2S+O22Cu+SO2③燃烧硫磺得到二氧化硫：S+O2SO2（2）实验室制法制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解制取方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄==Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O装置：固+液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色;除杂：通入浓H₂SO₄(除水蒸气)收集：向上排气法尾气回收：SO₂+2NaOH===Na₂SO₃+H₂O11．氯气（1）工业制法①电解饱和食盐水得到烧碱、氢气和氯气：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑②冶炼钠时得到钠和氯气：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑③冶炼镁时得到镁和氯气：MgCl2Mg+Cl2↑（2）实验室制法第6页共9页制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物制取方程式：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O装置：固＋固气（分液漏斗,圆底烧瓶）,加热检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;除杂：先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H₂SO₄(除水蒸气)收集：排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收：Cl₂+2NaOH====NaCl+NaClO+H₂O其他制法：常温氧化浓盐酸：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O12、氮气工业制法：分离液态空气实验室制法：（1）NaNO2+NH4ClN2↑+2H2O+NaCl用微弱的火焰小心加热到70℃左右，亚硝酸铵即分解出氮气装置：如右图收集：排水法（2）氨气还原氧化铜制取氮气13．氯化氢（拓展提高）（1）工业制法氢气在氯气中燃烧产生氯化氢：H2+Cl22HCl（2）实验室制法制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解制取方程式：2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑装置：：固＋液气（分液漏斗,圆底烧瓶）,加热检验：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红②靠近浓氨水冒白烟③通入AgNO₃溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO₃沉淀不溶除杂：通入浓硫酸(除水蒸气)收集：向上排气法尾气处理：水（防倒吸装置）其他制法：浓硫酸滴入到浓盐酸中快速制备氯化氢气体。第7页共9页14、实验室制取甲烷（CH4）⑴反应原理：CH3COONa＋NaOHCaO/CH4＋Na2CO3⑵发生装置：固+固气⑶净化方法：浓硫酸（除水蒸气）⑷收集方法：排水集气法/向下排空气法⑸尾气处理：无⑹检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO215、工业制钠：电解熔融的NaCl2NaCl(熔融)通电2Na+Cl2↑。16、工业制镁：主要反应：MgCl2+Ca(OH)2错误!未找到引用源。Mg(OH)2↓+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl错误!未找到引用源。MgCl2+2H2O,MgCl2·6H2O△MgCl2+6H2O,MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑。贝壳（CaCO3）煅烧生石灰水石灰乳海水盐酸MgCl2·6H2O一定条件MgCl2电解Mg(OH)2Mg第8页共9页17、工业制铝铝土矿（Al2O3、Fe2O3等）NaOH溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O过滤：除杂，得到NaAlO2提CO2酸化：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3纯过滤：得到Al(OH)3↓灼烧：2Al(OH)3==========Al2O3+3H2O电解：2Al2O3========4Al+3O2↑18、铁的冶炼：原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。设备：高炉。主要反应：C+O2点燃CO2,C+CO2高温2CO（这两个反应是制造还原剂并提供热量）3CO+Fe2O3高温2Fe＋3CO2,CaCO3高温CaO+CO2↑,CaO+SiO2高温CaSiO3.高温通电冰晶石（过量）第9页共9页从高炉中出来的铁含有2－4.5％的碳，我们称之为生铁，性能差，需进一步的炼制得到性能较好的钢（含碳量0.03%~2%）。高炉的尾气常含有CO有毒气体，常采取净化后循环使用的方法。19、铜的冶炼：工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜，电解中将粗铜连在电源的正极，精铜连在电源的负极，用可溶性的铜盐做电解液。这样通电一段时间后，粗铜上的铜就不断溶下，在精铜表面析出。1.湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2.火法炼铜:（99.95%~99.98%）（99.5%~99.7%）黄铜矿粗铜精铜电解