2020版高三化学一轮复习 第十章 第四节 常见物质的制备课件 新人教版

返回导航第四节常见物质的制备[考纲展示]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.掌握几种重要的有机物和无机物的制备。3.识别典型的实验仪器装置图。返回导航考点一气体的制备和收集1．常见气体制备的反应原理(1)O2：2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑；(2)H2：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；(3)NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；(4)CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；返回导航(5)Cl2：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(6)SO2：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；(7)NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。2．常见气体制备的发生装置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，具体如表中所示：返回导航反应装置类型装置选择注意事项固体与固体加热装置①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂；②铁夹应夹在距试管口约13处；③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长，否则会阻碍气体的导出返回导航固体与液体不加热装置①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器，如图甲，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置，如图乙；②装置乙、丁、戊、己中长颈漏斗的下端应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；③加入的液体反应物(如酸)要适当；④粉末状固体与液体反应或产物为返回导航固体与液体(液体与液体)加热装①先把固体药品加入烧瓶中，然后滴加液体药品，要注意液体滴加的速度，保证产气速率平稳，易于收集；②若使用分液漏斗，则需要在滴液的过程中，打开漏斗活塞，以保证液体能够顺利滴下；③分液漏斗中的液体滴完后，要关闭漏斗活塞，防止气体经漏斗逸出；④装置乙中的温度计必须插在反应液中；⑤烧瓶加热需要垫石棉网返回导航3.气体的收集方法排水法①难溶或微溶于水，且与水不发生化学反应的气体，都可用排水集气法收集；②用排水集气法收集气体时，导管不伸入试管(或集气瓶)底部返回导航向上排空气法①比空气密度大的气体可用向上排空气法收集；②用排空气法收集气体时，导管一定要伸入集气瓶(或试管)底部，目的是把集气瓶(或试管)中的空气尽量排出；③为防止外界空气向集气瓶内扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片，若用试管收集时，可在试管口塞上一小团疏松的棉花返回导航向下排空气法比空气密度小的气体可用向下排空气法收集，如H2、NH3和CH4等气体排特殊溶液法①氯气可用排饱和食盐水的方法收集；②二氧化碳可用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集返回导航(1)NO不能用排空气法收集，主要因为NO易与空气中氧气反应生成NO2。(2)密度与空气接近，且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集，如N2、CO、乙烯等。返回导航1．如下几种制备气体的方案，不宜采取的是()①稀硝酸与锌粒反应制H2②用水与过氧化钠固体反应制O2③用稀硫酸和大理石反应制备CO2返回导航④氧化钙和浓氨水制NH3⑤NaI和浓硫酸混合共热制HI⑥铜与浓硝酸反应制NO2A．仅①③⑤B．仅①②③C．仅③④D．全部答案：A返回导航2．下列装置或操作能达到实验目的是()答案：C返回导航3．下列制备和收集气体的实验装置合理的是()答案：D返回导航棉花团在气体制取装置中的作用(1)加热KMnO4制备O2时，应在加热的试管管口放一团棉花，以防止KMnO4粉末随气流进入导管。(2)用NH4Cl与Ca(OH)2制取NH3时，药品要干燥，收集时试管管口常堵一团蘸有稀硫酸的棉花，可以减少对流，增大氨气的纯度，稀硫酸可以吸收氨气，防止污染环境。返回导航考点二气体的净化与尾气吸收一、常见气体的净化方法和净化装置1．常见气体的净化方法：气体的净化可分为物理方法和化学方法。遵循的原则：不损失原来气体，不引入新杂质。(1)物理方法①液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。②水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3。返回导航(2)化学方法①氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等。②酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去CO2。③沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4＝CuS↓＋H2SO4。返回导航2.常见净化装置a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b装置一般盛液体试剂，用于洗液。c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。返回导航3．常见干燥剂液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰不可干燥气体NH3、HBr、HINH3CO2、SO2、Cl2、NO2返回导航二、尾气的处理1．转化处理对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如表所示：返回导航液体吸收法点燃法收集法处理装置适用气体装置A适用于吸收溶解度小的气体，如Cl2、CO2等；装置B、C可吸收溶解度大的气体，如HCl、HBr、NH3等CH4、CH2＝CH2H2、CO等CO、NH3、H2S等返回导航2.直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。返回导航选择气体干燥剂应注意的事项(1)酸性干燥剂(如浓硫酸、P2O5等)不能用来干燥碱性气体。(2)碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体(如CO2)。(3)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)。返回导航题组气体的净化与尾气吸收1．(2017·东北联考)为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图中选择合适的装置并连接，合理的是()返回导航A．a－a′→d－d′→eB．b－b′→d－d′→gC．c－c′→d－d′→gD．d－d′→c－c′→f答案：C返回导航解析：选C。由盐酸和大理石制得的CO2气体中混有HCl和H2O，HCl可用饱和碳酸氢钠溶液除去，H2O可用浓硫酸吸收。由于CO2气体能溶于水，因此不能用排水法收集，考虑到CO2气体的密度比空气大，故用向上排空气法收集，综合以上几点可得选项C正确。返回导航2．(2018·福建名校高三模拟)如图把气体通过盛有足量试剂的试剂瓶A，在试管B中可以观察到明显现象的是()返回导航选项气体试剂瓶A试管BASO2、CO2KMnO4溶液品红溶液BCl2、HCl浓硫酸淀粉溶液CNH3、CO2浓硫酸酚酞试液DC2H4、CH4KMnO4溶液溴的CCl4溶液答案：B返回导航解析：选B。SO2、CO2先通入KMnO4溶液，SO2被KMnO4氧化，再通入品红溶液，无明显现象，A项错误；Cl2、HCl与浓硫酸不反应，再通入淀粉溶液，发生反应：2KI＋Cl22KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝，B项正确；NH3、CO2先通入浓硫酸，NH3被吸收，再通入酚酞试液，无明显现象，C项错误；C2H4、CH4先通入KMnO4溶液，C2H4被氧化，再通入溴的四氯化碳溶液，CH4能溶解，无明显现象，D项错误。返回导航3．在新制的CO2中常混有O2、H2S、HCl和水蒸气四种杂质，可使用：①浓H2SO4；②红热的铜网；③饱和NaHCO3溶液；④CuSO4溶液，逐一除去杂质，得到干燥、纯净的CO2。其正确的操作顺序是()A．①③④②B．②③①④C．④①③②D．③④①②答案：D返回导航4．下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A．铜屑和浓硝酸B．二氧化锰和浓盐酸C．Zn和稀H2SO4D．碳酸钙和稀盐酸答案：D返回导航5．以下各种尾气吸收装置，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是()答案：B返回导航6．(2015·课标全国卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：返回导航(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是__________________________，由此可知草酸晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是___________________________________________________。返回导航(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。返回导航①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、________。装置H反应管中盛有的物质是________。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________________________________________________________。(3)设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强___________________________。②草酸为二元酸_________________________________。返回导航答案：(1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)①F、D、G、H、D、ICuO(氧化铜)②前面澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生②用NaOH标准溶液滴定草酸，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍返回导航解析：1)装置C中澄清石灰水的作用是检验是否有CO2气体生成，若有CO2气体生成，澄清石灰水变浑浊。装置B中冰水的作用是降低温度，使生成的水和草酸(题给信息：受热脱水、升华)冷凝。若草酸进入装置C，会生成草酸钙沉淀，干扰CO2检验。(2)检验CO可通过检验CO还原黑色的CuO生成的CO2进行。因为分解产物中有二氧化碳，所以先要除去二氧化碳，可用浓氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，并用澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，再用无水氯化钙干燥一氧化碳，然后通过加热的氧化铜，再用澄清石灰水检验返回导航生成的二氧化碳气体，没有反应掉的一氧化碳可用排水法收集。若前面澄清石灰水无现象，H中黑色的氧化铜变红色，后面的澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物有一氧化碳(3)①证明草酸的酸性比碳酸强，可以利用溶液中较强酸制较弱酸的原理，将草酸与NaHCO3溶液混合，看是否有气体产生。②证明草酸是二元酸，可以利用酸碱中和滴定原理，若消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍，即可证明草酸是二元酸。返回导航气体制备实验中应注意的6项安全问题(1)爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致；(2)炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致；(3)暴沸：大火加热液体、受热液体沸点低等导致；返回导航(4)倒吸：气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致；(5)堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致；(6)空气污染：生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。返回导航考点三物质制备的综合性实验1．有关物质的制备，特别是有关气体的制备及性质实验是高考中考查的重要内容。学生应掌握的气体制备实验有：三种单质(H2、O2、Cl2)的制备、三种氢化物(HCl、H2S、NH3)的制备、五种氧化物(CO2、SO2、NO2、NO、CO)的制备、两种有机物(C2H4、C2H2)的制备。复习时，除了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。返回导航2．综合性气体制备实验的设计顺序：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置返回导航3．实验装置总思路返回导航4．信息类物质制备思考方法(1)浏览全题，确定目的；(2)注意表格