高考化学总复习 第十单元 第3节 物质的制备配套课件.ppt

第3节 物质的制备 1 掌握气体的实验室制法 包括所用试剂 仪器 反应原 理和收集方法 2 掌握常见气体制备原理以及装置选择 3 掌握几种无机物 有机物的制取 回归教材 一 气体的制备 1 制备原理 2kcl 3o2 2kclo3 k2mno4 mno2 o2 2kmno4 2nh4cl ca oh 2 cacl2 2nh3 2h2o mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 续表 ch3ch2oh ch2 ch2 h2o zn h2so4 稀 znso4 h2 caco3 2hcl cacl2 co2 h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 2 发生装置 o2 nh3 c2h2 no co c2h4 h2 co2 h2s so2 no2 cl2 hcl 续表 3 收集方法 溶于水 液体 小于 大于 4 净化与干燥 1 易溶于水的气体杂质可用 来吸收 酸性杂质可用 吸收 碱性杂质可用 吸收 水分可用 来吸收 能与杂质反应生成沉淀 或可溶物 的物质也 可作为吸收剂 水 碱性物质 酸性物质 干燥剂 2 酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体 如co2 so2 no2 hcl h2 cl2 o2 ch4等气体 碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体 如nh3 h2 o2 ch4等气体 中性干燥剂可以干燥中性 酸性 碱性气体 如o2 h2 ch4等 一般情况下 若采用溶液作除杂试剂 则是先除杂后干燥 若采用加热除去杂质 则是先干燥后加热 5 尾气吸收 naoh溶液 点燃法 尾气处理与净化 干燥的原理和装置是一样的 对于有毒 有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收 或点燃 使它们变为无毒 无害 无污染的物质 如尾气cl2 so2 br2 蒸气 等可用 吸收 尾气co可用 处理 二 典型无机物的制备 1 fe oh 3胶体的制备 沸腾 沸水 fecl3饱 1 实验步骤 在洁净的小烧杯里加入约25ml蒸馏水 加热至 然后向 中逐滴加入1 2ml 继续煮沸至液体呈 停止加热 红褐色 2 实验现象及结论 所制胶体呈红褐色透明状 3 有关化学方程式 fecl3 3h2o fe oh 3 胶体 3hcl 和溶液 2 从海水中提取镁 1 冶炼原理 2 工艺流程分析 mgcl2 熔融 mg cl2 海水中含有mgcl2 但丰度 浓度 太低 所 以要富集 蒸发浓缩 海水中除含有mgcl2外 还含有na k 提纯 可以用价格最便宜的碱ca oh 2使mg2 生成mg oh 2 沉淀分离出来 分离 提纯 水解 hcl ca2 cl br i 等其他可溶性离子 所以还要分离 制得无水mgcl2 若在空气中加热mgcl2 6h2o mgcl2会 生成mg oh cl或mgo 所以为了抑制mgcl2的水解并带走mgcl2 6h2o受热产生的水蒸气 应在干燥的 气流中加热mgcl2 6h2o得到无水mgcl2 3 氨碱法制纯碱 1 工业流程 2 原理 nacl nh3 h2o co2 2nahco3 向 中加足量食盐 晶体制成饱和氨盐水 然后向饱和氨盐水中通入足量的co2生成 因为nahco3在该状态下溶解度小 先结晶析出 再加热分解nahco3得到 这种制碱方法是我国化学家侯德榜发明创造的 所以叫侯氏制碱法 nahco3 nh4cl na2co3 h2o co2 浓氨水 nahco3 纯碱 水和二氧化碳 自主测评 1 如下图所示装置可用于收集气体并验证其某些化学性 质 正确的是 解析 氨水密度比空气小 不能用向上排空气法收集 且氨气极易溶于水 进行检验时 导管不能插入溶液中 否则会造成倒吸 a错误 no2通入ki淀粉溶液 溶液变蓝是由于no2溶于水生成hno3 hno3有氧化性 将碘离子氧化为碘单质 b正确 能使澄清石灰水变浑浊的还有二氧化硫气体等 c错误 氯气使紫色石蕊试液先变红后褪色 是由于其和水反应生成盐酸和次氯酸 次氯酸具有漂白性 d错误 答案 b 2 下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集 的是 a no和o2c h2和co b hcl和nh3d so2和co2 解析 no与o2反应生成no2 不能共存 a错误 hcl与nh3反应生成nh4cl 不能共存 b错误 h2和co可以用排水法收集 c错误 so2和co2的密度大于空气 故可用向上排空气法收集 d正确 答案 d 3 下图是一套实验室制取气体装置 用于发生 干燥 收集和吸收有毒气体 下列各实验能利用这套装置进行的是 a mno2和浓盐酸制氯气b 锌粒和稀硫酸制氢气c 铜片和浓硝酸制二氧化氮d 浓氨水和生石灰制氨气 解析 mno2和浓盐酸制氯气需要加热 a错误 锌粒和稀硫酸制氢气收集装置是短进长出 b错误 浓氨水和生石灰制氨气 不能用浓硫酸作干燥剂 氨气会被浓硫酸吸收 d错误 答案 c 4 下列能达到实验目的的是 a 作为安全瓶防止倒吸c 干燥hbr b 喷泉实验d 制取fe oh 2 解析 a中若液体倒吸入广口瓶 由于左边导管在瓶底 液体会继续倒吸 不能起到安全瓶的作用 b项co2被挤入的naoh溶液吸收 压强减小 喷泉形成 c项hbr能被浓硫酸氧化 d项关闭止水夹后 h2仍然送出 不能将feso4溶液压入右边的试管 因而不能制取fe oh 2 答案 b 5 有下列两种转化途径 某些反应条件和产物已省略 下 途径 s h2so4 a 途径 反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性b 途径 的第二步反应在实际生产中可以通过增大o2浓度来降低成本c 由途径 和 分别制取1molh2so4 理论上各消耗1mols 各转移6mole d 途径 与途径 相比更能体现 绿色化学 的理念 是因为途径 比途径 污染相对小且原子利用率高 解析 途径 反应的化学方程式可表示为 s 6hno3 浓 h2so4 6no2 2h2o 属于浓硝酸和非金属单质的反应 产物中无盐生成 因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性 a错 答案 a 重点一 气体实验装置的设计 1 反应尽可能快一些 反应条件尽可能简单 操作比较易行 尽量使制备的产物单一易于分离 尽可能使用常用的仪器设备 反应较为安全或安全性可控 2 操作步骤 组装 从下到上 从左到右 检验气密性 加入药品 排尽装置内的空气 验纯 性质实验或反应 拆除装置 3 若气体产生需加热 应先用酒精灯加热产生气体的装置 等产生气体后 再给实验需要加热的固体物质加热 4 实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性 有些实验为防止 爆炸 或 氧化 应考虑停止加热或通气的顺序 拆卸后的仪器要清洗 干燥 归位 例1 明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料 明矾石的组成和明矾相似 此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质 具体实验流程如下 请回答下列问题 1 操作1所用到的玻璃仪器的名称是 2 由溶液3制取氢氧化铝的离子方程式为 3 明矾石焙烧时产生so2 请你写出能验证so2具有还原性且实验现象明显的化学方程式 5 实验室用fe2o3与co反应来制取单质fe 请按气流由左到右的方向连接下列各装置 顺序为a 在点燃b处的酒精灯前 应进行的操作是 装置c的作用是 a b c d e 检验so2具有还原性 4 检验时 应先加入浓naoh溶 解析 1 操作1是过滤 过滤操作所需要的玻璃仪器为玻璃棒 烧杯和漏斗 2 经氨水浸泡 过滤得到固体氢氧化铝和少量氧化铁固体 再加入试剂1氢氧化钠溶液并过滤 得到溶液3偏铝酸钠溶液 最后通入co2得到氢氧化铝 3 检验so2的还原性方法较多 可以用氯水 溴水或酸性高锰酸钾溶液来 液 然后加热 再用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒进行检验 5 先用naoh溶液除去co中的co2杂质 再通过碱石灰吸收水蒸气 再通过b中红热的氧化铁 再通过naoh溶液洗气除去反应产生的co2 最后点燃未反应的co 答案 1 玻璃棒 烧杯和漏斗 3 so2 cl2 2h2o h2so4 2hcl 4 取少量溶液1 加入浓naoh溶液后加热 有能使湿润可 除去co中的co2 5 c e b c d检查co的纯度有利于点燃co 的红色石蕊试纸变蓝的气体产生 证明有 其他合理答案也 重点二 化学工艺流程中的实验分析 化学工艺流程的命题来源很广 与各个知识模块的结合点较多 因此分析工业生产工艺流程题时 应将流程路线 试题设问和理论知识有机结合起来 它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题 1 原料的预处理 2 控制反应条件的方法 3 避免工艺流程中产生杂质的方法 1 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物 则要注意对温度的控制 如侯氏制碱法中的nahco3 2 如果产物是一种易水解的盐 且水解产物中有挥发性的 酸产生时 则要加相对应的酸来防止水解 3 如果产物是一种强氧化剂 或强还原剂 则要防止它们 与还原性 或氧化性 强的物质接触 4 如果产物是一种易吸收空气中的co2或水而变质的物质 则要注意在制备过程中除去co2或水 也要防止空气中的co2或水进入装置中 物质制备是中学化学试验的重要组成部分 以新物质制备为背景的实验题 涉及知识面广 题型多变 思维发散空间大 能很好地考查综合运用化学试验基础知识解决实际问题的能力 要解决物质的制备 合成等实际的化学问题往往需要从成本角度 原料是否廉价易得 环保角度 是否符合绿色化学的要求 现实角度等思考 所以解题时首先要明确原料和产品 包 括副产品 即箭头进出方向 其次依据流程图分析反应原理 紧扣信息 搞清流程中每一步发生了什么反应 弄清有关反应原理 明确目的 如沉淀反应 除杂 分离 最后联系储存的知识 有效地进行信息的利用 准确表述和工整书写 由于工艺流程常与溶液的配制 物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来 所以只有复习时牢固掌握实验基础知识 才能有效结合题中的信息 准确答题 例2 硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料 以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾 cuso4 5h2o 的生产流程示意图 胆矾和石膏在不同温度下的溶解度s g 100g水 见下表 请回答下列问题 1 红棕色滤渣的主要成分是 2 写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 3 操作i的操作温度应该控制在 左右 4 从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作ii应为 洗涤 干燥 5 反应产物中的no可以循环使用 试仅用一个化学方程 式表示no转化为hno3 解析 对比原料与产品可知 该生产的主要工序 一是除去原料中的杂质铁 二是利用溶解度数据分离石膏和胆矾 再进一步分析 由于目的是制胆矾 则投入的硝酸应反应完 杂 质铁应除去 除铁一般方法是将之氧化成fe3 然后调节溶液ph使之水解完全形成fe oh 3沉淀 该题经这样分析 题设的所有问题自然迎刃而解 答案 1 fe oh 3 2 3cu 2hno3 3h2so4 3cuso4 2no 4h2o 3 100 4 冷却结晶 过滤 5 4no 3o2 h2o 4hno3 解答流程题要注意的问题是 注意化学方程式的书写 反应物 产物的分子式书写要正确 化学方程式要配平 电极反应式和化学方程式一定要书写正确 等号或可逆符号不能少 沉淀 气体 固态 水溶液等符号要标明 注意评价或比较实验方案要全面 反应物种类多少 是否易得 是否对环境有污染 反应产物的种类多少 对目标产物的分离和提纯是否有影响 反应条件是否苛刻 仪器 设备是否要求高 工艺流程 实验步骤的多少 注意描述语言的规范性和准确性 从化学原理的角度 用化学语言作答 要抓住主要问题 针对具体问题作具体分析 要看清题目要求 按要求答题 规范实验装置类试题的答题 实验装置类试题侧重对实验操作 实验过程 实验现象 实验仪器的观察和思考 要求熟练运用化学语言对实验操作 化学原理 实验过程 实验现象和结论进行准确 科学的描述 这类试题要求首先要审清题目要求是什么 实验的现象是什么 关键点是什么 然后根据学过的化学原理进行对照 通过原理对实验现象作出合适的解释 1 巧审题 明确实验的目的和原理 实验原理是解答实验题的核心 是实验设计的依据和起点 实验原理可从题给的化学情景 或题首所给实验目的 并结合元素化合物等有关知识获取 在此基础上 遵循可靠性 简捷性 安全性的原则 确定符合实验目的 要求的方案 2 想过程 理清实验操作的先后顺序 根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程 确定实验操作的方法步骤 把握各步实验操作的要点 理清实验操作的先后顺序 3 看准图 分析各项实验装置的作用 有许多综合实验题图文结合 思考容量大 在分析解答过程中 要认真细致地分析图中所示的各项装置 并结合实验目的和原理 确定它们在该实验中的作用 4 细分析 得出正确的实验结论 实验现象 或数据 是化学原理的外在表现 在分析实验现象 或数据 的过程中 要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因 或从有关数据中归纳出定量公式 绘制变化曲线等 例3 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与 干燥hcl气体反应制得sihcl3 si 3hcl sihcl3 h2 sihcl3与过量h2在1000 1100 反应制得纯硅 已知sihcl3能与h2o强烈反应 在空气中易自燃 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学反应方程式为 2 粗硅与hcl反应完全后 经冷凝得到的sihcl3 沸点33 0 中含有少量sicl4 沸点57 6 和hcl 沸点 84 7 提纯sihcl3采用的方法为 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下 热源及夹 持装置略去 装置b中的试剂是 装置c中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置d中观察到的现象是 装置d不能采用普通 玻璃管的原因是 装置d中发生反应的化学方程式为 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂 填写字母代号 是 b 氯水 a 碘水d kscn溶液 c naoh溶液e na2so3溶液 si 2co 答案 1 sio2 2c 2 分馏 或蒸馏 3 浓硫酸 使滴入烧瓶中的sihcl3气化 有固体物 质生成 在反应温度下 普通玻璃会软化 sihcl3 h2 si 3hcl 排尽装置中的空气 bd 考点一气体的制备1 利用下列各组中的物质制备和收集少量相应的气体 能 采用如下图装置的是 浓氨水和固体naoh制nh3 浓硫酸和浓盐酸制hcl 过氧化氢和二氧化锰制o2 稀硝酸和铜片制no 浓盐酸和二氧化锰制cl2 电石与水制c2h2 a b c d 解析 本题主要考查常见气体的制备原理 装置和收集方法 图示装置适用于固体 或液体 与液体在不加热的条件下反应制备气体 所得的气体能用向上排空气法收集 该气体应比空气重且不和空气中的成分发生反应 答案 b 2 用如下图所示装置进行下列实验 能达到实验目的的是 a 瓶中盛适量浓硫酸 从a口进气来干燥nh3b 从b口进气 用排空气法收集co2c 瓶中盛满水 从b口进气 用排水法收集no2d 瓶中装满水 a口连接导管并伸入量筒中 从b口进气 用排水法测量生成h2的体积解析 浓硫酸与nh3反应 不能用浓硫酸干燥nh3 co2的密度比空气大 应选择向上排空气法 因此应从a口进气 no2与水反应 不能用排水法收集 答案 d 3 2014年广东广州调研 实验室中某些气体的制取 收集 尾气处理 或性质实验 装置如下图所示 用此装置和下表中提 供的物质完成相关实验 合理的选项是 解析 cu与浓硝酸反应生成no2 a错误 浓盐酸与mno2反应制cl2需要加热 b错误 nh3不能用向上排空气法收集 d错误 答案 c 考点二