高一化學(xué)物質(zhì)制備和定量實驗

高一化學(xué)物質(zhì)制備和定量實驗NH3·H2O=NH3↑+H2O基礎(chǔ)知識回顧完成制備下列氣體的化學(xué)方程式：H2Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑O22KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑△2H2O22H2O+O2↑MnO2NH32NH4Cl+Ca(OH)2=

CaCl2+2NH3↑+2H2O△CaO第2頁,共56頁，2024年2月25日，星期天△C2H4濃H2SO4

170℃C2H5OHCH2=CH2↑+H2OCO2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OSO2Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2ONO2Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2ONO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCl2MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O第3頁,共56頁，2024年2月25日，星期天重點知識歸納1.掌握常見氣體的制備(1)氣體制備的反應(yīng)原理①設(shè)計原則：根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇反應(yīng)裝置。②發(fā)生裝置的基本類型：裝置類型固體反應(yīng)物(加熱)固液反應(yīng)物(不加熱)固液反應(yīng)物(加熱)裝置示意圖第4頁,共56頁，2024年2月25日，星期天裝置類型固體反應(yīng)物(加熱)固液反應(yīng)物(不加熱)固液反應(yīng)物(加熱)主要儀器鐵架臺、試管、導(dǎo)氣管、酒精燈鐵架臺、分液漏斗、試管、導(dǎo)氣管鐵架臺、燒瓶、酒精燈、分液漏斗、導(dǎo)氣管典型氣體O2、NH3等H2、O2、CO2等Cl2、SO2等第5頁,共56頁，2024年2月25日，星期天完全免費,無需注冊,天天更新！第6頁,共56頁，2024年2月25日，星期天完全免費,無需注冊,天天更新！第7頁,共56頁，2024年2月25日，星期天裝置類型固體反應(yīng)物(加熱)固液反應(yīng)物(不加熱)固液反應(yīng)物(加熱)等操作要點(1)試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。(2)鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處。(3)膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長，否則會妨礙氣體的導(dǎo)出(1)在用簡易裝置時，如用長頸漏斗，漏斗頸的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到液封的作用。(2)加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適當(dāng)。(3)塊狀難溶固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器(1)先把固體藥品加入燒瓶，然后加入液體藥品。(2)要正確使用分液漏斗第8頁,共56頁，2024年2月25日，星期天(2)掌握典型的氣體收集裝置①設(shè)計原則：根據(jù)氣體的溶解性或密度。②收集裝置基本類型：裝置類型排水(液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法裝置示意圖適用范圍不溶于水(液)的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體典型氣體H2、O2等CO2、SO2等H2、NH3等第9頁,共56頁，2024年2月25日，星期天(3)氣體凈化與干燥裝置①設(shè)計原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件。②凈化裝置基本類型裝置類型液體除雜劑(不加熱)固體除雜劑(不加熱)裝置示意圖適用范圍被提純氣體不溶于液體除雜劑，且不與除雜劑反應(yīng)，如用飽和碳酸氫鈉除去CO2中的SO2能溶于水或液體試劑的氣體一般用固體試劑除雜，如用堿石灰除去NH3中的水蒸氣第10頁,共56頁，2024年2月25日，星期天裝置類型固體除雜劑(加熱)裝置示意圖適用范圍雜質(zhì)氣體與除雜劑反應(yīng)時需要加熱，如用灼熱的銅絲除去N2中混有的O2第11頁,共56頁，2024年2月25日，星期天③氣體的凈化和干燥Ⅰ.選擇除雜試劑的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)的差異，如溶解性，熔沸點，酸堿性，氧化性，還原性，可燃性等。使用液體除雜試劑用洗氣瓶盛裝，使用固體除雜試劑用干燥管盛裝。注意：氣體除雜的四條原則：a.不損失主體氣體，即被干燥的氣體不能與干燥劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；b.不引入新的雜質(zhì)氣體；c.在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；d.先除去易除的雜質(zhì)氣體。Ⅱ.常見的雜質(zhì)氣體及除雜試劑（見下表）第12頁,共56頁，2024年2月25日，星期天雜質(zhì)氣體除雜試劑雜質(zhì)氣體除雜試劑HCl水或飽和食鹽水NO2、CO2、Cl2強(qiáng)堿的濃溶液SO2，HCl飽和NaHCO3溶液C2H2，C2H4溴水H2O（g)、HCl、CO2、SO2等堿石灰CO,H2CuO(灼熱）NH3濃H2SO4O2Cu網(wǎng)(灼熱)第13頁,共56頁，2024年2月25日，星期天Ⅲ.氣體干燥的關(guān)鍵是選擇干燥劑，再根據(jù)干燥劑的狀態(tài)選擇干燥裝置，常用的裝置有洗氣瓶、U形管、干燥管等。常見的干燥劑及使用范圍（見下表）：類型干燥劑可干燥的氣體不可干燥的氣體酸性干燥劑濃H2SO4N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、NO2、CH4、SO2、HClNH3、H2S、HBrP2O5、硅膠N2、O2、H2、Cl2、HCl、CO、CO2、NO2、SO2、CH4、C2H2、C2H4NH3第14頁,共56頁，2024年2月25日，星期天類型干燥劑可干燥的氣體不可干燥的氣體堿性干燥劑堿石灰N2、O2、H2、CH4、C2H2、C2H4、NH3CO2、SO2、HCl、NO2、H2S、Cl2中性干燥劑CaCl2(無水）N2、O2、H2、HCl、CO、CO2、SO2、CH4、C2H2、C2H4NH3第15頁,共56頁，2024年2月25日，星期天(4)尾氣處理裝置對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕?或點燃)，使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl2、SO2等可用NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉(zhuǎn)化為CO2氣體。(5)氣體實驗裝置設(shè)計的一般思路①裝置順序：制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置；②安裝順序：由下向上，由左向右；③操作順序：裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品。第16頁,共56頁，2024年2月25日，星期天2.物質(zhì)制備的方法制備實驗方案設(shè)計可考查各個層次的多種能力，特別是創(chuàng)新能力，解答這類試題要在掌握基礎(chǔ)知識的過程中，掌握一些基本的原則。(1)熟練掌握常見氣體的制備方法，設(shè)計氣體實驗室制備方案要遵循以下原則：①實驗室制備各種氣體應(yīng)以實驗室常用藥品為原料，以方便經(jīng)濟(jì)安全為原則，而且在幾種簡單易行的方法中又要選擇那些能制取并收集較純氣體的方法。第17頁,共56頁，2024年2月25日，星期天②選擇實驗儀器要根據(jù)反應(yīng)原理及制取氣體量的多少來決定，必須是干凈的，有時還需是干燥的儀器。③選擇試劑要注意濃度，特別是鹽酸、硫酸、硝酸的濃度對制取氣體及純度都有很大的影響。④熟悉裝置圖，根據(jù)儀器裝配順序(由低到高，由左到右，先里后外)，裝置順序(制氣裝置→凈化裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣吸收裝置)準(zhǔn)確組裝儀器并檢查氣密性。第18頁,共56頁，2024年2月25日，星期天(2)熟練掌握常見單質(zhì)、化合物的制備方法①電解法：電解熔鹽、熔堿制備活動性強(qiáng)的金屬，如：Na、Ca、Mg、Al，電解飽和食鹽水制H2、Cl2、NaOH；電解精煉銅。②氧化還原法：用還原劑H2、Al、C、CO等還原金屬氧化物、鹵化物，制備W、Cr、Cu、Zn、Si等單質(zhì)。第19頁,共56頁，2024年2月25日，星期天③氧化法：非金屬單質(zhì)常用氧化陰離子法制取。如：Cl2、Br2、I2等。④復(fù)分解反應(yīng)：如制HF、HCl、H2S、SO2、CO2、HNO3、H3PO4等。MgCO3=MgO+CO2↑，2KClO3=2KCl+3O2↑⑤加熱法：2HgO=2Hg+O2↑，△△△第20頁,共56頁，2024年2月25日，星期天3.定量實驗（1）溶液的配制①配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的溶液計算：算出所需溶質(zhì)和水的質(zhì)量。把水的質(zhì)量換算成體積。如溶質(zhì)是液體時，要算出液體的體積。稱量：用天平稱取固體溶質(zhì)的質(zhì)量；用量筒量取所需液體、水的體積。溶解：將固體或液體溶質(zhì)倒入燒杯里,加入所需的水,用玻璃棒攪拌使溶質(zhì)完全溶解。第21頁,共56頁，2024年2月25日，星期天②配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液計算：算出固體溶質(zhì)的質(zhì)量或液體溶質(zhì)的體積。稱量：用托盤天平稱取固體溶質(zhì)質(zhì)量，用量筒量取所需液體溶質(zhì)的體積。溶解：將固體或液體溶質(zhì)倒入燒杯中，加入適量的蒸餾水（約為所配溶液體積的1/6），用玻璃棒攪拌使之溶解，冷卻到室溫后，將溶液引流注入容量瓶里。第22頁,共56頁，2024年2月25日，星期天洗滌（轉(zhuǎn)移）：用適量蒸餾水將燒杯及玻璃棒洗滌2~3次，將洗滌液注入容量瓶。振蕩，使溶液混合均勻。定容：繼續(xù)往容量瓶中小心地加水，直到液面接近刻度1~2cm處，改用膠頭滴管加水，使溶液凹面恰好與刻度線相切。把容量瓶蓋緊，再顛倒搖勻。第23頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（2）中和滴定實驗原理利用酸堿中和反應(yīng)，用已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)來測定未知物質(zhì)的量濃度的堿(或酸)。操作要點準(zhǔn)備過程①查滴定管是否漏水；②洗滌滴定管及錐形瓶；③用少量標(biāo)準(zhǔn)液潤洗裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管及用待測液潤洗量取待測液的滴定管；④裝液體、排氣泡、調(diào)零點并記錄初始讀數(shù)。滴定過程姿態(tài)：左手控制活塞或小球，右手搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化及滴速。滴速：逐滴滴入，當(dāng)接近終點時，應(yīng)一滴一搖。終點：最后一滴剛好使指示劑顏色發(fā)生明顯改變且半分鐘內(nèi)不變化時即為終點。記錄讀數(shù)第24頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（考查氣體物質(zhì)的制備問題）實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：→氣體混合→合成氨→氨吸收→氨氧化制取N2制取H2第25頁,共56頁，2024年2月25日，星期天已知實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO2）溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮氣。（1）從上圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮氣

、

氫氣。ab第26頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（2）氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有

、1

。（3）氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨，（“會”或“不會”）發(fā)生倒吸，原因是

.

1

。干燥氣體控制氫氣和氮氣的流速不會因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮、氫兩種氣體第27頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（4）用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，能使鉑絲保持紅熱的原因是

，錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是

。（5）寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式

。（6）反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶液中所含離子有H+、OH-、

、

。氨的氧化反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)有紅棕色氣體產(chǎn)生NH+4NO-34NH3+5O24NO+6H2O催化劑△第28頁,共56頁，2024年2月25日，星期天本題以實驗室模擬合成氨為知識背景，考查實驗室制備氣體等相關(guān)實驗知識以及氨和氮的氧化物的性質(zhì)?！皩嶒炇铱捎蔑柡蛠喯跛徕c（NaNO2）溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮氣”，由此信息可知制取氮氣應(yīng)選擇a裝置；制取氫氣應(yīng)選擇b裝置。甲裝置中裝有濃硫酸，起干燥作用，另外可以通過觀察兩導(dǎo)管口冒氣泡速率觀察氣流速率，以便于控制氣體流速；第29頁,共56頁，2024年2月25日，星期天由于合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，且在常壓下轉(zhuǎn)化率不大，反應(yīng)得到的混合氣體中含有大量的氫氣和氮氣，因此乙裝置中不會發(fā)生倒吸現(xiàn)象；乙裝置吸收一段時間氨氣后，乙中的溶液是氨水，通入空氣時有氨氣逸出，在紅熱鉑絲的作用下被氧氣氧化，由此可以看出反應(yīng)放熱；氨氣催化氧化產(chǎn)生的NO可繼續(xù)氧化為NO2，最終轉(zhuǎn)化為HNO3，與氨水反應(yīng)后產(chǎn)生硝酸銨。第30頁,共56頁，2024年2月25日，星期天方法指導(dǎo)：解實驗題，首先要明確實驗?zāi)康募皩嶒炘?，依?jù)實驗原理選擇合適的實驗藥品及儀器，通過分析相關(guān)的反應(yīng)推導(dǎo)出可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象。本題目很好地體現(xiàn)了高考命題指導(dǎo)思想“題目源自課本，但又高于課本”。本題易錯點當(dāng)是（3）中的倒吸問題，請同學(xué)們注意遇到新問題情境時一定要具體問題具體分析，切莫靠死記硬背的東西來機(jī)械答題。第31頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共56頁，2024年2月25日，星期天方法指導(dǎo)：在物質(zhì)制取中，固體物質(zhì)的制取考得較多，?？嫉挠需F、鋁的化合物，題目綜合性大。本題以新教材中出現(xiàn)的“從海水中提取鎂”為素材，將工業(yè)制法與實驗室中進(jìn)行的實驗步驟巧妙結(jié)合，考查實驗基本知識和基本操作。在新課程背景下的高考實驗復(fù)習(xí)中應(yīng)給予充分重視。第39頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共56頁，2024年2月25日，星期天方法指導(dǎo)：考查學(xué)生化學(xué)實驗基本操作技能和處理問題的能力，以及對實驗結(jié)果進(jìn)行計算和誤差分析及判斷能力。第49頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（探究性實驗方案的評價）為了測定一瓶變質(zhì)的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，教師提供樣品的質(zhì)量為mg。甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計了如下的實驗方案：Ⅰ.甲同學(xué)的方案是：將mg樣品溶解，加過量氯化鋇溶液，過濾、洗滌、烘干，稱量得固體ng。（1）混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

。洗滌沉淀的為（用m、n表示）

。具體操作甲同學(xué)是

.沉淀，等水流完后，重復(fù)2~3次向沉淀中加入蒸餾水至浸沒第50頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（2）Ca2+、Ba2+都可以使CO2-3沉淀完全，但使用氯化鋇溶液比氯化鈣溶液所得的結(jié)果更高的精確度，原因是①

;②

.

4

。Ⅱ.乙同學(xué)的方案如下圖所示：的沉淀的質(zhì)量大，稱量誤差小Ca(OH)2微溶于水，可能影響沉淀質(zhì)量BaCO3的摩爾質(zhì)量比CaCO3的大，產(chǎn)生第51頁,共56頁，2024年2月25日，星期天（1）根據(jù)乙同學(xué)的實驗裝置圖分析，在每次實驗中，完成測定過程至少要進(jìn)行

.次稱量操作。按照該同學(xué)的方案進(jìn)行測定，結(jié)果與實際情況存在較大的誤差，你認(rèn)為主要原因可能是（任寫兩個）①

。②

。①裝置中原有的空氣中的CO2也被堿石灰吸收②反應(yīng)產(chǎn)生的CO2未被完全吸收③空氣中的H2O和CO2也被堿石灰吸收④