常见物质的试验室制法

1、第3讲：常见物质的实验室制法考纲要求1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器装置、反应原理和收集方法）；2、掌握几种重要的无机物的制取及物质制备的实验设计。二、双基回顾（一）、气体发生装置的类型（根据原理、反应物状态和反应条件等来选择）注意：1、制备气体，可用如图1所示的装置。可制备的气体有等。试管口应稍倾斜，以防止产生的在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。铁夹应夹在距试管口处。2、制备气体，可用如图2-图11所示的装置。用它可制备的气体有等。3.制备气体，可用如图12-图15所示的装置。用它可制备的气体有：等。（二）、气体的收集收集气体常用的方法有（三）、气体的净化与干燥1 .气体的净化

2、与干燥装置气体的净化常用洗气瓶、干燥管。如图所示。易溶于水的气体杂质可用来吸收；酸性杂质可用物质吸收；碱性杂质可用物质吸收；水份可用来吸收；能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。2 .气体干燥剂酸性干燥剂（如：等）不能用来干燥性气体；碱性干燥剂（如等）不能用来干燥性气体有氧化性的干燥剂（如）不能干燥有还原性气体（如等）。注意：能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用无水CaCl2来干燥NH3（因生成CaCl2-8NH）.3 、尾气处理装置：根据多余气体的性质选择，常见的装置有：三、例题评析例1、实验室中准备有下面主要仪器：大试管、带导管的单孔塞、药匙、镣子、水槽、集气瓶、玻璃

3、片、酒精灯、铁架台九种，如果药品选用合理，仪器可以选其中的几种，能制取的气体有B.只有二氧化碳C.氢气和二氧化碳D.氧气、氢气和二氧化碳例2、化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置，以探究该装置的多功能。（1）甲同学认为利用装置H可直接收集NH、Ha,但不能收集C2,其理由是：（2）乙同学认为装置I可作为实验室制氧气的快装置I装置口速发生器，对装置n稍作改进后即可作为Q的收集装置，乙同学对装置n的改进方法是:,制Q时在装置I中的a中加入,b仪器中加入（3）丙同学认为利用装置I,可以用两种不同类的方法来收集NC,试简述操作方法：收装置即可收集（4）丁同学认为装置n经乙同

4、学改进后只需在装置n之后连一尾气吸SC气体。试将吸收SC的尾气吸收装置画在方框内。(5)戊同学认为利用装置I和装置出可进行验证C12的氧化性比Br2强的实验，进行此项实验时在装置I中的a仪器中加入试齐J,b仪器中加入试剂，装置出中应加入试剂，根据装置出中观察到的实验现象即可得出Cl2的氧化性比Br2强的结论。例3、某研究小组进行与NH3有关的系列实验。(1)从下图中挑选所需的仪器，画出制取干燥NH3的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画)，并标明所用试剂(2)为验证“同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，该小组同学设计了如右图所示的装置，图中

5、B管的容积是A管的2倍，活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭(固定装置和尾气处理装置略；HCl和NH3均不溶于石蜡油，也不与之反应；装置气密性好)。在A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体。操作是控制活塞K4、K5,调节C,使B管充满与A管同压的干燥NH30缓慢开启活塞K3,A管中的现象要达到实验目的，当反应完成并恢复到室温时，B管中预期的现象若观察不到预期现象，主要原因是例4、某校化学兴趣小组为测定混合物组成的质量比，实验过程中所加试剂和操作步骤如下表所示：试回答下列问题：实验I中D的成分是,通过称量后（填“能”或“不能”）计得到A中各组分的质量比。实验n填写的内容中一定错误的是对实验出

6、进行设计，并将相应内容填入出中对应的空格内。四、课堂练习1、下列物质的制备合理的是（将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤来制备硫化铝；将过量的铁与氯气加热反应氯化亚铁；在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸铜先氧化成氧化铜，再与硫酸反应来制取硫酸铜；将45mL水加入到盛有5gNaCl的烧杯中，搅拌溶解来配制50g质量分数为5%NaCl2、A.B.C.已知KMnO4与浓HCl在常温下反产生Cl2。若用图所示的实验装置来制备纯净、的氯气，并试验它与金属的反应。每个框表示一个单元装置，其中有错误的是考虑单元装置）（D.全部虚线不A.只法HjSO.IB台匕目匕KMnCL)有处B.只有处C,

7、只有和处D.、处实验序号混合物A加入适里水得到加入试剂B过滤后经洗涤干燥所得固体C蒸发滤液得到晶体D称量IBaCl2NaCl溶液过量CODA、DnCaCl2NaCl溶液过量饱和NaCO溶液CaCONaClA、CmN*SOMgSO溶液褪色B.若A为醋酸，B为贝壳，C中盛澄清石灰水，则C中溶液会有先变浑浊后又澄清的现象C.若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛A1C13溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解D.实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用4、用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸fKMnO4溶液

8、CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀盐酸CaCO3浓硫酸其中可行的是5、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCONaCl、NHC1等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCQ进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO勺实验步骤：第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCOK体。第四步：向滤液中加入适量的Na

9、Cl粉末，有NHC1晶体析出。请回答下列问题：（1）装置的连接顺序是：（必接（）（）接（）；（b）接（）ABCD（2）A中常选用的固体反应物为;D中应选用的液体为;B中发生反应的化学方程式为。（3）第二步骤中必须先让装置先发生反应。（4）C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是,C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为。6、右图所示的A、B两支大试管中各盛有等质量的同一种液体，试管口各系有一个小气球，气球内分别装有等质量的不同固体(纯净物)，实验时将两气球抬起，将其中固体同时倾入试管内，固体全部同时看到两气球都鼓气胀大，但A试管气球胀大的速度及最终胀7、组合编号A、B中的液体A中的固体B中的固体产生

10、的气体体积都明显大于Bo若两试管产生同一种气体，试推测A、B中的液体和固体的可能组合，将各组合填入下表，要求各组分产生体不能相同。(可以不填满)(1)如何检查上述图1装置的气密性?(2)以下是测量收集到气体体积(上图1)必须包括的几个步骤;调整量简内外液面高度使之相同；使试管和量筒内的气体都冷却至室温；读取量简内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：(请填写步骤代号)。(3)测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？(4)用一定质量的Zn(分片状和粒状)、浓硫酸、水以及如图2装置制取H2,要保证不漏出H2,应如何操作如何检查上述装置的气密性？(5)用上图中图3的装置制取氢气，在塑料隔板

11、上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题：为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性8、为了在实验室模拟用二氧化氮溶于水生成硝酸，现进行如下实验：实验一：制备并收集一试管二氧化氮(1)实验室常用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，化学方程式(2)可用右图装置制备并收集一试管二氧化氮,在加入药品

12、前，必须进行的操作是(只填二个缺点既可实验二尽可能多使试管注氧化氮被水吸(3)将装有二氧化氮的试管A倒插入水中(图I),并轻轻晃动试管，羽察到的现象是:立的化学方程式是S从下图中挑选所需的仪器，完成制取O2,并将O2通入到上述实险后的试管国出制取O2装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、腹皮管。明卜用试剂。不用用)，IT；1A中。k标II某同学在图II的试管A内通入。2的过程中没有观察到液面上升，而是试管内充满了无色气气体，主要原因是9、硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验，某研究性学习小组设计了如下两个实验方案：实验一：因铜不能与稀硫酸直接反应，实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的

13、混合液中，加热使之完全反应，通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。(1)浓硝酸所起的作用是(2)该反应的原理是(用化学方程式表示)实验二：以空气为氧化剂的一步氧化法，将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，反应原理为2Cu+O2+2H2SO=2CuSO4+2H2O，但反应速率太小，当升高温度到8090C,反应仍然缓慢。如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液，则速率明显加快。(3)用离子方程式表示速率明显加快的原理Fe2(SO4)3的作用是。(4)得到的混合液用调节pH=24,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去，且Fe(OH)3可以循环使用。(5)请根据以上内容，对这两

14、个实验方案进行评价，填下表：实验一实验二主要优点主要缺点第3讲：常见物质的实验室制法(详解)三、例题评析例1、D例2、(1)H、NH的密度比空气小，而Q的密度比空气大。(2)把装置H中的进气导管改为长导管插到试管底部，出气导管管口应与胶塞相平3版HbQ溶液、少量的Mn(2B末(3)排水法收集-广口瓶中盛满水，NO从d管通入利用排CO集气法收集-广口瓶中先收集满CO2气体，然后将NO从d管通入。(4)(5)浓盐酸、KMnQNaBr溶液、溶液由无色变橙色例3、NgH固体打开Ki、K2,从K2处通入干燥的HCl气体,生成大量的白烟。B管中充满石蜡油。直到处有白雾出现，关闭K1、K2。实验时A管中未全

15、部充满干燥HCl气体例4、BaCl2和NaCl不能DD中不仅含有NaCl,还有NaCO过量W01液Mg(OH)2Na2SO(NaOH)A、C课堂练习1、C2、D3、BD4、D5、(1)装置的连接顺序是：(a)接(f)(e)接(d);(b)接(c)(2)碳酸钙；饱和碳酸氢钠；NH3.H2O+CaO=NH3+Ca(OH)2B(4)防止倒吸NH3+CO2+H2O+NaCl=NH，Cl+NaHCQJ6、组合编号A、B中的液体A中的固体B中的固体产生的气体稀盐酸(或稀硫酸)镁粉铁粉H2稀盐酸(或稀硫酸)NaHCO3Na2CO3CO2稀盐酸(或稀硫酸)Na2sFeSH2s稀硝酸铁粉铜粉NO7、 (1)将导

16、管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。(3)慢慢将量筒下降(4)取下试管A,向其中加入少量水，再沿试管慢慢加入少量浓硫酸，振荡，使液体总体积不超过试管容积的1/3,将试管斜放，把锌片放在试管内壁上，塞紧塞子，慢慢直立，使锌片滑下与稀硫酸接触。固定A、甲、乙三管，在乙管内注入适量水，将A、甲两管橡皮塞塞紧，上下移乙管，使乙管液面高于甲管液面，静置片刻后，水面保持不变，说明装置气密性好。(5)关闭弹簧夹时，反应产生的气体使试管内液面上的压力增加，所以液面下降。塞紧橡皮寨，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。8、 (1)CU+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NOzT+2H2O(2)检查装置的气密性没有尾气处理装置，过量的NO2逸出后将导致空气污染。(或：不能随时控制反应的开始和停止，浪费药品，且过量的NO2逸出后将导致空气污染)(3)试管内液面上升到约为试管体积的2/3,气体由棕红色变为无色。3NO2+H2O=2HNO3+NO(4)H2O溶液块