2021版高考化学一轮复习专题10化学实验7物质的制备与合成课件苏教版

第七单元物质的制备与合成考点1:常见气体的实验室制法1.气体制备的发生装置(b、c)选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型,具体如下:反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等①试管要干燥②试管口略低于试管底③加热时先预热再固定加热④用KMnO4制取O2时,需在管口处塞一小团棉花反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液加热型或液、液加热型Cl2等①加热烧瓶时要垫石棉网②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液不加热型O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体难溶于水③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速2.气体的收集(b)收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水,且又不与水反应的气体O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH33.气体的净化及尾气处理(b、c)(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:【强化训练】1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)用二氧化锰作催化剂制备氧气一定不需要加热。()提示:×。若用二氧化锰作催化剂加热氯酸钾制备氧气时需要加热。(2)除去CO2中混有的HCl,可依次通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶和盛有浓硫酸的洗气瓶。()提示:×。CO2可与碳酸钠溶液反应,应选用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl。(3)吸收NH3可选用如图装置。()提示:√。NH3不溶于CCl4,因此把NH3通入CCl4中不会发生倒吸,NH3从CCl4中逸出,可溶于水被吸收。(4)除去SO2中的水蒸气,可利用盛浓硫酸的U形管。()提示:×。U形管不能用于盛装液体试剂。(5)实验室中可利用二氧化锰或高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气,两制备方法中氯气的发生装置完全相同。()提示:×。二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,高锰酸钾与浓盐酸反应不需要加热,二者制备氯气的装置不同。(6)可利用如图装置收集氢气。()提示:√。氢气难溶于水,可用排水法进行收集。2.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液【解析】选B。A项,NH3的密度比空气的小,收集应用向下排空气法,不符合;C项,铜和稀硝酸反应不能产生NO2,且NO2的吸收不能用水,可以用NaOH溶液;D项,用浓盐酸与MnO2反应制Cl2需要加热,本装置不能满足。3.Ⅰ.实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是______。世纪金榜导学号①固态氯化铵加热分解②固体氢氧化钠中滴加浓氨水③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热Ⅱ.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)。[实验操作]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(如图所示),塞紧瓶塞。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内水位低于外液面时,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)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______。(3)若出现C瓶内水位下降到液面保持不变现象时,A装置内发生的现象是________。C瓶内气体的成分是_______。C瓶内水位下降越多再打开弹簧夹b进行反应实验现象越明显的原因是________。【解析】Ⅰ.实验室制备氨气可选用②④。对于②,向固体NaOH中滴加浓氨水,NaOH溶于水会放出大量的热,使浓氨水分解出氨气。Ⅱ.结合所给装置,操作①的目的在于排出B、C装置外的其余装置内的空气。可通过检验H2纯度的方法来证明空气是否被排净,以保证实验的安全。操作②的目的在于让无底细口瓶C内空气中的O2与H2反应掉,从而提供N2。对于操作③,先加热反应管E中铁触媒的原因是铁触媒在较高温度时活性增大,以便加快氨合成的反应速率。当C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置可看到的现象是锌粒与稀硫酸脱离,不再产生氢气,防止了实验装置中压强过大。此时打开弹簧夹b,锌粒与稀硫酸接触,产生氢气。这样一方面能使无底细口瓶C内的N2、H2经D干燥后进入反应管E内发生反应,另一方面尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率。答案:Ⅰ.②④Ⅱ.(1)排出空气,保证安全(2)铁触媒在较高温度时活性增大,加快氨合成的反应速率N2+3H22NH3(3)锌粒与酸脱离N2、H2尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率△铁触媒4.(高考真题改编题)下列方法中,不能用于实验室里制取氨气的是()A.①②B.①③C.②③D.②④【解析】选B。NH4Cl受热可产生NH3和HCl,但两者相遇会重新反应生成NH4Cl,在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况,因此不能用①的方法制取氨气;③中试管口未向下倾斜,会导致液体倒流而使试管炸裂,不可行;浓氨水滴入氧化钙固体中,会发生反应:CaO+NH3·H2O====Ca(OH)2+NH3↑,故可用②的方法制取氨气;浓氨水受热产生氨气,通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3,所以④符合要求。5.下图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气,则合理的装置组合为世纪金榜导学号()A.①⑤⑧B.③④⑦C.②⑤⑥D.②④⑧【解析】选C。用H2O2制O2的反应原理为2H2O22H2O+O2↑,由反应物的状态和反应条件可选②作为制取装置。干燥O2可选用装置④或装置⑤,要收集干燥的O2只能用装置⑥,故合理的装置组合为②⑤⑥或②④⑥。MnO2====6.如图所示,A、B、C是实验室常用的三种制取气体的装置,提供的药品有:大理石、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用上述药品分别制取NH3、Cl2、H2、CO2四种气体,试回答下列问题:(1)选用A装置可制取的气体有____________,选用B装置可制取的气体有___________。(2)标号①、②的仪器名称分别为______、______。(3)写出利用上述药品制取氨气的化学方程式________________________。若要制得干燥氨气,可选用下列干燥剂中的________________(填序号)。a.生石灰b.浓硫酸c.五氧化二磷(4)检查C装置气密性的操作方法是______________。(5)装置C中发生反应的离子方程式为_____________。若C中有14.6gHCl被氧化,将生成的气体全部通入足量的KI溶液中,产生单质碘的质量为________g。【解析】(1)A装置为固体与固体加热制备气体,可以用于实验室制备氨气;B装置为固体与液体不加热,可以用于实验室制备氢气和二氧化碳;(2)标号①的仪器名称为分液漏斗;标号②的仪器名称为圆底烧瓶;(3)氨气为碱性气体,应选择碱性干燥剂,浓硫酸、五氧化二磷都是酸性干燥剂,生石灰为碱性干燥剂,可以干燥氨气;(4)检查装置C的气密性操作为将导气管末端插入水槽中,用酒精灯微热或用手捂圆底烧瓶,导气管末端有气泡产生,停止加热或松开手后,导气管末端上升一段稳定的液柱,则说明气密性良好;(5)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;若C中有14.6gHCl被氧化,n(HCl)==0.4mol,Cl2+2KI====I2+2KCl,反应中2molHCl被氧化生成1molCl2,1molCl2和碘化钾反应生成1mol碘单质△====114.6g36.5gmol则定量计算关系为2HCl～Cl2～I2210.4mol0.2mol得到碘单质质量为0.2mol×254g·mol-1=50.8g。答案:(1)NH3H2、CO2(2)分液漏斗圆底烧瓶(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑a(4)将导气管末端插入水槽中,用酒精灯微热或用手捂圆底烧瓶,导气管末端有气泡产生,停止加热或松开手后,导气管末端上升一段稳定的液柱,则说明气密性良好(5)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O50.8△====△====【归纳总结】1.物质制备流程2.实验操作流程3.操作先后流程(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:先检查装置气密性,再加药品,后点酒精灯。(4)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、无味的气体,最后除水蒸气。(5)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验:往往是最后停止通气。考点2:物质的制备与合成1.氢氧化铝(a)(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。Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+34NH2.氢氧化亚铁(b)(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(c)(1)原理。化学方程式:________________________________。△====FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl(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。红褐色4.乙酸乙酯的制备(b)(1)原理:______________________________________。CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O浓硫酸△(2)收集所用试剂:_______________。现象:碳酸钠溶液上层有______________________________。饱和碳酸钠溶液无色油状且具有特殊香味的液体(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5.硫酸亚铁铵的制备(b)(1)写出硫酸亚铁铵的制备所涉及的化学反应。_____________________;______________________________________________。Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O====(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓制