2020高考化学总复习 第十一章 化学实验基础 36 物质的制备及实验方案的设计与评价课件

第十一章化学实验基础第36讲物质的制备及实验方案的设计与评价微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲微解读考向微预测1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)2．根据实验试题要求设计、评价或改进实验方案3．分析或处理实验数据，得出合理结论。了解控制实验条件的方法4．绘制和识别典型的实验仪器装置图以陌生有机物的制备为载体综合考查基本实验操作是近几年全国卷命题的主要形式。将定性实验与定量实验相结合，根据实验目的设计简单实验方案，或对已有方案进行评价，将实验基础与实验操作相结合，立足于综合实验能力的考查是今后高考命题的趋势。微考点•大突破A基础篇微考点1物质的制备一、常见气体的制备1．常见气体的实验制备原理与收集2.实验室典型的气体发生装置3．气体的净化(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。(2)气体的净化装置与方法①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。②酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2)，可将气体通过盛NaOH溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。4．气体的收集确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。5.尾气处理通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装置有：a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2(气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。b用于收集少量气体然后处理。c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。二、典型物质的实验室制备1．选择最佳反应途径如用铜制硝酸铜：。用铝制氢氧化铝：。2．选择最佳原料如用氯化铝溶液制氢氧化铝：。2Cu＋O2=====△2CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4ClAl3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋43．选择适宜操作方法如制氢氧化亚铁：。4．选择适宜收集分离方法如制乙酸乙酯：。用胶头滴管吸取加热驱赶O2后的NaOH溶液，将滴管末端插入新制的FeSO4溶液液面下，挤出NaOH溶液饱和Na2CO3溶液分液微助学常见干燥剂的选择及装置归纳两项原则、两项注意尾气吸收时应遵循的原则及注意事项1．吸收原则(1)能充分吸收气体。(2)不能倒吸。2．注意事项当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。1．因为氢气无毒，制备氢气时多余的尾气可以直接排放到空气中。()2．1molMnO2与含有4molHCl的浓盐酸在加热条件下反应，生成标准状况下22.4L氯气。()提示虽然氢气无毒，但是在一定范围内氢气浓度过大，遇明火时会发生爆炸，故多余H2应用点燃法处理。××提示二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应，随着反应的进行，盐酸浓度降低，反应停止，生成的氯气小于标准状态下22.4L。3．制备二氧化碳用大理石和稀硫酸反应。()4．氨气通入氯化铝溶液中，现象是先有白色沉淀后溶解。()提示大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙上，阻止反应的进一步进行。××提示氢氧化铝是两性氢氧化物，只溶于强酸和强碱，不溶于氨水。5．用如图所示实验装置制备BaSO3沉淀：()提示硝酸根在酸性条件下具有强氧化性，可使二氧化硫氧化为硫酸，得到硫酸钡沉淀。×FeCl2是一种常用的还原剂。有关数据如下：实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2，回答下列问题：Ⅰ.按如图甲装置用H2还原无水FeCl3制取，装置C的作用是________；E中盛放的试剂是________；D中反应的化学方程式为______________。Ⅱ.按如图乙装置，在三颈烧瓶中放入162.5g无水氯化铁和225g氯苯，控制反应温度在128～139℃加热3h，反应接近100%。冷却，分离提纯得到粗产品。反应如下：2FeCl3＋C6H5Cl―→2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl。(1)该制取反应中，作还原剂的是________。(2)反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点，但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失，原因是________________________。(3)冷却实验装置，将三颈瓶内物质经过过滤、洗涤，干燥后，将得到粗产品。①洗涤所用的试剂可以是________；②回收滤液中C6H5Cl的方法是________。(4)仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率。若要监控氯化铁转化率达到或超过90%，则烧杯中试剂可以是加有酚酞且理论上含________gNaOH的溶液。【读题干】实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2。【抽信息】Ⅰ.用H2还原无水FeCl3制取；Ⅱ.反应原理：2FeCl3＋C6H5Cl―→2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl。【获答案】Ⅰ.按如图甲装置用H2还原无水FeCl3制取，装置C的作用是干燥氢气；E中盛放的试剂是碱石灰；D中反应的化学方程式为H2＋2FeCl3=====△2FeCl2＋2HCl。Ⅱ.(1)该制取反应中，FeCl3是氧化剂，作还原剂的是C6H5Cl。(2)反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点，但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失，原因是实验使用了冷凝回流装置。(3)①C6H5Cl、C6H4Cl2易溶于苯，FeCl2不溶于苯，洗涤所用的试剂可以是苯；②分离互溶液体的一般方法是蒸馏，回收滤液中C6H5Cl的方法是蒸馏滤液，并收集132℃馏分。(4)162.5g无水氯化铁的物质的量是1mol，氯化铁的转化率达到或超过90%，生成氯化氢的物质的量不少于0.45mol，烧杯中的酚酞在氢氧化钠耗尽时由红色变为无色，理论上与0.45molHCl发生反应消耗0.45mol即18gNaOH。【思收获】本题的解题关键：①与H2还原Fe2O3类比完成实验Ⅰ；②结合题给信息和所积累的有关有机实验的知识完成实验Ⅱ。微练一常见气体的制备1．如图，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。现欲利用这些药品分别制取NH3、Cl2、H2、CO2四种气体，试回答以下问题：(1)用A装置可制取的气体有__________，选用B装置可制取的气体有__________，选用C装置可制取的气体有__________。(2)标号①②的仪器名称依次为__________________、______________。(3)写出利用上述有关药品制取氨气的化学方程式：________________________________________________。若要制得干燥的氨气，可选用下列干燥剂中的__________(填选项字母)。a．生石灰b．浓硫酸c．五氧化二磷NH3H2、CO2Cl2分液漏斗圆底烧瓶Ca(OH)2＋2NH4Cl=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2Oa解析根据所给药品的特点，NH3用熟石灰和氯化铵固体加热制备，选A；Cl2用浓盐酸和二氧化锰加热制备，选C；H2用Zn粒和稀H2SO4制备，选B；CO2用大理石和稀盐酸制备，选B。有关气体制备实验装置解题总思路微练二气体的制备与性质的综合实验2．如图所示A～G为实验室常见的仪器、装置(部分固定夹持装置略去)，根据要求回答下列问题。(1)实验室制备氧气方案一：选用装置A，则宜选用的药品是____________________，制备反应的化学方程式为_______________________________；方案二：选用装置C，则宜选用的药品是____________________，制备反应的化学方程式为______________________________。(2)在实验室制取纯净、干燥的氯气，实验过程中要防止污染。①下表是按仪器的连接顺序由上至下依次填写的，请将该表填写完整(加入试剂自选)。氯酸钾和二氧化锰2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑双氧水和二氧化锰2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑答案(2)①②该实验中用仪器D收集Cl2时，进气口应为________(填字母)。(3)用装置C除了能制取氯气外，还能制取的气体有____________________________(填3种气体的化学式)。(4)某化学兴趣小组在实验室模拟合成氨的反应：将N2和H2分别由a、b通入装置F，由c导入如下装置：bH2、O2、CO2(或HCl等)装置F的作用是①______________________________________________；②____________________________________________________。检验NH3的简单方法是__________________________________________________________________________________________________。干燥N2、H2通过观察气泡冒出的速率，调控N2、H2的体积比将湿润的红色石蕊试纸置于导管口处，红色石蕊试纸变蓝，证明有氨气生成解析(1)实验室可以利用二氧化锰催化分解氯酸钾或双氧水制取氧气。(2)①制取的氯气中含有HCl和水蒸气，先通过饱和食盐水除去HCl(净化)，再通过浓硫酸吸收水蒸气(干燥)，收集Cl2后用NaOH溶液吸收多余的Cl2(尾气吸收)。②氯气密度比空气大，选择向上排空气法收集，进气口应为b。(3)用装置C还能制取H2、O2、CO2、HCl等。(4)装置F既能起到干燥气体的作用(利用浓硫酸的吸水性干燥N2、H2)，又能使气体混合，通过观察气泡冒出的速率，调控通入N2、H2的体积比。气体制备实验的操作原则1．“从下往上”原则以Cl2实验室制法为例，装配发生装置顺序：放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精灯位置固定好铁圈→垫上石棉网→固定好圆底烧瓶。2．“从左到右”原则装配复杂装置应遵循从左到右顺序。如上装置装配顺序：发生装置→集气瓶→尾气吸收。3．先“塞”后“定”原则带导管的塞子在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。4．“固体先放”原则上例中，烧瓶内试剂MnO2应在烧瓶固定前装入，以免固体放入时损坏烧瓶。总之固体试剂应在固定前加入相应容器中。5．“液体后加”原则液体药品在烧瓶固定后加入。如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后从分液漏斗中缓慢加入。6．“先验气密性”原则收集或进行气体实验时，应在装入药品前先进行气密性的检查。7．“后点酒精灯”原则所有装置装完后，再点燃酒精灯。微练三有机物的制备与基本操作的融合3．苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某研究性学习小组的同学拟用下列装置制取高纯度的苯甲酸甲酯。有关数据如表所示：请回答下列问题：(1)在烧瓶中混合有机物及浓硫酸的方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________，在实际实验中，甲醇、苯甲酸的物质的量之比远大于理论上物质的量之比，目的是______________________________。装置C中除加入甲醇、苯甲酸与浓硫酸外还需要加