2019-2020年高考化学大一轮复习 第十章 化学实验 第二讲 常见物质的制备讲义

2019-2020年高考化学大一轮复习第十章化学实验第二讲常见物质的制备讲义xx高考导航考纲要求真题统计命题趋势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。3 .能识别典型的实验仪器装置图。xx,卷I27T：XX,卷II13T(ABD)、28T;xx,卷I26T：xx,卷II10T(D)：xx,卷I26T：xx,卷II26T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xx年高考将会保持对传统知识的考查，如气体制备，冋时新的信息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。考点一气体的制备和收集学生用书P245稳固根基热身小试自主学习1常见气体制备的反应原理（填化学方程式）MnO（1）0:2KCl0=2KCl+30f2 32MnO2H0=2H0+0f(2) H:Zn+HSO.=ZnSQ+Hf：2 244(3) NH:2NHCl+Ca(0H)=aCl+2H0+2NHf:3 4r223(4) C0:CaCO+2HCl=CaCl+HO+COf：2 3222(5) Cl:MnO+4HCl(浓)=!nCl+Clf+2HO：22L22SO:NaSO+HSO=NaSO+HO+SOf：223242422(7)NO:3Cu+8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NOf+4HO。3 3222常见气体制备的发生装置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，具体如下表中所示:反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O、NH等23试管要干燥试管口略低于试官底加热时先预热再固定加热用KMnO制取O时，需在管42口处塞一小团棉花固、液加热型或液、液加执型八、Cl2等固、液不加热型JITjO、H、CO、222SO、NO、NO22 加热烧瓶时要垫石棉网反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片 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，又可控制液体流速和用量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,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，不与空气中成分反应收集装置z=,平:；适用的气体H、O、NO、CH224Cl、CO、NO、SO2222H、NH231下列关于气体制备的说法不正确的是()A. 用碳酸钠粉末可以制备CO2B. 用铁片和稀HSO反应制取H时，为加快产生H的速率可改用浓HSO242224C. 加热分解NHHCO固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH4 33D. 用KMnO固体和用KC1O固体制备O的装置完全相同4 32解析：选B。选项A,NaCO粉末可以与稀硫酸等反应制备CO；选项B,Fe在浓HSO中发23224生钝化，不能得到大量的H；选项C,加热NHHCO得到CO、NH、HO的混合气体，将混合243232气体通过碱石灰除去CO和HO即可得到NH；选项D,用KMnO固体和KC1O固体制备O都223432属于“固固加热”型，其装置完全相同。2下列制备和收集气体的实验装置合理的是()匕JC.用锌粒和稀硫酸制比A.用氯化彼和氢氧化钙制NHs解析：选D。本题考查制备和收集气体的实验装置。A中大试管的管口应略向下倾斜，且收集气体的试管口应放一团棉花；B中NO很容易被空气中的氧气氧化，所以采用B装置得不到NO；C中氢气的密度比空气小，所以集气瓶中的进气导管应比出气导管要短；D装置合理。名师点拨(1) NO不能用排空气法收集，主要是因为NO易与空气中的氧气反应生成NO2o(2) 密度与空气接近，且不与水反应或不溶于水的气体最好用排水法收集，如、CO、乙烯典题例证学以致用讲练互动(xx衡水高三测试)下图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置，均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂完成相应的实验。请用合适装置的序号完成下列填空：(1) 既能用于收集Cl2，又能用于收集NO的装置是(2) 能用于干燥CO2气体的装置是o(3) 在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中，用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是(4) 用于尾气吸收并能防止液体倒吸到反应装置中的是o(5) 接在气体制备的连续实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是答案(1)B(2)A、E、F(3)A(4)C(5)D如图是制取和收集某气体的实验装置(可加热)，可用于()A. 加热NaHCO制CO32B. 用Cu与稀硝酸反应制NOC. 用NHCl与浓NaOH溶液反应制NH43D. 用Zn和稀硝酸反应制H2解析：选Bo加热NaHCO时试管口应略向下倾斜，且不用排水法收集CO,同样NH也不能用3 23排水法收集，选项D中Zn和稀硝酸反应时无H2生成。关于收集气体的两点说明(1) 下列气体可采用排饱和溶液的方法收集CO饱和NaHCO溶液23SO饱和NaHSO溶液HS饱和NaHS溶液Cl饱和NaCl溶液2(2) 如图为“万能”集气装置 当瓶口向上A管进气时，可收集向上排空气法收集的气体(密度比空气大的气体)。 当瓶口向上B管进气时，可收集向下排空气法收集的气体(密度比空气小的气体)。 当瓶口向上瓶内充满液体且B管进气，可收集采用排液法收集的气体(不与所装液体反应或不溶于所装液体的气体)。纟目.ill丨绡精题纟田做能力大成题组一制备气体反应原理的选择1下列反应最适用于实验室制氢气的是() 锌与稀硫酸反应 甲烷热分解 电解稀硫酸 炽热的炭与水蒸气反应A. 只有B.C.D.解析：选A。CH分解要求条件较高，并且生成的气体不易分离，错；电解稀HSO实质424是2HO=2Hf+Of，装置复杂不易操作，错；C+HO(g)=O+H，温度高，生成22222气体不易分离，错。题组二气体发生装置的选择2以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是()解析：选BoC、D两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关调节反应器的压强，通过控制反应与否来控制产生气体的量。A项可通过控制加入液体的量来控制产生气体的量。3.下图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是(食盐水kno3溶液 NaCO溶液CCl234A. 适量稀硫酸铜溶液浓氨水B. C. D.解析：选A。加入KNO溶液后不再产生H，会产生NO气体。NaCO溶液会与HSO反应322324生成CO，既消耗HSO又会使H不纯净。浓氨水会与HSO反应。224224气体制备操作先后流程(1) 装配仪器时：先下后上，先左后右。(2) 加入试剂时：先固后液。(3) 实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。(4) 净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。(5) 防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。(6) 防氧化实验：往往是最后停止通气。考点二气体的净化与尾气处理学生用书P247稳固根基热身小试自主学习石棉或玻璃棉abea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7=液态干燥剂固态干燥剂装置i常见干燥剂浓硫酸（酸性、强氧化性）无水氯化钙（中性）碱石灰（碱性）不可十燥的气体NH、HS、HBr、HI等32NH3Cl、HS、HC1、SO、CO2222等二、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所示：Cl2SO2NO2HS2HClNH3CONONaOH溶液CuSO溶4液或NaOH溶液水水或HSO24溶液点燃与O混合2后通入NaOH溶液2直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如、02、CO2等。3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Cl、NO均可通入NaOH溶液中除去。（2）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。（3）某些可燃性气体可用点燃或转化的方法除去（如图丙），如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。（4）收集法（如图丁）：尾气处理也可以采用收集的方法，如CH、CH、H、CO等。4 2421（XX吉林高三检测）用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是（)B.D.，由反应物的状态和反应条件可解析：选C。铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集no2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且吸收装置能防止倒吸，只有C项符合。2.如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为（A.C.MnO解析：选C。用HO制0的反应原理为2H0=2H0+02222222选作为制取装置。干燥02可选用和装置，要收集干燥的02只能用装置，故合理的装置组合为或。名师点拨选择气体干燥剂应注意的事项（1）酸性干燥剂（如浓硫酸、p205等）不能用来干燥碱性气体。（2）碱性干燥剂（如碱石灰、生石灰、固体NaOH等）不能用来干燥酸性气体（如C02）o（3）有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性的气体（如H$、HI等）。2讲练互动典题例证学以致用（xx武汉高三统考）在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。查阅资料N的制法有下列三种方案：2方案1：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得。方案2：加热条件下，以NH3还原CuO可制得,同时获得活性铜粉。方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的。实验准备以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(有的夹持和加热仪器未画出)。ABCDE分析交流(1) 若以方案1制得n2,应选择的发生装置是。(2) 若按方案2制得干燥、纯净的,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是(填写序号)。获得N2的反应原理是(写反应方程式)。(3) 若以排水法收集N2,其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法,其原因是你提出的收集方法是。(4) 上述三个方案中，制得的N2纯度最差的是。在N2纯度要求不甚严格的情况下，有人建议将方案2和方案3结合使用,你认为其优点是解析(1)选取发生装置与反应物的状态以及反应条件有关，方案1为加热两种液态物质，符合此条件的只有A装置。(2)方案2为固体和气体的反应，且需加热，反应器应选择B，但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，应选择E,但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰来干燥，反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以除去氨气。(3)排空气法收集气体主要是利用气体密度的差别，因N2的密度与空气的密度相近，故不能用排空气法收集。可用气囊收集。(4)方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理，空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体，因此所得n2纯度最差。答案(1)A(2) EfDfBC2NH+3CuO=Cu+N+3HO322(3) N2的相对分子质量为28，与空气的平均相对分子质量相近(用气体密度大小比较回答问2题也可)用气囊收集(其他合理答案也可)(4) 方案3CuO和Cu可循环利用，节省药品哪些气体在进行实验时要注意防倒吸？答案：一般在水（或要通入气体的那种液体）中的溶解度大（10体积）的气体需要防倒吸，如对水来说有氯化氢（HC1）、氨（NH）。注意在NaOH等碱性溶液中二氧化碳（巴）、二氧化硫（SO?）易发生反应也要注意防倒吸。常见改进的尾气吸收装置题组训练精题细做能力大成题组气体的净化与尾气处理l. （xx高考上海卷）如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是()选项X收集气体YA碱石灰氯化氢水B碱石灰氨气水C氯化钙一氧化硫氢氧化钠D氯化钙氧化氮氢氧化钠解析：选CoA.氯化氢是酸性气体，能和碱性干燥剂碱石灰发生反应，A错误；B.氨气密度小于空气，采用此方法收集氨气时应该是短导管进，长导管出，B错误；C.二氧化硫是酸性气体，能用中性干燥剂氯化钙干燥，且二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集，C正确；D.氧化氮极易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，D错误。2下列能达到实验目的的是（）ABCDA.除去杂质气体CO?C.干燥Cl2B. 收集并吸收多余的Cl2D. 吸收HCl制盐酸2答案：C3. （xx新余高三质检）用下图装置制取、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)，其中可行的是()b选项气体abcANOO浓硝酸铜片NaOH溶液BSOo浓硫酸Cu酸性KMnO溶液CNHo浓氨水生石灰碱石灰DO9双氧水MnO9浓硫酸解析：选DoA项，N02能与氢氧化钠溶液反应，收集不到NO2气体，错误；B项，铜和浓硫酸反应需要加热，且SO能被酸性KMnO溶液氧化，故不能用酸性KMnO溶液除杂，错误；C244项，碱石灰是固体干燥剂，应放在干燥管中，且应用向下排空气法收集NH3，错误；D项，双氧水在MnO2的催化作用下分解放出02，能用浓硫酸干燥，其密度大于空气，可用向上排气法收集，正确。2气体制备实验中的6个常见问题原因(1) 爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致；(2) 炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致；(3) 暴沸：大火加热液体、受热液体沸点低等导致；(4) 倒吸：气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致(5) 堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致；(6) 空气污染：生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。考点三物质制备的综合性实验学生用书P249稳固根基热身小试自主学习1有关物质的制备，特别是有关气体的制备及性质实验是高考中考查的重要内容。需掌握的气体制备实验有：三种单质(H、O、Cl)的制备、三种氢化物(HCl、HS、NH)的制备、五22223种氧化物(CO、SO、NO、NO、CO)的制备、两种有机物(CH、CH)的制备。复习时，除了掌4握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。常见气体的制取流程发生净化干燥装置装置装置|3吸收或一尾气处理装置3实验装置总思路4信息类物质制备思考方法(1) 浏览全题，确定目的；(2) 注意表格信息及后续设问中的提示性信息，并在分析和解题中随时进行联系和调用；(3) 分析并思考从原料到产品依次进行的反应，利用的反应原理，目标产物与副产物的关系1下列制备气体的装置和选用的药品不正确的是()选项ABCD菇口HO与22石灰石和稀硝酸和KMnO与4约口口MnO2稀盐酸铜片浓盐酸续表选项ABCD装置1解析：选C。作为发生器的试管口向下倾斜，不能盛装液体，所以C项的装置不能用来制备NO。2有关下列制备物质的叙述，正确的是()将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉纯碱工业中将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成碳酸氢钠沉淀将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸将SO2和02的混合气加压后，通过接触室制备SO3实验室将苯和浓硝酸混合后加热制备硝基苯 乙酸乙酯的制取：先加乙醇，再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸)，最后加乙酸，然后加热 向煮沸的1molL-1NaOH溶液中滴加FeC饱和溶液制备Fe(OH)3胶体制备硫酸亚铁铵晶体时，最后在蒸发皿中蒸发浓缩溶液时，需要用小火加热，直至溶液全部蒸干A. B.C. D.解析：选B。工业制取漂白粉是将氯气通入石灰乳中，错；制盐酸时，一般采用氢气在氯气中点燃，错；工业制取硫酸，由于二氧化硫转化率在常压时已经很高，所以一般不加压，错；制硝基苯需要用浓硫酸作催化剂，错;制备Fe(OH)3胶体用煮沸的蒸馏水，而不是NaOH溶液，错；蒸发浓缩只需小火加热至溶液表面出现晶膜为止，不能将溶液全部蒸干, 错。名师点拨(1)制备氢氧化铁胶体时，加入氯化铁溶液不能过快和过多，煮沸至液体变成红褐色透明状时即停止加热，否则易生成沉淀。(2)制备乙酸乙酯时加热温度不能太高，以防乙酸和乙醇大量挥发。典题例证学以致用讲练互动(XX高考大纲卷)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之。下面是它的一种实验室合成路线：CH,CN100130TCHCOOH+Cu(OH)+NHHSO,442COO)2Cu+H20制备苯乙酸的装置示意图如右(加热和夹持装置等略)：已知：苯乙酸的熔点为76.5C,微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是(2) 将a中的溶液加热至100C,缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130C继续反应。在装置中，仪器b的作用是；仪器c的名称是，其作用是。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。A. 分液漏斗B.漏斗C.烧杯D.直形冷凝管E. 玻璃棒(3) 提纯粗苯乙酸的方法是，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是。(4) 用CuCl22H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是(5) 将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是解析(1)稀释浓硫酸时应在适量蒸馏水中缓缓加入浓硫酸，防止暴沸。(2)从苯乙酸的制备原理可知仪器b的作用是滴加苯乙腈，从冷凝管的结构特征可判断出c为球形冷凝管，其作用是冷凝回流。根据已知信息可知苯乙酸微溶于冷水，加入冷水使其溶解度减小，便于苯乙酸析出。苯乙酸的熔点为76.5C，析出的苯乙酸应为固体，分离不溶性固体与液体的常用方法为过滤，所需仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台等。(3)粗苯乙酸中可能含有NHHSO44等可溶性杂质，由于苯乙酸难溶于冷水，可用重结晶的方法提纯。40g苯乙腈完全转化为40g44g苯乙酸时可得苯乙酸x136gmol-146.5g,故苯乙酸的产率为，X100%117gmol-i46.5g95%。(4)在制备Cu(OH)2沉淀的同时还有可溶性NaCl生成，故判断沉淀洗干净的方法就是检验最后一次洗涤液中是否还含有Cl-。(5)根据“苯乙酸微溶于冷水，溶于乙醇”，故乙醇与水的混合溶剂中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度，便于充分反应。答案(1)先加水，再加入浓硫酸(2)滴加苯乙腈球形冷凝管回流(或使汽化的反应液冷凝)便于苯乙酸析出BCE(3)重结晶95%(4)取少量洗涤液，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现(5) 增大苯乙酸溶解度，便于充分反应(1) 洗涤沉淀的基本操作方法是什么？(2) 检验沉淀是否洗净的方法是什么？答案：(1)通过玻璃棒引流，向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下，重复操作23次。(2)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入XXX溶液，若不出现XXX现象，表明已洗净,否则没有洗净。物质制备的基本思路(1) 明确物质制备原理：进行物质制备实验设计前必须先认真审题，明确要制备的物质，弄清题目有哪些新信息，综合学过的知识，通过类比、分析、迁移，从而明确制备原理。(2) 选择实验仪器与实验试剂：根据制备的物质的性质、需要的反应条件，选择合理的实验仪器和试剂。例如：制备的物质具有强烈的腐蚀性，就不能选用橡胶管连接实验仪器；若反应条件是加热，且温度不超过100C,就可以选择水浴加热装置。(3) 设计物质制备步骤：根据物质制备的原理以及所选用的实验仪器和试剂，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，实验步骤应完整、简明。考生应该具备识别典型的实验仪器装置图的能力，这是评价实验方案的能力之一。(4) 检验制备物质的纯度：采用可行的方法对制备的物质进行检验，确定实验是否成功。题组训练精题细做能力大成题组物质的制备1.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是()浓H2SO4饱和NaCl溶液NaOH溶液Aa-b-c-d-e-f-g-hBa-e-d-c-b-h-i-gCa-d-e-c-b-h-i-gDa-c-b-d-e-h-i-f解析：选B。装置顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气碱处理，注意洗气瓶中导管为“长进短出”。2. (xx高考天津卷)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2NaHCO；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溶液吸收尾气解析：选A。由NaO、HO制取0的反应分别为2NaO+2H0=4Na0H+0仁2HO=2HO222222222222+O2f，均可选取固体与液体在不加热条件下制取气体的装置，A正确。Cl2通过饱和NaHCO；溶液时产生CO气体，净化氯气时应先用饱和NaCl溶液除去HCl，再用浓硫酸进行干燥，B2错误。乙烯难溶于水，其密度小于空气，故可采用排水法或向下排空气法收集乙烯，但由于乙烯与空气的密度相差不大，故采用向下排空气法收集到的乙烯不纯净，C错误。用水吸收NO尾气时，发生的反应为3NO+HO=2HNO+NO,产生污染性气体NO,故常用NaOH溶液吸2223收NO2，D错误。(1) 制备实验方案设计的基本思路原理正确、方法可行、仪器简单、操作方便、经济安全-途径I原料一原理一亠途径II最佳途径一设计完整实验方案一实施方案一制得物质(2)有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路1/1rrHrt2造气除杂干燥丿毛气-主题实验处理(3) 气体除杂的一般思路气体的除杂，首先要判断气体中的杂质。判断气体中的杂质的方法：看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质；看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO2中一定含有co2；看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的除杂试剂及装置。(4) 要排除干扰例如：制取易潮解、易水解的物质(如AlCl)时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入干扰实验。课后达标检测学生用书单独成册以练促学强技提能一、选择题1下列制备有关物质的方法合理的是()A. 用过氧化钠与水反应制氧气B. 用乙醇和醋酸混合共热制乙酸乙酯C. 用亚硫酸钠固体粉末与稀硫酸反应制二氧化硫D. 用亚硫酸钠固体粉末与浓硝酸反应制二氧化硫解析：选A。B项缺少催化剂，不正确；C项因二氧化硫易溶于水，应用浓硫酸，不正确；D项中浓硝酸会将亚硫酸钠氧化，得不到二氧化硫，不正确。2设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器（如图）。若关闭K,不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出（会有部分气体逸出）。下列气体的制取宜使用该装置的是（）A. 用二氧化锰（粉末）与双氧水制氧气B. 用锌粒与稀硫酸制氢气C. 用硫化亚铁（块状）与盐酸制硫化氢D. 用碳酸钙（块状）与稀硫酸制二氧化碳解析：选B。根据此反应的原理可知，该装置适用于块状固体与溶液的反应，所以排除A项；此实验装置可能会逸出一部分气体，所以有毒的气体不适合用这一装置，故排除C项；硫酸钙为微溶于水的物质，覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行，D项不符合题意。3. 某校化学探究小组成员讨论下列I、II、III、W四种仪器装置在气体制备与性质实验中的用法，其中不合理的是（）A. 装置I：可以用来验证碳的非金属性比硅强B. 装置II：橡皮管的作用是使水顺利流下C. 装置III：不能检查该装置的气密性D. 装置W：先从口进气收集满CO2气体，再从口进气，可收集NO气体解析：选CoI中可以证明碳酸的酸性大于硅酸，从而证明碳的非金属性比硅强，A项正确；II中橡皮管维持漏斗和烧瓶中压强相同，从而使水顺利流下，B项正确；III中通过观察甲、乙液面的高度差是否变化可以检查装置的气密性，C项错；NO的密度比CO2小，可以通过向下排CO2法收集，D项正确。24. 实验室制备氧气的方法很多。现在一定条件下，利用过氧化氢、氯酸钾和高锰酸钾为反应物制备氧气，在同温同压下，制取的氧气体积相同时，三个反应中转移的电子数之比为（）A. 2：2：1B.l：2：2D.1：1：1C.2：1：2解析：选Bo过氧化氢、氯酸钾和高锰酸钾中氧元素的化合价分别是一1、一2和一2，而氧气中氧元素的化合价是0设生成的氧气为1mol,则过氧化氢中氧元素要失去2mol电子,而氯酸钾和高锰酸钾中氧元素需要失去4mol电子。5. 用如图装置进行实验，将液体A逐滴加入到固体B中，下列叙述正确的是（A若A为盐酸，B为MHO?,C中盛有品红溶液，则C中溶液褪色锻烧硫酸过滤1固体沉淀1一双氧水氨水过滤2溶裁调节pH=7【8皑gg硫酸镁溶液妙-过滤-强碱过滤洗涤调节pH固体沉淀2溶液2|冷却浓缩热蒸他水粗硫酸溶解镁晶体B. 若A为醋酸，B为贝壳，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液出现浑浊C. 若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛有AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解D. 上述实验中仪器D都可以用长玻璃导管代替解析：选B。本装置为固+液不加热装置，A项不发生反应；B项生成CO2气体，使澄清石灰水变浑浊；C项产生NH，溶于水生成NHH0,与AlCl溶液反应生成Al（0H）沉淀，Al（OH）2沉淀不与NH3H2O反应；装置中仪器D起防倒吸的作用，不能换作长玻璃导管。6. （xx黄冈重点中学月考）下面是以橄榄岩（主要成分为硅酸镁，还有少量的Fe3+、Fe2+、Al3+及少量不溶于酸的杂质）为原料，制备硫酸镁晶体的流程图:列说法正确的是（）A. 过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去SiB. 加氨水调节pH=78,目的是使Fe3+、AH+转化为氢氧化物沉淀而除去C. 加双氧水时发生的主要反应为HO+Fe2+2H+=F+2H02 22D. 粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是使硫酸镁晶体结晶得更漂亮解析：选B。A项，过滤1操作的主要目的是以硅酸的形式除去Si；C项，反应方程式的电荷不守恒；D项，粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是提纯硫酸镁，除去混有的杂质。7. 夹紧以下装置中的弹簧夹并进行相关操作。下列情形中，表明相应装置漏气的是（）A. 装置中，用手捂住试管，烧杯中出现气泡，手放开后，导管中形成一段稳定的水柱B. 装置中，向长颈漏斗中加一定量水，并形成水柱，随后水柱下降至与瓶中液面相平C. 装置中，双手捂住烧瓶，导管中形成一段稳定的水柱，双手放开后，水柱慢慢回落D. 装置中，将a管向上提至一段高度，a、b两管之间水面形成稳定的高度差解析：选B。装置中，向长颈漏斗中加一定量水，并形成水柱，随后水柱不下降，则装置不漏气。8. （xx大连高三联考）下列有关图示装置的叙述不正确的是（）A. 装置可用于吸收实验中多余的H2SB. 装置可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C. 装置中X为苯，可用于吸收Nh3或2HCl气体D. 装置可用于收集NH3，并吸收多余的NH3解析：选C。苯的密度比水小，应在水层上面，且无法起到防倒吸作用。二、非选择题9. （xx山东潍坊一模）下图是某化学兴趣小组设计的利用电子垃圾（含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt）制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：Cu、Al稀硫酸h3o2Pt操作I已知下列信息：Cu可与稀硫酸和HO的混合液反应生成硫酸铜；22铁、铝、铜等离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Cu(OH)2开始沉淀1.14.05.4完全沉淀3.25.26.7请回答下列问题：(1) 写出Cu与稀硫酸和HO的混合液反应的化学方程式:22解析：根据题给信息知，该流程是利用电子垃圾制备硫酸铜和硫酸铝晶体；分析题给流程图知，Cu、Al、Fe、Au、Pt与稀硫酸和HO的混合液反应生成硫酸铜、硫酸铝和硫酸铁的混22合液，过滤后所得滤渣为Au、Pt；滤液用氢氧化钠溶液调节pH的目的是将铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀而除去，过滤得硫酸铜溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得硫酸铜晶体。(1)Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜和水,化学方程式为Cu+H2O2+HSO=CuSO+2HO；(2)在操作II中，要使铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉2442淀，根据题给数据知x的取值范围是5.2Wx5.4；(3)在操作III中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒；(4)滤渣a为氢氧化铁和氢氧化铝的混合物，利用其制取Al(SO)18HO,甲方案制得的产品中含有杂质硫酸铁，丙方案制得的产品中含有杂质硫酸2432钠，最具可行性的是乙方案；(5)根据题给信息得关系式：CuSO5H0HY2-,代入题给422数据计算得CuSO5HO晶体的纯度是15b/aX100%；根据题给信息知，试样和EDTA标准42溶液均显酸性，应用酸式滴定管，选B。答案：(l)Cu+HO+HSO=CuSO+2HO222442(2) 5.2WxV5.4酒精灯、玻璃棒(4)乙(5)15b/aX100%B10. (xx银川一中月考)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1) 制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为(2) 装置B中饱和食盐水的作用是;同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：(3) 装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III处依次放入物质的组合是(填编号)。编号abcdI干燥的干燥的湿润的湿润的有色布条有色布条有色布条有色布条II碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙III湿润的湿润的干燥的干燥的有色布条有色布条有色布条有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。反应一段时间后，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是答案：(l)Ca(ClO)+4HCl(浓)=CaCl+2Clf+2H02222(2)除去Cl2中的HClB中长颈漏斗中液面上升，形成水柱(3)d(4)E中溶液分为两层,上层为紫红色不能过量的Cl2也可能将I-氧化为i2(5)HSO-+Cl+HO=SO-+2Cl-+3H+(或4HS0-+C1=SO-+2Cl-+3SO+2H0)否3 22432422ll.(xx邯郸高三检测)1.如图1所示是实验室中制取气体的一种简易装置。图1(1)请简述检验它的气密性的方法(2)利用如图1所示装置制取气体时，可适用的反应条件和反应物状态为II某同学设计如图2所示装置，用粗铁粒与16.9%的稀硝酸反应制取NO气体并探究产物中铁的价态。请回答有关问题。水粗铁粒稀硝酸B图2玻璃丝已知16.9%稀硝酸的密度为1.10gcm-3，则其物质的量浓度为(计算结果保留两位小数)。若用63%的硝酸配制16.9%的稀硝酸500mL，所需的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、。(4) 实验开始时，先打开止水夹a、关闭止水夹b，A装置的干燥管中观察到的现象是oB装置烧杯中液体的作用是。当A装置中气体几乎为无色时，打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。(5) 现有仪器和药品：试管和胶头滴管，0.1molL-1KSCN溶液、0.2molL-1酸性KMnO4 溶液、0.1molL-1KI溶液、氯水等。请你设计一个简单实验，探究A装置烧杯里完全反应后铁兀素可能的价态，填写下列实验报告：实验步骤操作现象与结论第一步取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液第二步若溶液紫色褪去，则说明含有Fe2+；若无明显变化，则说明不含Fe2+答案：(1)关闭止水夹，从左管口加水，使U形管两侧形成液面差，一段时间后，液面差没有变化，说明气密性良好(没有关闭止水夹不正确)(2)不需要加热；不溶于水的块状固体和液体反应(3)2.95molL-i500mL容量瓶、胶头滴管(4)铁粒逐渐溶解，有气泡产生，干燥管上方出现红棕色气体吸收二氧化氮(5)若溶液呈红色，则说明含Fe3+,若不显红色，证明没有Fe3+取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO溶液42019-2020年高考化学大一轮复习第四章非金属及其化合物第二讲富集在海水中的元素讲义xx高考导航考纲要求真题统计命题趋势1. 了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。2. 了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。3. 掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。4. 了解卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。xx,卷I28T(1)；xx,卷II12T、28T；xx,卷I8T(B)；xx，卷II27T(2)(3)；xx,卷I7T(C)、13T(A)本部分的主要考查内容有以生产实际为背景考查卤素单质及其化合物的性质和应用；以实验设计为中心考查有关氯单质及其化合物的实验及综合应用。题型以选择题、实验题为主，难度较大。预计xx年咼考将以卤素单质及其化合物知识与现代生产、日常生活、医疗保健科学技术等各方面的联系为载体进行考查，也可能以卤素单质及其化合物的基础知识为主要内容，同时兼顾相关的基本概念和基本理论，尤其是氧化还原反应、离子反应等内容进行考查。复习备考时，关注氯气的氧化性和实验室制法。考点一n八、自主学习氯单质及其重要化合物的性质及应用学生用书P85稳固根基热身小试一、氯气1物理性质(1) 色、味、态：黄绿色有刺激性气味的气体。(2) 水溶性：能溶于水。(3) 毒性：有毒。2化学性质(未特别注明的填化学方程式)(1)与金属反应Fe占燃p2Fe+3C122FeCl3(产生红棕色的烟)ChCuCu+Cl占燃2二CuCH产生棕黄色的烟)(2)与非金属反应光照2一2ciB光照:H?+S上二2HC1(现象:发生爆炸)一点燃:均+C122HCK现象:安静地燃烧，发出苍白色火焰,瓶口有白雾)(3) 与水反应：HO+ClHCl+HClO。22(4) 与碱液反应2NaOH+ClNaCl+NaClO+H022Ca(0H)92Ca(OH)2+2C12CaCl2+Ca(C10)?+2H0(5) 与还原性物质反应Cl2+2II2+2Cr(填离子方程式)Clf次氯酸(1) 不稳定性：2HC1O光或加热2HC1+O仁氯水须现用现配，保存在棕色瓶中，置于冷暗处。(2) 强氧化性 能将有色物质氧化为无色物质，有漂白性。 可用于杀菌、消毒。(3) 弱酸性NaClO溶液中通少量CO，化学方稈式为NaClO+CO+HO=NaHCO+HC1O。2223漂白粉+2Fe+Cl2=2Fe3+2C(填离子方程式)+2H0+ClHSO+2HC1r22224巴主要成分Ca(CIO)2,CaCl2,有效成分Ca(C10)2漂白粉制取原理22+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(C10)2+2H2O化学性质水解呈碱性,具有强氧化性漂白原理Ca(C10)2+C02+H2OCaCO3J+2HC1O,必须密封保存1. 判断正误(正确的打“V”，错误的打“X”)(1) 燃烧反应一定是0参加的氧化还原反应。()(2) Cl2与H20或NaOH的反应中氯气既是氧化剂又是还原剂。()(3) 要证明Cl无漂白性而HC1O有漂白性的实验方法，可以先让干燥Cl通入干燥的有色布条，然后再通入湿润的有色布条看是否褪色。()(4) 氯气可用于消灭田鼠，为此，可将氯气用软管通入到田鼠洞中，这是利用了氯气的毒性和密度比空气大的性质。()(5) 久置的氯水比新制氯水氧化性更强。()(6) 能用pH试纸测定氯水的pH。()(7) 漂白粉和明矾都常用于处理自来水，二者的作用原理是不同的。()(8) 工业上将Cl2通入石灰水中制取漂白粉。()(9) 能用同一原理解释C10-与Fe2+、H+均不能大量共存。()答案：(l)X(2)V(3)V(4)V(5)X(6)X(7)V(8)X(9)X2. (xx潍坊高三联考)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是()A. 红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟B. 通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应C. 纯净的h2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶瓶口呈现雾状；光照电和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸D. 氯气能与水反应生成HC1O和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸解析：选BoCl2与铁的反应需要加热，所以在通常状况下，干燥的Cl2与Fe不能反应。名师点拨1氯气具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl不能由单质化合生成。2氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，实际起漂白作用的是HClOo不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得，而不是用氯气与石灰水反应。:氯水中的HC1O见光易分解，通常保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处。口讲练互动典题例证学以致用（XX高考江苏卷）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（）A. 氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2B. 向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl-C. 向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H+D. 向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HC1O解析A.些的颜色为黄绿色，正因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2，才使得氯水显示了浅黄绿色，A选项正确。B.Cl-与Ag+结合生成AgCl白色沉淀，B选项正确。C.Cl2与水反应生成HCl和HClO，H+与NaHCOs反应生成CO气体，C选项正确。D.氯水中的C|也能将Fe2+氧化为Fe3+，D选项错误。322答案D若要增加氯水中HClO的浓度，可以向新制氯水中加入哪些物质？答案：由于次氯酸是比碳酸还弱的酸，因此在理论上可以加入只与盐酸反应但不与次氯酸反应的物质就能促进氯气与水反应的平衡右移，从而达到目的，如CaCO3、NaHCO3、醋酸钠等物质。氯水的成分及性质氯水性质的多重性：新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。精题细做能力大成(酸性题组训练题组一氯气的性质)AgNO3溶液A.C.NaOH溶液水BD1. 分别向盛有Cl的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是（解析：选B。甲中气体和溶液都无色，说明不存在氯气，是加入NaOH溶液；乙中气体无色且溶液中出现白色浑浊，说明不存在氯气且溶液中生成了白色沉淀，是加入AgNO3溶液；丙中气体和溶液都呈浅黄绿色，说明存在氯气分子，是加入水。2下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO晶4体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO+16HCl（浓）=2KCl+5Clf+2MnCl+8HO4淀粉ktJ-FeCl2+KSCN豐浓盐酸湿润蓝色石蕊试纸NaOH+酚醮对实验现象的“解释或结论”正确的是（T-选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl.BrI.Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2+Cl-解析：选DoA项，由现象得氧化性：ClBr、ClI，但无法判断Br与I的氧化性强弱；222222B项，由现象可知在此过程中有酸性物质生成，同时生成了漂白性物质；C项，在此过程中只能判断溶液不再显碱性，无法判断有无漂白性物质生成；D项，此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-o题组二氯水性质的多重性3. 用经Cl消毒的自来水配制下列溶液：NaSO:KI:AlCl:FeCl:AgNO；2 23323稀盐酸，发2现部分药品变质，它们是（）23323A.B.C.D.解析：选A。用Cl2消毒的自来水中，含有盐酸和氧化剂HClO,Cl-能使Ag+沉淀，HClO能将SO-、Fe2+、I-等氧化。4. 为了研究氯水能否和碳酸钙发生化学反应，某学生设计如下实验：实验一：向盛有饱和氯水的锥形瓶中加入大理石，并充分振荡，观察到氯水的黄绿色褪去并同时产生少量气体。实验二：取上述实验一后锥形瓶中清液，进行如下实验 该清液滴在有色布条上有极强的漂白作用。 该清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀。 该清液中滴加盐酸可产生大量气体。 该清液加热后变浑浊并产生大量气体。实验三：该学生设想用下列装置收集实验二中产生的气体作进一步检验。洗气装置回答下列问题：（1）在实验二中，清液滴在有色布条上有极强的漂白作用说明该清液中含有（写化学式）；清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀说明该清液中含有离子；清液中滴加盐酸产生的气体是；清液加热后产生浑浊的原因是因为生成了（用化学式表示）。（2）实验三中，洗气装置内的洗涤液一般用溶液。该学生要收集实验二中产生的气体，应选用上图装置中的（填“A”或“B”）。（3）该学生通过上述实验，写出了氯水和碳酸钙反应的化学方程式：解析：氯气溶于水发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，生成的HCl与CaCO3发生反应：2H+CaCO3=Cag+匹f+O,因实验一只产生少量气体，再结合“该清液加热后变浑浊”现象,故知发生反应CaCOCOHO=Ca(HCO)。32232答案：(1)HClOCa2+COCaCO23(2) 饱和NaHCOB3(3) 2CaCO+2Cl+2HO=Ca(HCO)+2HClO+CaCl322322题组三有关氯的重要化合物的实验探究5某学生对SO.与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12)，后褪色持续通一=51=宦气aso2=处理A臨液i.液面上方出现白雾；ii.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；iii稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去(1)C