[原创]2017年《南方新课堂·高考总复习》化学 第十单元 第3讲 物质的制备[配套课件]

1、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、气体的制备气体反应原理(反应条件、化学方程式)O2_NH3_Cl2_NO_1制备原理2KCl3O22KClO3K2MnO4MnO2O22KMnO42NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2OMnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O气体反应原理(反应条件、化学方程式)C2H4_H2_CO2_NO2_(续表)CH3CH2OHCH2=CH2H2OZnH2SO4(稀)=

2、ZnSO4H2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O固体固体；加热固体液体；不加热 固(或液)体液体；加热可用于制_等可用于制_等可用于制_等2.发生装置O2、NH3C2H2NO、CO、C2H4H2、CO2、H2S、SO2、NO2、Cl2、HCl、固体固体；加热固体液体；不加热固(或液)体液体；加热(1) 试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂；(2)铁夹应夹在距试管口 处；(3) 胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出(1)在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不

3、到液封的作用；(2)加入的液体反应物(如酸)要适量；(3)块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备(1) 先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；(2)要正确使用分液漏斗(续表)133.收集方法溶于水小于装置类型排水集气法向上排空气集气法向下排空气集气法装置示意图适用范围不_的气体密度_空气的气体密度_空气的气体典型气体H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4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

4、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。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。沸腾沸水FeCl3饱和溶

5、液红褐色二、典型无机物的制备1Fe(OH)3 胶体的制备。(1)实验步骤：在洁净的小烧杯里加入约 25 mL 蒸馏水，加热至_，然后向_中逐滴加入 12 mL_，继续煮沸至液体呈_，停止加热。(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:_。FeCl33H2O Fe(OH)3(胶体)3HCl2从海水中提取镁。(1)冶炼原理：_。(2)工艺流程分析。蒸发浓缩_：海水中含有 MgCl2，但丰度(浓度)太低，所以要富集；MgCl2(熔融)MgCl2沉淀分离出来；制得无水 MgCl2：若在空气中加热 MgCl26H2O，MgCl2会_生成 Mg(OH)Cl 或 MgO，所以为了抑

6、制 MgCl2 水解并带走 MgCl26H2O 受热产生的水蒸气，应在干燥的_气流中加热 MgCl26H2O 得到无水 MgCl2。分离提纯水解HCl3氨碱法制纯碱。(1)工业流程：(2)原理：NaClNH3H2OCO2=_，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。NaHCO3NH4Cl浓氨水NaHCO3纯碱Na2CO3H2OCO2 自主测评 1(2015年江苏南通中学检测)下列有关实验装置(

7、装置中略去支撑仪器)进行的相应实验，能达到实验目的的是()。A用图装置制取并收集干燥纯净的 NH3B用图所示装置可除去 NO2 中的 NOC用图所示装置可分离 CH3COOC2H5 和饱和碳酸钠溶液D用图装置制备 Fe(OH)2 并能较长时间观察其颜色解析：NH3 密度比空气小，应用向下排空气法收集，A 错误；NO 不溶于水，NO2 溶于水并与水反应生成NO，用图所示装置可除去NO 中的NO2，不能除去NO2 中的NO，B 错误；用图装置制备 Fe(OH)2 并能较长时间观察其颜色，铁应作阳极，与电源正极相连，D 错误。答案：C中，错误的是(2(2015 年上海黄浦区调研)关于下列各实验装置的

8、叙述)。. .A装置可用于实验室制取少量 O2B不用其他装置就可以检验装置的气密性C按图示气流方向，实验室可用装置收集 HClD装置用于研究铁的吸氧腐蚀实验解析：氯化氢密度大于空气，应该用向上排空气法收集，即长口进，短口出，C 错误。答案：C3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()。AMnO2 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中导管应短进长出，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

9、，D 错误。答案：C4(2015年河南联考)已知：苯甲酸在水中的溶解度为0.18 g(4 )、0.34 g(25 )、6.8 g(95 )。乙醚的沸点为 34.6 。实验室常用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸，其原因为2C6H5CHONaOH=C6H5CH2OHC6H5COONa。实验步骤如下：向图中装置中加入适量 NaOH、水和苯甲醛，混匀、加热，使反应充分进行。从冷凝管下口加入冷水，混匀，冷却。倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。水层保留待用。将乙醚层依次用 10%碳酸钠溶液、水洗涤。将乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的干燥锥形瓶中，混匀、静置后将其转入蒸馏装置，缓慢均匀加热除去乙醚，收集198 204

10、馏分得苯甲醇。将步骤中的水层和适量浓盐酸混合均匀，析出白色固体。冷却、抽滤得粗产品，将粗产品提纯得苯甲酸。(1)步骤中，最后用水洗涤的作用是_。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是先_后_。(2)步骤中无水硫酸镁的作用是_。(3)步骤中水层和浓盐酸混合后发生反应的化学方程式为_；将反应后混合物冷却的目的是_。(4)抽滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有_、_(填仪器名称)。解析：(1)水洗的目的是除去可溶性的杂质，因为有机物会溶解在乙醚中，通过分液可以使其分离。(3)本实验的目的还需要制备苯甲酸，苯甲酸以苯甲酸钠的形式存在于滤液中，加入浓盐酸生成苯甲酸，利用其溶解度随温度的变化关系，冷却

11、，使其结晶析出。答案：(1)除去 NaOH、苯甲酸钠和碳酸钠等杂质把下层液体从下端放出把上层液体从上口倒出(2)干燥剂(3)C6H5COONaHClC6H5COOHNaCl使苯甲酸尽可能多地析出(4)吸滤瓶布氏漏斗考点一考向考向1常见气体的制备气体制备装置的选择气体制备装置的选择例1如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()。ABCD解析：用H2O2制O2的反应原理为2H2O2=2H2OMnO2O2，由反应物的状态和反应条件可选作为制取装置。干燥O2 可选用或装置，要收集干燥的O2 只能用装置，故合理的装置组合为或。答案：C方

12、法技巧气体实验装置的设计。(1)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。(2)若气体产生需加热，应先用酒精灯加热发生的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是为了排尽装置内的空气。(3)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。考向考向2气体制备原理及试剂的选择气体制备原理及试剂的选择例2利用下列各组中的物质制备和收集少量相应的气体，能采用如下图所示装置的是()。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

13、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。ABCD解析：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，该气体应比空气密度大且不和空气中的成分发生反应，NH3、NO、C2H2 密度都比空气小。答案：B考向考向3气体的净化及尾气处理的实验设计气体的净化及尾气处理的实验设计例3用下列实验装置进行相关实验，能达到实验目的的是()。A用图所示装置除去 Cl2 中含有的少量 HClB用图所示装置制取少量纯净的 CO2 气体C用 FeCl2 溶液吸收 Cl2 选图所示装置D将混有 HCl 的 Cl2 通入饱和 NaH

14、CO3 溶液中除去 HCl解析：Cl2、HCl 都与NaOH 溶液反应，A 项错；纯碱为粉末状，且易溶于水，不能放于带孔的板上，同时制得的CO2 中会混有HCl 和H2O，B 项错；Cl2 氧化FeCl2 生成FeCl3，洗气时长进短出，C项正确；HCl 和NaHCO3 溶液可以反应生成CO2，引入CO2 新杂质且Cl2 也能被饱和NaHCO3 溶液吸收，D 项错。答案：C【考点练透】ABCD解析：B 中漏斗插入过深，不能防止倒吸。答案：B2下图所示仪器可用于实验室制备少量无水 FeCl3，仪器连接顺序正确的是()。Aabcdefgh BaedcbhigCadecbhig Dacbdehif解

15、析：装置顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气处理，注意洗气瓶中导管为“长进短出”。答案：B3高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂或高容量电池材料。FeCl3 与 KClO 在强碱性条件下反应可制取K2FeO4 。 某学习小组的学生设计了如下装置制取少量的K2FeO4，已知：FeCl3 的沸点为 315 。请根据要求回答下列问题：(1)检查装置的气密性后，应先点燃_(填“A”或“D”)处的酒精灯。(2)B 装置中盛放的试剂是_，其作用是_。(3)C 装置中竖直玻璃管的作用是_。(4)从 D 装置通过导管进入 E 装置的物质是_。ClOH2O；制备K2FeO4的离

16、子方程式为_。(6)简述 K2FeO4 作为水处理剂的优点：_。解析：(1)检验气密性后，应先点燃 A 处(气体发生装置)的酒精灯，排出装置中的空气，防止空气中的氧气与铁粉反应。(2)饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢。(3)由于氯化铁降温后由气态变为固态，有可能堵塞连接D、E 装置的导管，造成危险，故需通过观察C 装置竖直导管中液面变化判断导管是否堵塞。(5)E 中可能发生多个反应，其中一个为Cl22OH =Cl考点二考向考向1固态与液态物质的制备无机物制备无机物制备例4(2014 年山东济南调研)浅绿色的硫酸亚铁铵晶体又名莫尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O比绿矾(FeSO47H2O)

17、更稳定，常用于定量分析。莫尔盐的一种实验室制法如下：(1)向废铁屑中加入稀硫酸后，并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤，其目的是_；证明溶液A 不含 Fe3的最佳试剂是_。操作的步骤是加热蒸发、_、过滤。(2) 浓度均为 0.1 molL1莫尔盐溶液和(NH4)2SO4 溶液，c(NH )前者大于后者，原因是_。(3)用托盘天平称量(NH4)2SO4 晶体，晶体要放在天平_(填“左”或“右”)盘。(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4 溶液，连接的顺序(用接口序号字母表示)是 a 接_；_接_。ABCD(5)将装置 C 中两种液体分离开的操作名称是_。装置 D 的作用是_

18、。解析：(4)氨气与稀硫酸反应制取(NH4)2SO4，氨气不需要干燥，故不需要B 装置。(5)分离密度不同且互不相溶的液体采用分液操作，为防止污染空气，过量的氨气要用水吸收，倒置的漏斗可防止倒吸。答案：(1)防止Fe2被氧化为Fe3(其他合理答案也可)KSCN溶液冷却结晶(2)莫尔盐中的Fe2易水解，使溶液显酸性，抑制NH 水解，故c(NH )前者大于后者(3)左(4)def(5)分液吸收多余的NH3防止污染空气，防止倒吸考向考向2有机物制备有机物制备例5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。ABCEFD有关数据如表所示：物质熔点/ 沸点/

19、密度/gcm3水溶性苯甲酸122.42491.27微溶甲醇9764.30.79互溶苯甲酸甲酯12.3199.61.09不溶请回答下列问题：(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入_。(2)C 装置上部的冷凝管的主要作用_，冷却剂在冷凝管中的流动方向是_。(3)制备和提纯苯甲酸甲酯的操作先后顺序为_(填装置字母代号)。(4)A 中 Na2CO3 的作用是_；D 装置的作用是_；当 B 装置中温度计显示_时可收集苯甲酸甲酯。解析：反应完成后，取下冷凝管，向蒸馏烧瓶中加入

20、水使反应液冷却，然后转移到分液漏斗中进行萃取(主要是除去甲醇)、分液，有机层密度较大，分液时进入锥形瓶中，其中没有反应完的苯甲酸与Na2CO3 反应，没有反应完的Na2CO3 再通过过滤的方法(利用 D 装置)除去，最后通过蒸馏的方法得到苯甲酸甲酯，蒸馏时温度达到苯甲酸甲酯的沸点时即可开始收集。答案：(1)先将一定量的苯甲酸放入烧瓶中，然后再加入甲醇，最后边振荡边缓慢加入一定量的浓硫酸提高苯甲酸的利用率沸石(或碎瓷片)(2)冷凝回流从 d 口进入、c 口流出(3)CFEADB(4) 除 去 酯 中 的 苯 甲 酸 除去没有反应完的Na2CO3199.6考向考向3化工流程化工流程例6(2014

21、年江苏卷)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含 Al2O3、SiO2 等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为：_；滤渣的主要成分为_(填化学式)。(2)加CaCO3 调节溶液的 pH 至 3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3 转化为 Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为_(填化学式)；若溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2 量总是小于吸收的SO2 量，其主要原因是_；与吸收SO2前的溶液相

22、比，热分解后循环利用的溶液的pH 将_(填“增大”“减小”或“不变”)。示。下列说法错误的是(【考点练透】4(2015 年新课标卷)海水开发利用的部分过程如图所)。A向苦卤中通入 Cl2 是为了提取溴B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯. .C工业生产中常选用 NaOH 作为沉淀剂D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用 SO2将其还原吸收解析：工业生产常选用来源更广泛、价格更便宜的石灰乳作为沉淀剂，用氢氧化钠不经济，C 错误。答案：C5(2015 年河南开封二模)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理如下：已知：甲苯的熔点为95 ，沸点为110.6

23、，易挥发，密度为0.866 gcm3；苯甲酸的熔点为122.4 ，在25 和95 下溶解度分别为0.3 g 和 6.9 g。【制备产品】将 30.0 mL 甲苯和 25.0 mL 1 molL1 高锰酸钾溶液在 100 下反应 30 min，装置如图甲所示。甲(1)图中冷凝管的进水口为_(填“a”或“b”)。支管的作用是_。(2)在本实验中，三颈烧瓶最合适的容积是_(填字母)。A50 mLB100 mLC200 mLD250 mL相对于用酒精灯直接加热，用沸水浴加热的优点是_。【分离产品】该同学设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯(如图乙)。乙序号实验方案实验现象结论将白色固体加入水中，加热溶解，_得到白色晶体和无色溶液取少量滤液于试管中，_生成白色沉淀滤液含Cl干燥白色晶体，_白色晶体是苯甲酸(3)操作的名称是_；含有杂质的产物经操作进一步提纯得无色液体甲苯，则操作的名称是_。(4)测定白色固体的熔点，发现其在 115 开始熔化，达到130 时仍有少量不熔。该同学推测白色固体是苯甲酸与 KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确，请完成表中内容。第一次第二次第三次第四次体积(m