第二讲物质的检验、分离、提纯第2课时物质的制备liuling1

第三讲综合实验与探究

考点1物质的制备复习资料P230实验室制备CO2：气体制备的一般步骤确定实验原理和目的选择实验装置发生装置除杂装置干燥装置性质探究装置收集装置尾气吸收装置连接装置气密性检查加装药品观察现象记录数据开始实验拆卸装置分析得出结论一、常见气体的制备原理NH3、O2Cl2、HCl、C2H4C2H2、H2、CO2、SO2、NO、NO2二、常见实验装置类型反应条件发生装置图适用气体注意事项固+固加热①试管要干燥②试管口略向下倾斜③加热时先均匀加热再局部加强热NH3O21．气体的发生装置类型反应条件发生装置图适用气体注意事项固(液)体与液体加热Cl2HClC2H4SO2①烧瓶加热时要垫石棉网②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片注意：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。类型反应条件发生装置图适用气体注意事项固(液)体与液体不加热C2H2H2、CO2SO2NO、NO2O2、NH3①使用分液漏斗既可以增强气密性，又可以控制生成气体的速率和量②使用长颈漏斗，要使漏斗下端插入液面以下形成液封③A装置只适用于块状固体与液体的反应2．净化装置(1)气体净化的装置①洗气瓶(2)常见的干燥剂:③U形干燥管②球形干燥管④直形管按性质不同可分为：酸性、中性、碱性干燥剂(3)常见气体的净化方法：可分为物理方法和化学方法。遵循的原则：不损失主体气体，不引入新杂质。①物理方法：a．液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。b．水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3。②化学方法：a．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，金属Mg除去N2等。b．酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去CO2。c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。3．收集装置：根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且难溶于水收集的气体密度比空气大收集的气体密度比空气小收集装置适用的气体H2、O2、NO、CO、CH4、C2H2C2H4等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等H2、NH3等4．尾气处理装置(1)尾气处理装置①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。②某些可燃性气体可用点燃或转化的方法，如图丙，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。③收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。④对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。隔离式:肚容式:安全瓶式(2)尾气处理方法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下表：②直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或浓硫酸点燃与O2混合后通入NaOH溶液5．有关气体制备实验装置解题总思路气体制备的一般步骤确定实验原理和目的选择实验装置发生装置除杂装置干燥装置性质探究装置收集装置尾气吸收装置连接装置气密性检查加装药品观察现象记录数据开始实验拆卸装置分析得出结论先撤导管后熄酒精灯微热法，液差法等由下到上由左到右先加固体后加液体H2、CO还原CuO实验，先通气，后加热1．气体制备时一般均有多种方法，若制备方法不同，采用的制备装置也应不同，如制备O2，若采用KMnO4固体加热制O2，则装置用固体加热制气装置，若采用H2O2溶液在MnO2催化下制O2，则采用液—固制气装置。2．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)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，增大氨气的浓度，稀硫酸可以吸收氨气，防止污染环境。名师归纳深度探究1．(2014·天津理综)实验室制备下列气体时，所用方法正确的是(

)A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B．制氯气时，用饱和NaHCO3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D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气试题调研┃调研一┃

气体制备除杂装置及药品

解析：本题考查气体的制备，意在考查考生的实验能力。用过氧化钠和过氧化氢制备氧气时，均可采用固液不加热的制气装置，A项正确；氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，氢氯酸与碳酸氢钠溶液反应生成CO2，B项错误；制乙烯只能用排水法收集，因乙烯密度与空气密度接近，不能用排空气法收集，C项错误；不能用水吸收制取二氧化氮的尾气，因为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染，D项错误。2．(2013·安徽理综)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(

)选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液解析：由题给装置可知，本装置可以用于固体和液体不加热型、收集方法为向上排空气法、防倒吸型尾气处理方式的气体的制取。A项，NH3收集用向下排空气法，不符合；C项，铜和稀硝酸反应不能产生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D项，用浓盐酸与MnO2反应制Cl2需要加热，本装置不能满足。3．(2014·福建理综)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一焦亚硫酸钠的制取采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为__________________。(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是________。(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。答案：(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O)(2)过滤(3)d解析：(1)浓硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应，可生成二氧化硫。(2)题目明确指出“……获得已析出的晶体”，因此分离方法是过滤。(3)a装置中含有单孔塞，二氧化硫不能顺利进入装置中，此外其导管口离液面太远，不利于尾气的吸收，所以a装置不合理；二氧化硫在食盐水和浓硫酸中溶解度不大，所以b、c装置均不合理；二氧化硫易溶于NaOH溶液，干燥管还可以防倒吸，所以d装置最合理。4．(2013·大纲全国卷)制备氮化镁的装置示意图如下：回答下列问题：(1)检查装置气密性的方法是___________________________，a的名称是________，b的名称是________。(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式__________________________________________________。(3)C的作用是____________，D的作用是_________________，是否可以把C与D的位置对调并说明理由_____________________________________________________。(4)写出E中发生反应的化学方程式_________________。(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象______________________________。解析：(1)检查装置气密性时要先形成一个密闭体系再进行操作，要特别注意回答时必须答出“G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱”。(2)(NH4)2SO4与NaNO2反应产生N2应属于氧化还原反应中的归中反应，据此不难写出该反应的化学方程式。(3)反应体系中有空气和制备N2过程中产生的一些氮氧化物，用FeSO4饱和溶液的目的是除去这些物质，以免与Mg发生反应；水蒸气会影响N2与Mg的反应，故D的作用是除去水蒸气。(4)镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。(5)由于Mg3N2和水反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，可根据是否有NH3和Mg(OH)2沉淀生成判断是否有Mg3N2。利用Mg与盐酸反应产生氢气来检验Mg的存在。改进创新装置(1)固体加热制气体的创新该装置用于加热易液化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的流出，如用草酸晶体受热分解制取CO气体。多维思考技法提炼②图3，大试管中的小试管中盛有液体反应物，起液封的作用，防止气体从长颈漏斗中逸出，这样设计可节约试剂。③图4装置可通过伸入或拉出燃烧匙，做到控制反应的发生和停止。④图5装置通过倾斜Y形管使液体与固体接触发生反应，用于控制反应的进行。┃调研二┃气体收集和尾气处理

5．以下集气装置中不正确的是(

)6．以下各种尾气吸收装置中，不适合于吸收HCl气体，而且不能防止倒吸的是(

)7．(2015·保定调研)如图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热装置及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选择装置的连接顺序为________________(填代号)。能验证CO氧化产物的现象是_____________________________________________。(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应________，活塞b应________，需要加热的仪器装置有________(填代号)，m中反应的化学方程式为__________________________________________________________________。(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，E内放置铂铑合金网，按A→G→E→D装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。①装置A中能产生氨气的原因有______________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有________性。解析：本题旨在考查气体制备、净化及性质实验，通过一题多变，分别考查了CO性质、CH3CH2OH的催化氧化、NH3的催化氧化，另外还涉及CO(CO2)的净化及干燥，有毒气体(CO)的尾气处理。考查知识面较广。(1)混合气体→除去CO2→干燥→CO还