1、【 精品教育资源文库 】 第 41讲 常见物质的制备 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.掌握常见气体的实验室制法 (包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法 )。 2.掌握几种重要的有机物和无机物的制备。 2017，全国卷 ，10T 2017，北京卷， 26T 2017，江苏卷， 4T 2016，全国卷甲，13T 2016，全国卷乙，26T 2016，全国卷丙，26T 高考对本部分的考查主要有：(1)气体的制备装置选择、仪器连接顺序、净化、尾气吸收、实验操作等； (2)结合题目信息对新物质进行制备，考查基本仪器和基本操作。预计 2019年高 考将会保持对传统知识的考查，如气体制备，同时新的信息
2、环境下与工艺流程结合考查实验基础知识是近几年的命题趋势。题型仍将以选择题和综合实验题为主。 分值： 3 8分 考点一 气体的制备 1常见气体实验室制备的反应原理 (1)O2： 2KClO3=MnO2 2KCl 3O2 或 _2H2O2=MnO2 2H2O O2( 或 2KMnO4= K2MnO4 MnO2O2) _。 (2)H2： _Zn H2SO4(稀 )=ZnSO4 H2 _。 (3)NH3： _2NH4Cl Ca(OH)2= CaCl2 2H2O 2NH3 _。 (4)CO2： _CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2 _。 (5)Cl2： _MnO2 4HCl(浓 )= Mn
3、Cl2 Cl2 2H2O_。 (6)SO2： _Na2SO3 H2SO4=Na2SO4 H2O SO2 _。 (7)NO： _3Cu 8HNO3(稀 )=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O_。 (8)NO2： _Cu 4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O_。 2 常见气体制备的发生装置 选择反应装置一般需考虑反应物的状态、溶解性和反应条件等 ， 具体如表所示 ： 反应装置 反应装置图 适用 操作注意事项 【 精品教育资源文库 】 类型 气体 固、固加热型 O2、 NH3等 试管要干燥； 试管口略低于试管底； 加热时先预热再固定加热； 用 KMnO4制取 O2时，需在管口
4、处塞一小团棉花 固、液加热型 或液、液加热型 Cl2等 加热烧瓶时要隔石棉网； 反应物均为液体时，烧瓶内要加 _碎瓷片 _ 固、液不加热型 O2、 H2、CO2、 SO2、NO、 NO2等 使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下； 启普发生器只适用于 _块状固体和液体 _反应，且气体不溶于水； 使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 3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 _，且与空气密度相差较大， 不与空气中成分反应 收集的气体密度比空气 _小 _，且与空气密度相差较大，不与空气中成
5、分反应 收集装置 适用的 H2、 O2、 NO、 CH4 Cl2、 CO2、 NO2、 SO2 H2、 NH3 【 精品教育资源文库 】 气体 4常见气体的净化方法和净化装置 (1)常见气体的净化方法 净化原则：不损失原来气体，不引入新杂质。 净化方法 a物理方法 液化法：利用 _沸点 _不同从空气中分离出 N2和 O2。 水洗法：利用 _溶解度 _不同从 N2和 NH3的混合气体中除去 NH3；利用与 _H2O_的反应从 NO和 NO2的混合气体中 除去 NO2。 b化学方法 氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去某些混合气体中的 O2；通过灼热的 CuO除去 H2、 CO等。 酸碱法：将 NH
6、3和 CO2的混合气体通过 _碱石灰 _除去 CO2。 沉淀法：除去 CO2 中的 H2S 可利用 CuSO4 溶液，化学方程式为 _H2S CuSO4=CuS H2SO4_。 (2)常见净化装置 a 装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体 “ 流动 ” ，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。 b 装置一般盛液体试剂，用于洗气。 c 装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。 (3)常见干燥剂 液态干燥剂 固态干燥剂 装置 示例 浓硫酸 (酸性、强氧化性 ) 无水氯化钙 (中性 ) 碱石灰 (碱性 ) 不可 _H2S、 HBr、 HI_等 _NH3_ _Cl2、 H2S、
7、HCl、【 精品教育资源文库 】 干燥的气体 还原性气体及 NH3 SO2、 CO2_等酸性气体 5尾气的处理 (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： Cl2 SO2 NO2 H2S HCl NH3 CO NO NaOH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 (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。 (3)尾气处理装置 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
8、图甲 )，如 Cl2、 NO2均可通入 NaOH溶液中除去。 对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸 (如图乙 )。 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。 收集法 (如图丁 )，尾气也可以采用 收集的方法，如 CH4、 C2H4、 H2、 CO等。 1下列制备和收集气体的实验装置合理的是 ( D ) A用氯化铵和氢氧化钙制 NH3 B用铜片和稀硝酸制 NO 【 精品教育资源文库 】 C用锌粒和稀硫酸制 H2 D用双氧水和二氧化锰制 O2 2可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是 ( B ) H 2S HCl NH
9、 3 Cl 2 SO 2 NO A 和 B 和 C 和 D 和 一 制气装置的选择与连接 1实验连接顺序 气体发生装置 除杂 干燥 收集 主要性质实验 尾气的处理等顺序。 (1)连接导管 制气装置、洗气瓶的进气管应 “ 长进短出 ” ； 干燥管应大口方向进气，小口出气； 量气装置的导管应 “ 短进长出 ” ； 有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。 (2)装配仪器时：从下向上，从左往右。 (3)加入试剂时：先固后液。 (4)实验开始时：先检查装置的气密性，再加药品，最后点燃酒精灯。 2仪器拆卸 仪器拆卸的一般过程： “ 从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件 ” 。 3装置的选择与连接
10、顺序 (1)发生装置的选择：主要根据反应物 的状态和反应时是否需要加热来选择。 (2)气体净化装置的连接顺序 除杂和干燥的先后顺序：若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；若用加热装置除杂，一般干燥在前，除杂在后； 有多种气体杂质存在时，一般是先除去酸性较强的气体。 (3)检验多种气体时的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步【 精品教育资源文库 】 检验的干扰。如被检验的气体中含有 CO2和水蒸气时，应先通过无水 CuSO4检验水蒸气，再通入澄清石灰水检验 CO2。 (4)收集装置的选择：根据气体的密度、化学性质和毒性等选择。 (5)气体除杂 直接吸收法 ：如水蒸气可用
11、干燥剂吸收，酸 (碱 )性气体可采用碱 (酸 )液吸收。酸性气体如 CO2、 SO2、 HCl气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收，碱性气体如氨气可用酸液吸收等。 转化吸收法：将混入的气体杂质转化为原气体，如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体，可将混合气体通过灼热的氧化铜，将一氧化碳氧化成二氧化碳，达到除杂的目的。 (6)气体验证 若需验证某种气体，则一定要先除去此气体中的其他气体； 从溶液中制取或从洗气瓶中通过的气体中都带有少量水蒸气，一般需先干燥； 连接仪器时注意洗气瓶的导管连接是 “ 长进短出 ” ，球形干燥管的 连接一般是 “ 粗进细出 ” ， U形干燥管和玻璃管则无特殊要求，一般按照仪器接口的字
12、母顺序连接； 对于有毒气体要有尾气处理装置。 例 1无水 FeCl3呈棕黄色，在空气中极易潮解， 100 左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。某学习小组利用下图装置 (夹持仪器略去 )制备并收集无水 FeCl3。 请回答： (1)按气流方向各装置依次连接的合理顺序： _dhifeccggba_(填仪器接口的字母编号 )。 (2)连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，_ _(请按正确的顺序填入下 列步骤的序号 )。 加热 Fe 粉反应一段时间； 打开分液漏斗活塞通一段时间气体； 关闭分液漏斗活塞； 停止加热，充分冷却。 (3)装置 A的作用为 _吸收多余的 Cl2，
13、防止外界的水蒸气进入 E中 _。 (4)装置 C 中反应的化学方程式为 _2KMnO4 16HCl(浓 )=2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O_。 【 精品教育资源文库 】 (5)装置 D 中盛有的试剂为 _浓硫酸 _(填名称 )；装置 E 中冷水浴的作用为 _冷却，便于 FeCl3收集 _。 (6)从实验安全考虑，整套装置存在一处明显不足，请指出： _B、 E之间的连接导管太细， FeCl3易凝华沉积而堵塞导管 _。 解析 (1)按照 “ 制取 Cl2 除杂 干燥 制备 FeCl3 尾气处理 ” 等步骤，连接仪器接口。 (2)先制取 Cl2，利用 Cl2排出装置内的空气，再加热 F
14、e 粉制取 FeCl3，最后停止加热，冷却后再停止通入 Cl2。 (3)无水 FeCl3在空气中极易潮解，装置 A中装有碱石灰，显然其作用是吸收多余的 Cl2，防止外界的水蒸气进入 E中。 (5)装置 D中盛有浓硫酸，用于干燥 Cl2。FeCl3在 100 左右时升华，装置 E中冷水浴用于冷却 FeCl3，便于收集 FeCl3。 (6)B装置中制取的 FeCl3升华后，通过导管进入装置 E，显然 B、 E 之间的连接导管太细， FeCl3易凝华沉积而堵塞导管。 二 与气体相关的装置、操作创新与设计 1制气装置 利用常见的试管、烧杯等可以设计一些简易随开随用，随关随停的制气装置。实验装置图 (见图 ) ： 2液封装置的设计 (防止气体从漏斗中逸出 )(如图 ) 3与气体相关的防堵塞装置 【 精品教育资源文库 】 4测量气体体积的装置 用上面的四个装置量气时，应注意以下几点： (1)当产气结束后， A、 C、 D 装置应上下调节量筒或量气管使左右两个装置内的液面相平，此时 量筒或量气管内液体的体积就是该温度、压强下气体的体积； B装置量筒中的液面应该调节至与水槽中水面
