第二講物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離、提純第2課時物質(zhì)的制備liuling1

第三講綜合實(shí)驗(yàn)與探究

考點(diǎn)1物質(zhì)的制備復(fù)習(xí)資料P230實(shí)驗(yàn)室制備CO2：氣體制備的一般步驟確定實(shí)驗(yàn)原理和目的選擇實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置除雜裝置干燥裝置性質(zhì)探究裝置收集裝置尾氣吸收裝置連接裝置氣密性檢查加裝藥品觀察現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)開始實(shí)驗(yàn)拆卸裝置分析得出結(jié)論一、常見氣體的制備原理NH3、O2Cl2、HCl、C2H4C2H2、H2、CO2、SO2、NO、NO2二、常見實(shí)驗(yàn)裝置類型反應(yīng)條件發(fā)生裝置圖適用氣體注意事項(xiàng)固+固加熱①試管要干燥②試管口略向下傾斜③加熱時先均勻加熱再局部加強(qiáng)熱NH3O21．氣體的發(fā)生裝置類型反應(yīng)條件發(fā)生裝置圖適用氣體注意事項(xiàng)固(液)體與液體加熱Cl2HClC2H4SO2①燒瓶加熱時要墊石棉網(wǎng)②反應(yīng)物均為液體時，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片注意：選擇反應(yīng)裝置一般需從反應(yīng)物的狀態(tài)、溶解性和反應(yīng)條件確定制氣裝置類型。類型反應(yīng)條件發(fā)生裝置圖適用氣體注意事項(xiàng)固(液)體與液體不加熱C2H2H2、CO2SO2NO、NO2O2、NH3①使用分液漏斗既可以增強(qiáng)氣密性，又可以控制生成氣體的速率和量②使用長頸漏斗，要使漏斗下端插入液面以下形成液封③A裝置只適用于塊狀固體與液體的反應(yīng)2．凈化裝置(1)氣體凈化的裝置①洗氣瓶(2)常見的干燥劑:③U形干燥管②球形干燥管④直形管按性質(zhì)不同可分為：酸性、中性、堿性干燥劑(3)常見氣體的凈化方法：可分為物理方法和化學(xué)方法。遵循的原則：不損失主體氣體，不引入新雜質(zhì)。①物理方法：a．液化法：利用沸點(diǎn)不同從空氣中分離出N2和O2。b．水洗法：利用溶解度不同從N2和NH3的混合氣體中除去NH3。②化學(xué)方法：a．氧化還原法：通過灼熱的銅絲網(wǎng)除去混合氣體中的O2；通過灼熱的CuO除去H2、CO，金屬M(fèi)g除去N2等。b．酸堿法：將NH3和CO2的混合氣體通過堿石灰除去CO2。c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。3．收集裝置：根據(jù)氣體的密度、水溶性及是否與水或空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)來確定氣體的收集方法。收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應(yīng)且難溶于水收集的氣體密度比空氣大收集的氣體密度比空氣小收集裝置適用的氣體H2、O2、NO、CO、CH4、C2H2C2H4等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等H2、NH3等4．尾氣處理裝置(1)尾氣處理裝置①在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入燒杯中的溶液中，用某些試劑吸收除去(如圖甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。②某些可燃性氣體可用點(diǎn)燃或轉(zhuǎn)化的方法，如圖丙，如CO、H2可點(diǎn)燃或通過灼熱的CuO除去。③收集法，如圖丁，尾氣也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。④對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應(yīng)防止倒吸，典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進(jìn)圖(以NH3的吸收為例，未注明的液體為水)。隔離式:肚容式:安全瓶式(2)尾氣處理方法①轉(zhuǎn)化處理：對有毒、有害的氣體必須用適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ枰晕栈螯c(diǎn)燃變?yōu)闊o毒、無害的氣體，再排放到空氣中。實(shí)驗(yàn)室中常見有毒氣體的處理方法如下表：②直接排空處理：主要是針對無毒、無害氣體的處理。如N2、O2、CO2等。Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或濃硫酸點(diǎn)燃與O2混合后通入NaOH溶液5．有關(guān)氣體制備實(shí)驗(yàn)裝置解題總思路氣體制備的一般步驟確定實(shí)驗(yàn)原理和目的選擇實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置除雜裝置干燥裝置性質(zhì)探究裝置收集裝置尾氣吸收裝置連接裝置氣密性檢查加裝藥品觀察現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)開始實(shí)驗(yàn)拆卸裝置分析得出結(jié)論先撤導(dǎo)管后熄酒精燈微熱法，液差法等由下到上由左到右先加固體后加液體H2、CO還原CuO實(shí)驗(yàn)，先通氣，后加熱1．氣體制備時一般均有多種方法，若制備方法不同，采用的制備裝置也應(yīng)不同，如制備O2，若采用KMnO4固體加熱制O2，則裝置用固體加熱制氣裝置，若采用H2O2溶液在MnO2催化下制O2，則采用液—固制氣裝置。2．棉花團(tuán)在氣體制取裝置中的作用：(1)加熱KMnO4制備O2時，應(yīng)在加熱的試管管口放一團(tuán)棉花，以防止KMnO4粉末隨氣流進(jìn)入導(dǎo)管。(2)制取NH3時，藥品要干燥，收集時試管管口常堵一團(tuán)蘸有稀硫酸的棉花，可以減少對流，增大氨氣的濃度，稀硫酸可以吸收氨氣，防止污染環(huán)境。名師歸納深度探究1．(2014·天津理綜)實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體時，所用方法正確的是(

)A．制氧氣時，用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B．制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體C．制乙烯時，用排水法或向上排空氣法收集氣體D．制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣試題調(diào)研┃調(diào)研一┃

氣體制備除雜裝置及藥品

解析：本題考查氣體的制備，意在考查考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。用過氧化鈉和過氧化氫制備氧氣時，均可采用固液不加熱的制氣裝置，A項(xiàng)正確；氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸，氫氯酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2，B項(xiàng)錯誤；制乙烯只能用排水法收集，因乙烯密度與空氣密度接近，不能用排空氣法收集，C項(xiàng)錯誤；不能用水吸收制取二氧化氮的尾氣，因?yàn)槎趸c水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染，D項(xiàng)錯誤。2．(2013·安徽理綜)實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最合理的選項(xiàng)是(

)選項(xiàng)a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中收集的氣體d中的物質(zhì)A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液解析：由題給裝置可知，本裝置可以用于固體和液體不加熱型、收集方法為向上排空氣法、防倒吸型尾氣處理方式的氣體的制取。A項(xiàng)，NH3收集用向下排空氣法，不符合；C項(xiàng)，銅和稀硝酸反應(yīng)不能產(chǎn)生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D項(xiàng)，用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2需要加熱，本裝置不能滿足。3．(2014·福建理綜)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一焦亞硫酸鈉的制取采用下圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。(1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為__________________。(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是________。(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。答案：(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O)(2)過濾(3)d解析：(1)濃硫酸與亞硫酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，可生成二氧化硫。(2)題目明確指出“……獲得已析出的晶體”，因此分離方法是過濾。(3)a裝置中含有單孔塞，二氧化硫不能順利進(jìn)入裝置中，此外其導(dǎo)管口離液面太遠(yuǎn)，不利于尾氣的吸收，所以a裝置不合理；二氧化硫在食鹽水和濃硫酸中溶解度不大，所以b、c裝置均不合理；二氧化硫易溶于NaOH溶液，干燥管還可以防倒吸，所以d裝置最合理。4．(2013·大綱全國卷)制備氮化鎂的裝置示意圖如下：回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性的方法是___________________________，a的名稱是________，b的名稱是________。(2)寫出NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式__________________________________________________。(3)C的作用是____________，D的作用是_________________，是否可以把C與D的位置對調(diào)并說明理由_____________________________________________________。(4)寫出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。(5)請用化學(xué)方法確定是否有氮化鎂生成，并檢驗(yàn)是否含有未反應(yīng)的鎂，寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象______________________________。解析：(1)檢查裝置氣密性時要先形成一個密閉體系再進(jìn)行操作，要特別注意回答時必須答出“G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱”。(2)(NH4)2SO4與NaNO2反應(yīng)產(chǎn)生N2應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)中的歸中反應(yīng)，據(jù)此不難寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)反應(yīng)體系中有空氣和制備N2過程中產(chǎn)生的一些氮氧化物，用FeSO4飽和溶液的目的是除去這些物質(zhì)，以免與Mg發(fā)生反應(yīng)；水蒸氣會影響N2與Mg的反應(yīng)，故D的作用是除去水蒸氣。(4)鎂是活潑金屬，在加熱條件下能與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂。(5)由于Mg3N2和水反應(yīng)：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，可根據(jù)是否有NH3和Mg(OH)2沉淀生成判斷是否有Mg3N2。利用Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣來檢驗(yàn)Mg的存在。改進(jìn)創(chuàng)新裝置(1)固體加熱制氣體的創(chuàng)新該裝置用于加熱易液化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時造成液體的流出，如用草酸晶體受熱分解制取CO氣體。多維思考技法提煉②圖3，大試管中的小試管中盛有液體反應(yīng)物，起液封的作用，防止氣體從長頸漏斗中逸出，這樣設(shè)計(jì)可節(jié)約試劑。③圖4裝置可通過伸入或拉出燃燒匙，做到控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。④圖5裝置通過傾斜Y形管使液體與固體接觸發(fā)生反應(yīng)，用于控制反應(yīng)的進(jìn)行。┃調(diào)研二┃氣體收集和尾氣處理

5．以下集氣裝置中不正確的是(

)6．以下各種尾氣吸收裝置中，不適合于吸收HCl氣體，而且不能防止倒吸的是(

)7．(2015·保定調(diào)研)如圖所示為常見氣體制備、分離、干燥和性質(zhì)驗(yàn)證的部分儀器裝置(加熱裝置及夾持固定裝置均略去)，請根據(jù)要求完成下列各題(儀器裝置可任意選用，必要時可重復(fù)選擇，a、b為活塞)。(1)若氣體入口通入CO和CO2的混合氣體，E內(nèi)放置CuO，選擇裝置獲得純凈干燥的CO，并驗(yàn)證其還原性及氧化產(chǎn)物，所選擇裝置的連接順序?yàn)開_______________(填代號)。能驗(yàn)證CO氧化產(chǎn)物的現(xiàn)象是_____________________________________________。(2)停止CO和CO2混合氣體的通入，E內(nèi)放置Na2O2，按A→E→D→B→H裝置順序制取純凈干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此時，活塞a應(yīng)________，活塞b應(yīng)________，需要加熱的儀器裝置有________(填代號)，m中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________。(3)若氣體入口改通空氣，分液漏斗內(nèi)改加濃氨水，圓底燒瓶內(nèi)改加NaOH固體，E內(nèi)放置鉑銠合金網(wǎng)，按A→G→E→D裝置順序制取干燥的氨氣，并驗(yàn)證氨的某些性質(zhì)。①裝置A中能產(chǎn)生氨氣的原因有______________________________________________________________________________________________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)中觀察到E內(nèi)有紅棕色氣體出現(xiàn)，證明氨氣具有________性。解析：本題旨在考查氣體制備、凈化及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，通過一題多變，分別考查了CO性質(zhì)、CH3CH2OH的催化氧化、NH3的催化氧化，另外還涉及CO(CO2)的凈化及干燥，有毒氣體(CO)的尾氣處理?？疾橹R面較廣。(1)混合氣體→除去CO2→干燥→CO還