2017年高考化学一轮复习-第10章-化学实验-第1讲-常见物质的制备课件.ppt

第第1 1讲常见物质的制备讲常见物质的制备【最新考纲最新考纲】1.掌握常见气体的实验室制法掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法器、反应原理和收集方法)。2.识别典型的实验仪器装置图。识别典型的实验仪器装置图。考点一气体的制备和收集考点一气体的制备和收集1常见气体制备的反应原理常见气体制备的反应原理2常见气体制备的发生装置常见气体制备的发生装置选选择择反反应应装装置置一一般般需需从从反反应应物物的的状状态态、溶溶解解性性和和反应条件确定制气装置类型，具体如表中所示：反应条件确定制气装置类型，具体如表中所示：能否用加热能否用加热NH4Cl的方法制备氨气？的方法制备氨气？思思考考提提示示：不不能能，氯氯化化铵铵受受热热分分解解生生成成氨氨气气和和氯氯化化氢氢，冷冷却却后后氨氨气气和和氯氯化化氢氢重重新新化化合合生生成成氯氯化化铵铵，最终得不到氨气。最终得不到氨气。3气体的收集方法气体的收集方法(1)NO不不能能用用排排空空气气法法收收集集，主主要要因因为为NO易易与与空空气中氧气反应生成气中氧气反应生成NO2。(2)密密度度与与空空气气接接近近，且且不不与与水水反反应应或或不不溶溶于于水水的的气体最好用排水法收集气体最好用排水法收集，如，如N2、CO、乙烯等。、乙烯等。【典典例例1】(2014天天津津卷卷)实实验验室室制制备备下下列列气气体体时时，所所用方法正确的是用方法正确的是()A制制氧氧气气时时，用用Na2O2或或H2O2作作反反应应物物可可选选择择相相同同的的气体发生装置气体发生装置B制氯气时，用饱和制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体溶液和浓硫酸净化气体C制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体D制二氧化氮时，用水或制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气溶液吸收尾气解析：解析：由由Na2O2、H2O2制取制取O2的反应分别为：的反应分别为：2Na2O22H2O=4NaOHO2、2H2O2 2H2OO2，均均可可选选取取固固体体与与液液体体在在不不加加热热条条件件下下制制取取气气体体的的装装置置，A正正确确。Cl2通通过过饱饱和和NaHCO3溶溶液液时时产产生生CO2气气体体，净净化化氯氯气气时时应应先先用用饱饱和和NaCl溶溶液液除除去去HCl，再再用用浓浓硫硫酸酸进进行行干干燥燥，B错错误误。乙乙烯烯难难溶溶于于水水，其其密密度度小小于于空空气气，故可采用排水法或向下排空气法收集乙烯故可采用排水法或向下排空气法收集乙烯，但但由由于于乙乙烯烯与与空空气气的的密密度度相相差差不不大大，故故采采用用向向下下排排空空气气法法收收集集到到的的乙乙烯烯不不纯纯净净，C错错误误。用用水水吸吸收收NO2尾尾气气时时，发发生生的的反反应应为为3NO2H2O=2HNO3NO，产产生生污污染染性性气气体体NO，故故常常用用NaOH溶溶液液吸吸收收NO2，D错误。错误。答案：答案：A题组一气体制备原理及发生装置的选择题组一气体制备原理及发生装置的选择1设设计计四四种种制制备备气气体体的的方方案案：加加热热NH4Cl制制备备氨氨气气；加加热热稀稀盐盐酸酸和和MnO2制制备备氯氯气气；用用稀稀硫硫酸酸和和大大理理石石制制备备二二氧氧化化碳碳；用用浓浓硫硫酸酸和和锌锌粒粒制制备备氢氢气气，不宜采用的方案有不宜采用的方案有()A只有只有和和 B只有只有和和C只有只有和和 D解解析析：中中NH4Cl NH3HCl，冷冷却却时时，NH3HCl=NH4Cl；中中应应使使用用浓浓盐盐酸酸；中中应使用盐酸；应使用盐酸；中应使用稀硫酸或盐酸。中应使用稀硫酸或盐酸。答案：答案：D2(2015山山东东济济南南模模拟拟)N2在在诸诸多多领领域域用用途途广广泛泛。某某化化学学兴兴趣趣小小组组为为探探究究在在实实验验室室制制备备较较为为纯纯净净N2的的方方法法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。查阅资料查阅资料N2的制法有下列三种方案：的制法有下列三种方案：方案方案1：加热：加热NaNO2和和NH4Cl的浓溶液制得的浓溶液制得N2。方方案案2：加加热热条条件件下下，以以NH3还还原原CuO可可制制得得N2，同同时获得活性铜粉。时获得活性铜粉。方案方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。实验准备实验准备以以实实验验室室常常见见仪仪器器(药药品品)等等设设计计的的部部分分装装置置如如下下图图(有有的夹持和加热仪器未画出的夹持和加热仪器未画出)。分析交流分析交流(1)若以方案若以方案1制得制得N2，应选择的发生装置是，应选择的发生装置是_。(2)若若按按方方案案2制制得得干干燥燥、纯纯净净的的N2，且且需需要要的的NH3以以生生石石灰灰和和浓浓氨氨水水作作原原料料，整整套套制制气气装装置置按按气气流流从从左左到到右的连接顺序是右的连接顺序是(填写序号填写序号)_。获得。获得N2的反应原理是的反应原理是(写反应方程式写反应方程式)_。(3)若若以以排排水水法法收收集集N2，其其中中会会混混入入水水蒸蒸气气。但但也也不不宜宜用用排排空空气气法法，其其原原因因是是_。你你提提出出的收集方法是的收集方法是_。(4)上上 述述 三三 个个 方方 案案 中中，制制 得得 的的 N2纯纯 度度 最最 差差 的的 是是_。在在N2纯纯度度要要求求不不甚甚严严格格的的情情况况下下，有有人人建建议议将将方方案案2和和方方案案3结结合合使使用用，你你认认为为其其优优点点是是_。解解析析：(1)方方案案1为为加加热热两两种种液液态态物物质质，符符合合此此条条件件的的只有只有A设备。设备。(2)方方案案2为为固固体体和和气气体体的的反反应应，且且需需加加热热反反应应器器应应选选择择B，但但要要求求通通入入的的氨氨气气干干燥燥且且纯纯净净，利利用用浓浓氨氨水水和和生生石石灰灰反反应应制制取取氨氨气气为为固固液液不不加加热热的的装装置置，应应选选择择E，但但同同时时有有水水蒸蒸气气生生成成，因因此此利利用用碱碱石石灰灰来来干干燥燥，反反应应完完毕毕后后产产生生的的水水蒸蒸气气与与没没有有参参与与反反应应的的氨氨气气与与氮氮气气一一同同导导出出，利利用用浓浓硫硫酸酸既既可可以以除除去去水水，又又可可以以除除去去氨氨气。气。(3)排排气气法法收收集集气气体体主主要要是是利利用用气气体体密密度度的的差差别别，因因此此可可以以利利用用直直接接排排空空内内部部空空气气的的装装置置来来收收集集氮氮气。气。(4)方方案案3利利用用了了除除去去空空气气中中的的氧氧气气即即得得氮氮气气的的原原理理，空空气气中中除除了了氧氧气气和和氮氮气气外外还还有有二二氧氧化化碳碳和和稀稀有气体有气体，因此所得因此所得N2纯度最差。纯度最差。答案：答案：(1)A (2)EDBC2NH33CuO 3CuN23H2O(3)N2的的相相对对分分子子质质量量为为28，与与空空气气的的平平均均相相对对分分子子质质量量相相近近(用用气气体体密密度度大大小小比比较较回回答答问问题题也也可可)用气囊收集用气囊收集(其他合理答案也可其他合理答案也可)(4)方案方案3CuO和和Cu可循环利用，节省药品可循环利用，节省药品【归归纳纳提提升升】制制备备同同种种气气体体时时，要要注注意意发发生生装装置置是是根根据据反反应应原原理理进进行行选选择择的的。如如用用加加热热KMnO4制制备备O2、加加热热Ca(OH)2和和NH4Cl制制备备NH3均均选选用用固固固固加加热热装装置置；用用双双氧氧水水在在MnO2作作用用下下制制O2、用用浓氨水和浓氨水和CaO制备制备NH3均选用固均选用固液不加热装置。液不加热装置。题组二气体收集装置的选择和利用题组二气体收集装置的选择和利用3(2015广广州州四四校校联联考考)以以下下集集气气装装置置中中不不正正确确的的是是()解解析析：二二氧氧化化碳碳的的密密度度大大于于空空气气的的密密度度，宜宜采采用用向向上上排排空空气气法法，A正正确确；NO难难溶溶于于水水，也也不不与与水水反反应应，可可以以用用排排水水法法收收集集，B正正确确；氨氨气气极极易易溶溶于于水水，只只能能用用向向下下排排空空气气法法收收集集，C正正确确；氯氯气气能能溶溶于水于水，应该用排饱和食盐水法收集应该用排饱和食盐水法收集，D错误。错误。答案：答案：D4某某化化学学课课外外活活动动小小组组的的同同学学们们组组装装了了如如图图所所示示的的仪仪器器和和装装置置，欲欲经经过过简简单单连连接接，制制备备中中学学化化学学常见的常见的4种不同的气体种不同的气体(暂不考虑尾气的吸收暂不考虑尾气的吸收)。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)甲甲同同学学用用橡橡胶胶管管连连接接了了装装置置ADE，请请用用化化学学反反应应方方程程式式表表示示这这一一连连接接装装置置可可能能制制备备的的一一种种气气体体_。(2)乙乙同同学学用用橡橡胶胶管管连连接接了了装装置置BF，请请用用化化学学反反应应方方程程式式表表示示这这一一连连接接装装置置可可能能制制备备的的一一种种气气体体_。(3)丙丙同同学学用用橡橡胶胶管管连连接接了了装装置置CDE，请请用用化化学学反反应应方方程程式式表表示示这这一一连连接接装装置置可可能能制制备备的的一一种种气气体体_。(4)丁丁同同学学用用橡橡胶胶管管连连接接了了装装置置CDG，请请用用化化学学反反应应方方程程式式表表示示这这一一连连接接装装置置可可能能制制备备的的一一种种气气体体_。【归纳提升归纳提升】(1)NO不能用排空气法收集不能用排空气法收集，主要主要因为因为NO易与空气中氧气反应生成易与空气中氧气反应生成NO2；NO2不能用不能用排水法收集排水法收集，反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：3NO2H2O=2HNO3NO。(2)密度与空气接近密度与空气接近，且不与水反应或不溶于水的气且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集体最好用排水法收集，如氮气、如氮气、CO、乙烯等。、乙烯等。考点二气体的净化与尾气吸收考点二气体的净化与尾气吸收1常见气体的净化方法和净化装置常见气体的净化方法和净化装置(1)常常见见气气体体的的净净化化方方法法：气气体体的的净净化化可可分分为为物物理理方方法和化学方法。法和化学方法。遵循的原则：不损失遵循的原则：不损失原来气体原来气体，不引入，不引入新杂质新杂质。物理方法。物理方法。a液化法：利用沸点不同从空气中分离出液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和和O2。b水水洗洗法法：利利用用溶溶解解度度不不同同从从N2和和NH3的的混混合合气气体体中除去中除去NH3。化学方法。化学方法。a氧氧化化还还原原法法：通通过过灼灼热热的的铜铜丝丝网网除除去去混混合合气气体体中中的的O2；通过灼热的；通过灼热的CuO除去除去H2、CO等。等。b酸酸碱碱法法：将将NH3和和CO2的的混混合合气气体体通通过过碱碱石石灰灰除除去去CO2。c沉沉淀淀法法：除除去去CO2中中的的H2S可可利利用用CuSO4溶溶液液，H2SCuSO4=CuSH2SO4。(2)常见净化装置。常见净化装置。图图a为为加加热热固固态态试试剂剂以以除除去去固固体体中中杂杂质质的的装装置置，为为防防止止固固体体“流流动动”，两两端端用用石石棉棉或或玻玻璃璃棉棉堵堵住住，但但要要使使气气流流通通畅畅。图图b所所示示装装置置一一般般盛盛液液体体试试剂剂，用用于于洗液。图洗液。图c所示装置一般盛固体试剂，用于气体除所示装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。杂和定量计算。(3)常见干燥剂。常见干燥剂。2.尾气的处理尾气的处理(1)转化处理。转化处理。对对有有毒毒、有有害害的的气气体体必必须须用用适适当当的的方方法法予予以以吸吸收收或或点点燃燃变变为为无无毒毒、无无害害的的气气体体，再再排排放放到到空空气气中中。实实验室中常见有毒气体的处理方法如表所示：验室中常见有毒气体的处理方法如表所示：(2)直接排入空气中。直接排入空气中。主主要要是是针针对对无无毒毒、无无害害气气体体的的处处理理。如如N2、O2、CO2等。等。(3)尾气处理装置。尾气处理装置。吸收型。吸收型。燃烧型。燃烧型。贮存型。贮存型。选择气体干燥剂的注意事项选择气体干燥剂的注意事项(1)酸酸性性干干燥燥剂剂(如如浓浓硫硫酸酸、P2O5等等)不不能能用用来来干干燥燥碱碱性性气体。气体。(2)碱碱性性干干燥燥剂剂(如如碱碱石石灰灰、生生石石灰灰、固固体体NaOH等等)不不能用来干燥酸性气体能用来干燥酸性气体(如如CO2)。(3)有有氧氧化化性性的的干干燥燥剂剂(如如浓浓硫硫酸酸)不不能能干干燥燥有有还还原原性性的的气体气体(如如H2S、HI等等)。【典典例例2】(2014上上海海卷卷)如如图图是是用用于于干干燥燥、收收集集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是()解解析析：A.氯氯化化氢氢是是酸酸性性气气体体，能能和和碱碱性性干干燥燥剂剂碱碱石石灰灰发发生生反反应应，不不能能用用碱碱石石灰灰干干燥燥，A错错误误；B.氨氨气气密密度度小小于于空空气气，采采用用此此方方法法收收集集氨氨气气时时应应该该是是短短导导管管进进，长长导导管管出出，B错错误误；C.二二氧氧化化硫硫是是酸酸性性气气体体，能能用用中中性性干干燥燥剂剂氯氯化化钙钙干干燥燥，且且二二氧氧化化硫硫的的密密度度大大于于空空气气，用用向向上上排排空空气气法法收收集集，C正正确确；D.一一氧氧化化氮氮极极易易被被空空气气中中的的氧氧气气氧氧化化生生成成二二氧氧化化氮氮，不不能能用用排排空气法收集空气法收集，D错误。错误。答案：答案：C气体除杂的一般思路气体除杂的一般思路气气体体的的除除杂杂，首首先先要要判判断断气气体体中中的的杂杂质质。判判断断气气体体中中的杂质的方法：的杂质的方法：(1)看看反反应应物物的的性性质质，如如用用盐盐酸酸制制取取的的气气体体中中应应含含有有HCl气体杂质。气体杂质。(2)看看气气体体是是否否完完全全反反应应，如如用用CO2与与Na2O2反反应应制制取取的氧气中应含有的氧气中应含有CO2杂质。杂质。(3)看看反反应应实实质质，如如C和和浓浓硫硫酸酸加加热热制制取取的的SO2中中一一定含有定含有CO2。(4)看是否有副反应发生等。看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。题组一气体制备原理及发生装置的选择题组一气体制备原理及发生装置的选择1(2015东东北北联联考考)为为了了净净化化和和收收集集由由盐盐酸酸和和大大理理石石制制得得的的CO2气气体体，从从下下图图中中选选择择合合适适的的装装置置并并连连接，合理的是接，合理的是()Aaadde BbbddgCccddg Dddccf解解析析：由由盐盐酸酸和和大大理理石石制制得得的的CO2气气体体中中混混有有HCl和和H2O，HCl可可用用饱饱和和碳碳酸酸氢氢钠钠溶溶液液除除去去，H2O可可用用浓浓硫硫酸酸吸吸收收。由由于于CO2气气体体能能溶溶于于水水，因因此此不不能能用用排排水水法法收收集集，考考虑虑到到CO2气气体体的的密密度度比比空空气气大大，故故用用向向上上排排空空气气法法收收集集，综综合合以以上上几几点点可可得得选选项项C正确。正确。答案：答案：C2(2015苏苏州州八八校校联联考考)当当氢氢气气中中混混有有氯氯化化氢氢、硫硫化化氢氢、二二氧氧化化碳碳和和水水蒸蒸气气时时，为为得得到到干干燥燥纯纯净净的的氢氢气气，操操作作步步骤骤和和顺顺序序完完全全正正确确的的是是(每每一一步步只只除除去去一一种种杂杂质质)()通通过过装装浓浓硫硫酸酸的的洗洗气气瓶瓶通通过过装装水水的的洗洗气气瓶瓶通通过过装装NaOH溶溶液液的的洗洗气气瓶瓶通通过过灼灼热热的的氧氧化化铜铜通通过过装装硫硫酸酸铜铜溶溶液液的的洗洗气气瓶瓶通通过过装装有有五五氧氧化化二磷的干燥管二磷的干燥管A BC D解解析析：浓浓H2SO4除除水水，水水除除HCl，NaOH溶溶液液除除CO2，CuSO4溶溶液液除除H2S。注注意意由由每每一一步步只只除去一种杂质定除杂顺序。除去一种杂质定除杂顺序。答案：答案：A【归纳提升归纳提升】(1)干燥气体时选择干燥剂的原则。干燥气体时选择干燥剂的原则。不不减减原原则则：即即通通过过干干燥燥操操作作之之后后，目目标标气气体体的的量量不能减少。不能减少。不反应原则：干燥剂不能与目标气体反应。不反应原则：干燥剂不能与目标气体反应。(2)气体除杂原则。气体除杂原则。先先除除杂杂质质后后干干燥燥；用用加加热热法法除除去去杂杂质质时时，应应先先干干燥后加热。燥后加热。用用洗洗气气瓶瓶吸吸收收气气体体杂杂质质时时，气气流流方方向向是是长长管管进进，短短管管出出。用用干干燥燥管管吸吸收收气气体体杂杂质质时时，气气流流方方向向是是大口进大口进，小口出。小口出。若若气气体体中中含含有有多多种种酸酸性性气气体体杂杂质质时时，应应先先将将酸酸性性较较强强的的杂杂质质气气体体除除去去，再再除除酸酸性性较较弱弱的的杂杂质质气气体。体。题组二气体的尾气处理题组二气体的尾气处理3(2015河河北北衡衡水水模模拟拟)可可用用如如图图所所示示装装置置干干燥燥、收集及尾气处理的气体是收集及尾气处理的气体是()H2S HCl NH3 Cl2SO2 C2H4A和和 B和和C和和 D和和解解析析：H2S和和NH3不不能能用用浓浓H2SO4干干燥燥，C2H4不不能能用用排排空空气气法法收收集集，Cl2应应用用NaOH溶溶液液进进行行尾尾气气处理。处理。答案：答案：B4以以下下各各种种尾尾气气吸吸收收装装置置中中，不不适适合合于于吸吸收收HCl气体，且不能防止倒吸的是气体，且不能防止倒吸的是()解析：解析：B项项，漏斗插入液面太深漏斗插入液面太深，不能防止倒吸。不能防止倒吸。答案：答案：B5(2015河河北北沧沧州州质质检检)从从固固体体混混合合物物A出出发发可可以以发发生如图所示的一系列变化：生如图所示的一系列变化：(1)在在实实验验室室中中常常用用反反应应制制取取气气体体C。若若要要收收集集气气体体C，可选择下图装置中的，可选择下图装置中的_(填字母填字母)。(2)操操作作的的名名称称是是_，在在操操作作中中所所使使用用的的玻璃仪器的名称是玻璃仪器的名称是_。(3)写出下列反应的方程式：写出下列反应的方程式：反应反应的化学方程式：的化学方程式：_，反应反应的化学方程式：的化学方程式：_。(4)在在实实验验室室中中，要要获获得得干干燥燥纯纯净净的的黄黄绿绿色色气气体体F，可可以以将将它它通通过过下下图图中中的的装装置置，其其中中瓶瓶中中盛盛放放的的是是_，瓶，瓶中盛放的是中盛放的是_。(5)实实验验中中必必须须吸吸收收多多余余的的气气体体，以以免免污污染染空空气气。下下图图是是实实验验室室用用NaOH溶溶液液吸吸收收气气体体F的的装装置置，合合理的装置是理的装置是_(填编号填编号)。解解析析：由由框框图图中中气气体体F为为黄黄绿绿色色，可可知知气气体体F是是Cl2，固固体体DI(浓浓溶溶液液)Cl2，则则固固体体D为为MnO2，I为为HCl，由由转转化化关关系系知知G为为H2，结结合合元元素素化化合合物物知知识识推推知知E为为活活泼泼金金属属氯氯化化物物，推推测测A为为KClO3与与MnO2的的混合物混合物，加热产生气体加热产生气体C为为O2，E为为KCl，H为为KOH。(1)由由于于O2不不易易溶溶于于水水、比比空空气气的的密密度度大大，故故收收集集O2可用向上排空气法或排水法可用向上排空气法或排水法，即可选装置即可选装置A和和B。【归归纳纳提提升升】气气体体制制备备实实验验中中应应注注意意的的6项项安安全全问题问题(1)爆爆炸炸：可可燃燃性性气气体体的的点点燃燃、不不纯纯气气体体受受热热、气气体导管堵塞导致。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。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。暴沸：大火加热液体、受热液体沸点低等导致。(4)倒倒吸吸：气气体体在在用用液液体体吸吸收收或或与与液液态态试试剂剂反反应应时时，由于极易溶解或反应导致。由于极易溶解或反应导致。(5)堵堵塞塞：生生成成的的蒸蒸气气易易凝凝结结、生生成成气气体体的的同同时时产产生粉尘等导致。生粉尘等导致。(6)空空气气污污染染：生生成成的的气气体体有有毒毒，缺缺少少尾尾气气处处理理措措施或措施不当导致。施或措施不当导致。