第3讲常见物质的实验室制法doc.docx

1、第3讲常见物质的实验室制法doc第3讲：常见物质的实验室制法一、 考纲要求1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器装置、反应原理和收集方法）；2、掌握几种重要的无机物的制取及物质制备的实验设计。二、 双基回顾（一）、气体发生装置的类型(根据原理、反应物状态和反应条件等来选择)注意：1、 制备气体，可用如图1所示的装置。可制备的气体有 等。试管口应稍 倾斜，以防止产生的 在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。铁夹应夹在距试管口 处。2、 制备气体，可用如图2-图11所示的装置。用它可制备的气体有 等。 3 制备气体，可用如图12-图15所示的装置。用它可制备的气体有： 等。（二）、气体的收集收

2、集气体常用的方法有 （三）、气体的净化与干燥1 气体的净化与干燥装置气体的净化常用洗气瓶、干燥管。如图所示。易溶于水的气体杂质可用 来吸收；酸性杂质可用 物质吸收；碱性杂质可用 物质吸收； 水份可用 来吸收；能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。2气体干燥剂酸性干燥剂（如： 等）不能用来干燥 性气体； 碱性干燥剂 (如 等)不能用来干燥 性气体有氧化性的干燥剂（如 ）不能干燥有还原性气体（如 等）。 注意：能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用无水CaCl2来干燥NH3（因生成 CaCl28NH3）. 3、 尾气处理装置：根据多余气体的性质选择，常见的装置有： 三、例题评析

3、例1、实验室中准备有下面主要仪器：大试管、带导管的单孔塞、药匙、镊子、水槽、集气瓶、玻璃片、酒精灯、铁架台九种，如果药品选用合理，仪器可以选其中的几种，能制取的气体有 （） A只有氧气 B只有二氧化碳C氢气和二氧化碳 D氧气、氢气和二氧化碳 例2、化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置，以探究该装置的多功能。（1）甲同学认为利用装置可直接收集NH3、H2，但不能收集O2， 其理由是：_ （2）乙同学认为装置可作为实验室制氧气的快速发生器，对装置稍作改进后即可作为O2的收集装置，乙同学对装置的改进方法是：_，制O2时在装置中的a中加入_ _，b仪器中加入_。（3）丙同学

4、认为利用装置,可以用两种不同类的方法来收集NO,试简述操作方法： （4）丁同学认为装置经乙同学改进后只需在装置之后连一尾气吸 收装置即可收集SO2气体。试将吸收SO2的尾气吸收装置画在方框内。 （5）戊同学认为利用装置和装置可进行验证Cl2的氧化性比Br2强的实验，进行此项实验时在装置中的a仪器中加入_试剂，b仪器中加入_ 试剂，装置中应加入_ _试剂，根据装置中观察到的_实验现象即可得出Cl2的氧化性比Br2强的结论。例3、某研究小组进行与NH3有关的系列实验。（1）从下图中挑选所需的仪器，画出制取干燥NH3的装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画），并标明

5、所用试剂（2）为验证“同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，该小组同学设计了如右图所示的装置，图中管的容积是管的2倍，活塞1、2、3、4、5均关闭（固定装置和尾气处理装置略；HCl和NH3均不溶于石蜡油，也不与之反应；装置气密性好）。在管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体。操作是控制活塞4、5，调节，使管充满与管同压的干燥NH3。缓慢开启活塞3，管中的现象是 。要达到实验目的，当反应完成并恢复到室温时，管中预期的现象是 ；若观察不到预期现象，主要原因是 。例4、某校化学兴趣小组为测定混合物组成的质量比，实验过程中所加试剂和操作步骤如下表所示：实验序号混合物A加入适量水得到加入

6、试剂B过滤后经洗涤干燥所得固体C蒸发滤液得到晶体D称量BaCl2NaCl溶液过量CO2DA、DCaCl2NaCl溶液过量饱和Na2CO3溶液CaCO3NaClA、CNa2SO4MgSO4溶液试回答下列问题：实验中D的成分是 ，通过称量后 （填“能”或“不能”）计算得到A中各组分的质量比。实验填写的内容中一定错误的是 ，其原因是 。对实验进行设计，并将相应内容填入中对应的空格内。四、课堂练习1、下列物质的制备合理的是-( ) 将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤来制备硫化铝；将过量的铁与氯气加热反应氯化亚铁；在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸铜先氧化成氧化铜，再与硫酸反应来制取硫

7、酸铜；将45mL水加入到盛有5g NaCl的烧杯中，搅拌溶解来配制50g质量分数为5%NaCl A. B. C. D.全部2、 已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。 若用图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（不考虑单元装置）( )A只有处 B只有处 C只有和处 D、处3、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为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液褪色B若A为醋酸，B为贝壳，C中盛澄清石灰水，则C中溶液会有先变浑浊后又澄清的现象C若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛A1C

8、13溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解D实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用c4、用右图装置制取、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），其中可行的是气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀盐酸CaCO3浓硫酸5、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤：第一步：连接好装置，检验气密性，

9、在仪器内装入药品。第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCO3固体。第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH4C1晶体析出。请回答下列问题：(1)装置的连接顺序是：(a)接( ) ( )接( )； (b)接( ) (2)A中常选用的固体反应物为 ；D中应选用的液体为 ；B中发生反应的化学方程式为 。(3)第二步骤中必须先让 装置先发生反应。(4)C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是 ，C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为 。6、右

10、图所示的A、B两支大试管中各盛有等质量的同一种液体，试管口各系有一个小气球，气球内分别装有等质量的不同固体（纯净物）， 实验时将两气球抬起，将其中固体同时倾入试管内，固体全部溶解，同时看到两气球都鼓气胀大，但A试管气球胀大的速度及最终胀大的体积都明显大于B。若两试管产生同一种气体，试推测A、B中盛放的液体和固体的可能组合，将各组合填入下表，要求各组分产生的气体不能相同。（可以不填满）组合编号A、B中的液体A中的固体B中的固体产生的气体7、（1）如何检查上述图1装置的气密性？ 。（2）以下是测量收集到气体体积（上图1）必须包括的几个步骤；1 调整量简内外液面高度使之相同；使试管和量筒内的气体都冷

11、却至室温；读取量简内气体的体积。这三步操作的正确顺序是： （请填写步骤代号）。（3）测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？ （4）用一定质量的Zn（分片状和粒状）、浓硫酸、水以及如图2装置制取H2，要保证不漏出 H2，应如何操作 如何检查上述装置的气密性？ （5）用上图中图3的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停

12、的气体发生装置。回答下面问题：为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？ 这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性 8、为了在实验室模拟用二氧化氮溶于水生成硝酸，现进行如下实验：实验一：制备并收集一试管二氧化氮（1）实验室常用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，化学方程式是 。（2）可用右图装置制备并收集一试管二氧化氮， 在加入药品前，必须进行的操作是 。 该装置的缺点是(只填一个缺点既可) 实验二：尽可能多地使试管中的二氧化氮被水吸收（3）将装有二氧化氮的试管A倒插入水中（图I），并轻轻晃动试管，观察到的现象是： 反应的化学方程式是 。（4）从下图中挑选所需的仪器，完成制取O2，并将O2通入到上述

13、实验后的试管A中。画出制取O2装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置不用画），并标明所用试剂。某同学在图II的试管A内通入O2的过程中没有观察到液面上升，而是试管内充满了无色气气体，主要原因是 。9、硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验，某研究性学习小组设计了如下两个实验方案：实验一：因铜不能与稀硫酸直接反应，实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的混合液中，加热使之完全反应，通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。（1）浓硝酸所起的作用是_（2）该反应的原理是（用化学方程式表示）_ 。实验二：以空气为氧化剂的一步氧化法，将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，其反应原

14、理为2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O ，但反应速率太小，当升高温度到8090，反应仍然缓慢。如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液，则速率明显加快。（3）用离子方程式表示速率明显加快的原理_ 。Fe2(SO4)3的作用是_ 。（4）得到的混合液用_调节pH =24，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去，且Fe(OH)3可以循环使用。（5）请根据以上内容，对这两个实验方案进行评价，填下表： 实 验 一实 验 二主要优 点主要缺 点第3讲：常见物质的实验室制法（详解）三、 例题评析例1、 D例2、（1）H2、NH3的密度比空气小，而O2的密度比

15、空气大。（2）把装置中的进气导管改为长导管插到试管底部，出气导管管口应与胶塞相平3%的H2O2溶液、少量的MnO2粉末 （3）排水法收集-广口瓶中盛满水 , NO 从 d 管通入 利用排CO2集气法收集-广口瓶中先收集满 CO2 气体 , 然后将NO 从 d 管通入。 （4）（5）浓盐酸、KMnO4、NaBr溶液、溶液由无色变橙色例3、i. 打开K1、K2，从K2处通入干燥的HCl气体，直 到K1处有白雾出现，关闭K1、K2。生成大量的白烟。 B管中充满石蜡油。 实验时A管中未全部充满干燥HCl气体例4、BaCl2和NaCl 不能 D D中不仅含有NaCl，还有Na2CO3过量NaOH溶液 M

16、g(OH)2 Na2SO4(NaOH) A、C课堂练习1、C 2、D 3、BD 4、D 5、 (1)装置的连接顺序是：(a)接( f ) ( e )接( d )； (b)接( c )(2) 碳酸钙 ； 饱和碳酸氢钠； NH3.H2O + CaO =NH3 +Ca(OH)2 (3) B (4) 防止倒吸 NH3 + CO2 + H2O +NaCl =NH4Cl +NaHCO3 6、组合编号A、B中的液体A中的固体B中的固体产生的气体稀盐酸（或稀硫酸）镁粉铁粉H2稀盐酸（或稀硫酸）NaHCO3Na2CO3CO2稀盐酸（或稀硫酸）Na2SFeSH2S稀硝酸铁粉铜粉NO7、（1）将导管的出口浸入水槽的

17、水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。（2） （3）慢慢将量筒下降（4）取下试管A，向其中加入少量水，再沿试管慢慢加入少量浓硫酸，振荡，使液体总体积不超过试管容积的1/3，将试管斜放，把锌片放在试管内壁上，塞紧塞子，慢慢直立，使锌片滑下与稀硫酸接触。固定A、甲、乙三管，在乙管内注入适量水，将A、甲两管橡皮塞塞紧，上下移乙管，使乙管液面高于甲管液面，静置片刻后，水面保持不变，说明装置气密性好。（5）关闭弹簧夹时，反应产生的气体使试管内液面上的压力增加，所以液面下降。塞紧橡皮寨，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水

18、后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。8、（1）Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O （2） 检查装置的气密性 没有尾气处理装置，过量的NO2逸出后将导致空气污染。（或：不能随时控制反应的开始和停止，浪费药品，且过量的NO2逸出后将导致空气污染）（3）试管内液面上升到约为试管体积的2/3，气体由棕红色变为无色。3NO2+H2O=2HNO3+NO H2O2溶液（4） O2通入的速度过快，导致试管内迅速充满了O2。 9、（1）氧化剂（2）Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2 NO2+2H2O 或3Cu+2HNO3 +3H2SO4= 3CuSO4+2 NO+4H2O （3）2Fe3+ + Cu = Cu2+ 2Fe2+ 、4 Fe2+ + O2 + 4H+ = 4 Fe3+ + 2H2O 催化剂（4）CuCO3或CuO （5） 实验一 实验二主 要优 点操作简便（1）原料充分转化为产品（2）没有有害气体排放主 要缺 点（1）可能有有毒气体排放；（2）硝酸没有转化为产品，不符合绿色化学原理（1）操作步骤较多（2）硫酸铜晶体可能不太纯净