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第三节 物质的制备,考纲要求 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.能识别典型的实验仪器装置图。,1实验室制取氧气,考点一 常见气体的实验室制法,2实验室制取二氧化碳的方法,3实验室制取氢气的方法,4实验室制取氯气的方法,5实验室制取氨气的方法,1实验室里能否用大理石和稀硫酸反应制取CO2? 2实验室制取氨气还可用哪些方法？ 提示： 1不能。原因是大理石与稀硫酸反应生成的CaSO4微溶于水覆盖在CaCO3的表面，阻止了硫酸与大理石的进一步反应。 2.,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,反应原理的选择,答案：A,2下列关于气体的制备的说法不正确的是( ) A用碳酸钠粉末可以制备CO2 B用铁片和稀H2SO4反应制取H2时， 为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4 C加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3 D用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同 解析：选项A，Na2CO3粉末可以与稀硫酸等反应获取CO2；选项B，Fe在浓H2SO4中发生钝化，不能得到大量的H2；选项C，加热NH4HCO3得到CO2、NH3、H2O的混合气体，将混合气体通过碱石灰除去CO2和H2O即可得到NH3；选项D，用KMnO4固体和KClO3固体制备O2都属于“固固加热”型，其装置完全相同。 答案：B,选择反应原理依据的条件 (1)反应物容易获得。 (2)反应条件容易实现。 (3)反应容易控制，副反应少。 (4)生成的气体易于分离和收集。,3(2014年高考天津卷)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 解析：Na2O2与H2O或H2O2在MnO2作催化剂制氧气均选用“固液”不加热装置，A项正确；用MnO2和浓盐酸制Cl2时，气体中混有HCl，除HCl应该用饱和食盐水，NaHCO3与HCl、Cl2均会发生反应生成新杂质CO2，B项错误；乙烯与空气密度接近，不能用排空气法收集，C项错误；NO2与H2O反应产生NO，污染空气，D项错误。 答案：A,气体发生装置和收集装置的选择,4下列制备和收集气体的实验装置合理的是( ),解析：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；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，C错误；D装置合理。 答案：D,5以下集气装置中不正确的是( ) 解析：H2S密度比空气大，可用向上排空气法收集，A对；NO难溶于水且易与空气中O2反应，可用排水法收集，B对；收集NH3可用向下排空气法，但橡胶塞密封管口无法收集，C错；用排饱和食盐水法收集Cl2，可以除Cl2中混有的HCl，D对。 答案：C,(2)气体的收集方法： 排水集气法装置A： 适用范围：凡难溶于水，且不与水发生反应的气体。如O2、H2、CO、NO、C2H4、C2H2等。排水集气法的优点是收集的气体纯度高、易判断是否集满。 能溶于水且溶解度不大的气体，可采用排某些饱和溶液的方法收集。如Cl2可采用排饱和食盐水、CO2可采用排饱和NaHCO3溶液的方法等。,向上排空气法装置B： 适用范围：凡不与空气反应且密度比空气大的气体。如O2、CO2、Cl2、SO2、NO2等。 向下排空气法装置C： 适用范围：凡不与空气反应且密度比空气小的气体。如：H2、NH3等。,6实验室里可按如下图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水吸收，则R是( ) AHCl BCl2 CCO DNH3 解析：该装置只能收集密度比空气小的气体，HCl、Cl2的密度大于空气的密度，故A、B项均不符合题意；CO不能用排空气法收集。 答案：D,气体的净化和尾气处理,7关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( ) A装置可验证HCl气体在水中的溶解性 B装置可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2、NO等 C装置中X为四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢 D装置可用于干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气,解析：装置中HCl极易溶于水，滴入水后气球膨胀，A选项正确；装置中，左边导管进气，可收集比空气重的气体，如Cl2、HCl、NO2等，右边导管进气，可用于收集比空气轻的气体，如H2、NH3等，但NO不能用排空气法收集，B选项不正确；四氯化碳的密度比水大，四氯化碳在水的下层，氨气或氯化氢不溶于四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢，以防止倒吸，C选项正确；氨气密度比空气小，可用碱石灰干燥，且多余的氨气可通过倒扣的小漏斗用水吸收(NH3极易溶于水)，D选项正确。 答案：B,8化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。(仪器可重复使用，固定装置不必画出),解析：依据实验原理，将浓硫酸滴入浓盐酸中，所选择的发生装置应是将浓H2SO4置于分液漏斗，将浓盐酸置于圆底烧瓶中。用浓H2SO4干燥HCl，用向上排空气法收集HCl，用水吸收多余的HCl并注意防止倒吸。 答案：,(2)尾气处理： 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用尾气处理装置有： a可用于NaOH溶液吸收Cl2、CO2(气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。 b可用于收集少量气体然后处理。 c、d可用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 e可用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。,1氢氧化铝的制备 (1)用铝盐制： 离子方程式： 。 (2)用铝、稀H2SO4、烧碱制： 将Al分成 等份， 份与酸溶液反应， 份与碱溶液反应，再将两种溶液混合，有关离子方程式为： ， ， 。,考点二 非气态物质的制备,4,1,3,2Al6H=2Al33H2,2氢氧化亚铁的制备 (1)原理： 离子方程式：Fe22OH=Fe(OH)2。 (2)注意事项： Fe(OH)2有强还原性，易被氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸，以便除去水中氧气。 将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下，再将氢氧化钠溶液挤出。 还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油，尽量减少与空气的接触。,3氢氧化铁胶体的制备 (1)原理： 化学方程式： (2)操作步骤： 加热蒸馏水至沸腾，逐滴滴加饱和氯化铁溶液，加热至液体呈_停止加热，不可搅拌。,红褐色,4乙酸乙酯的制备 (1)原理： (2)收集： 溶液。 现象：碳酸钠溶液上层有 。 (3)注意事项： 试剂的混合方法：先加入 ，再沿器壁慢慢加入_，冷却至室温后再加 ； 长导管不要插入液面下； 饱和碳酸钠溶液的作用：中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度。,饱和碳酸钠,特殊香味的无色油状液体,无水乙醇,浓硫酸,冰醋酸,实验室用以下装置制取氢氧化亚铁， (1)在图中横线处注明试剂名称。 (2)采用该装置的优点是能防止_。 (3)其操作步骤是：_弹簧夹a；反应至左侧试管内产生气泡的速度明显变慢后，_弹簧夹a。,提示： (1)稀硫酸 铁粉 氢氧化钠溶液 (2)氢氧化亚铁被氧化 (3)打开 关闭,1(2014年高考福建卷节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。 采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3SO2=Na2S2O5,以气体制备为载体的综合考查,(1)装置中产生气体的化学方程式为_。 (2)要从装置中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_。 (3)装置用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为_(填序号)。,解析：(1)中是制取SO2的反应。(2)固、液分离用过滤。(3)处理尾气是吸收多余的SO2，应用NaOH溶液，同时要防倒吸，a项试剂瓶密封，SO2不能顺利通入氨水中，c中试剂不能吸收SO2，b不能防倒吸。 答案：(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O(或Na2SO32H2SO4=2NaHSO4SO2H2O) (2)过滤 (3)d,2某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。,请按要求填空： (1)利用B装置可制取的气体有_(任写两种即可)。,(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分为两份，进行、两个实验，实验操作、现象及结论见下表：,请你评价实验、的结论是否合理？若不合理，请说明理由：_。,(3)B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上)，可制得NO2并进行有关实验。 B中发生反应的化学方程式为_。 欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹_，再打开止水夹_，使烧杯中的水进入试管丁的操作是_。,解析：(1)B装置可用于块状不溶于水的固体与液体反应制取气体，故可用锌粒与稀H2SO4反应制取H2，也可用大理石与盐酸反应制取CO2等。(2)A装置制取Cl2使用的浓盐酸具有挥发性，有一部分被氯水吸收，使氯水呈酸性，可与NaHCO3反应产生CO2，故实验的结论不合理。(3)铜与浓HNO3反应放出NO2，收集于试管丁中然后用微热法使NO2与水接触从而使水倒流进入试管丁中。 答案：(1)H2、CO2(其他合理答案均可) (2)实验结论合理，实验结论不合理，制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO3粉末反应产生气泡，不能说明酸性是氯气与水反应造成的 (3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O a、b c 双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出，NO2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流进入试管丁中,(3)仪器的装配：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先塞好后固定；先检验装置的气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；有可燃气体参与的实验开始时，先验纯，再点灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，先洗气后干燥，干燥管应“大”进“小”出。 (4)气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。 (5)尾气处理：有毒污染环境的气体需处理，无毒不污染环境的气体直接排入空气中。常见的处理方法：燃烧法(如CH4、C2H2、H2、CO等)，碱液吸收法(如Cl2、NO2、H2S、SO2等)，水溶法(如HCl、NH3等)。,3氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下：,以非气态物质制备为载体的综合考查,提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题： (1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_； 在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。,(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。 (3)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于_。,4(2014年高考山东卷)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如下图：,(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_，通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是 _。 (2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是 _。 (3)固体A主要为_(填化学式)。固体B主要为_(填化学式)。 (4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_(填“”“”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。,解析：(1)Na2Cr2O7与KCl发生反应的化学方程式为Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl；根据图像可知，低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小。(2)加碱溶液的目的是除去溶液中含有的Fe3。(3)根据溶解度的大小，高温浓缩时，NaCl析出，所以固体A主要为NaCl；冷却结晶时，K2Cr2O7析出，所以固体B主要为K2Cr2O7。(4)用热水洗涤固体NaCl，洗涤液中含有NaCl，所以洗涤液转移到母液中，既能提高产率又能使能耗最低。 答案：(1)Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即可) (2)除去Fe3 (3)NaCl K2Cr2O7 (4),5(2013年高考新课标全国卷)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：,高考的新宠有机物的制备,可能用到的有关数据如下：,合成反应： 在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 。 分离提纯： 反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。,回答下列问题： (1)装置b的名称是_。 (2)加入碎瓷片的作用是_；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是_(填正确答案标号)。 A立即补加 B冷却后补加 C不需补加 D重新配料 (3)本实验中，最容易产生的副产物的结构简式为_。 (4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的_(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_。,(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有_(填正确答案标号)。 A圆底烧瓶 B温度计 C吸滤瓶 D球形冷凝管 E接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是_(填正确答案标号)。 A41% B50% C61% D70%,化学实验装置图的绘制方法 1常用仪器图的画法 (1)标准画法。实验室中所用的仪器种类众多、大小各异，但平面直视每单个仪器，它们都具有比较统一的比例形体。如果要获得比较标准满意的图形，就必须掌握各种仪器的体形比例，防止绘画过程中的高矮胖瘦现象。在绘制时往往要借助直尺、圆规等绘图工具。,图1 几种常见玻璃仪器的绘制比例,(2)习惯画法。习惯画法的要点是“画中线、点两边、校比例、再连线”。很多仪器是对称结构，因此，首先画出一条辅助中线，然后根据仪器的体形在中线的两边点出图形的隐视轮廓，再轻笔连接轮廓点，正视图形，校正比例，直至令人满意，再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。 图2 仪器的习惯画法举例,(3)简笔画法。简笔画法的要点是“直线画、画线点、成草图、描实线”。即把正视仪器的直线部分直接画出，曲线部分用点“点”的方法画出，轻笔勾画出图形的草图后再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。 图3 仪器的简笔画法举例,2.实验装置图的绘制 许多实验都是由多种仪器组装串联而成的，这类图形较单仪器绘制难度大，但只要掌握了绘制方法程序，画起来还是得心应手的。实验装置图绘制的方法程序是“一定位置二绘图，三画连接四修补”。 (1)整体图形的布局。在画图之前，必须对实验装置实物造型心中有数，绘制时，以水平线为基准，画出确定上下左右仪器位置的辅助线。仪器位置直接影响着图形的美观，各仪器离得太远，图形显得松散，离得太近又显得拥挤，所以定位置是绘制的关键。 (2)绘分仪器图。采取上述任意一种画法，画出各仪器的图形，绘制时应注意同一图画上各仪器间的大小配套与协调统一。 (3)画连接部分。最基本的连接仪器有带导管的塞子、玻璃导管、乳胶管等，通过连接使整个装置图浑然一体。 (4)修饰补正。草图框架轮廓成形后，进行药品填充、现象标明、线条描实等细节绘制，使整个图形尽量达到完美无缺。,3实验装置图的画法举例氯气的实验室制法,答案：,
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