第三节物质的制备.docx

1、第三节 物质的制备第三节物质的制备考点(一)常见气体的制备知考情明学法气体的制备常以选择题的形式进行考查，命题角度较为固定，基本为常见气体的制备及注意事项，难度一般牢记教材中典型气体H2、O2、Cl2、NH3等的制备方法和注意事项，注意分析气体制备流程中的仪器选择、易误操作等基本问题考法感悟1判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016江苏高考)用图装置制取氨气()(2)(2015四川高考)用图装置除去氯气中的HCl气体()(3)(2014江苏高考)实验室用图装置制取氯气()(4)(2014福建高考)用图装置可除去尾气中的SO2气体()(5)(2012江苏高考)用图装置制

2、取少量纯净的CO2气体()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2(2017全国卷)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是()A、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B管式炉加热前，用试管在处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析：选B制得的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质，由于酸性高锰酸钾溶液氧化氯化氢生成氯气，所以应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气，同时除去氯化氢(易溶于水)，再用

3、酸性高锰酸钾溶液吸收硫化氢，最后用浓硫酸干燥，试剂盛放顺序依次为焦性没食子酸溶液、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸，A项错误；若在处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，可以加热管式炉，B项正确；类似氢气还原氧化铜，实验完毕后，先停止加热，再继续通入氢气一段时间，C项错误；启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用装置Q制备氯气，D项错误。必备知能1气体制备套装中装置选择的思路(1)气体的发生“套装”和收集“套装”气体反应原理发生装置收集装量O22KMnO4 K2MnO4MnO2O2AD或E2KClO3

4、2KCl3O22H2O22H2OO2BH2ZnH2SO4=ZnSO4H2D或FCO2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OD或ECl2MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2OCD或ENH3Ca(OH)22NH4Cl CaCl22NH32H2OSO2Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4H2OSO2(2)净化“套装”液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂(Cu、CuO、Mg)可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4H2、O2、N2、CH4

5、、NH3可除去O2、H2、CO、N2不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等(3)防堵塞“套装”分类装置简图原理及使用方法液封式若装置通畅，导气管内外的液面相等；若装置不通畅、堵塞，则装置中的压强会增大，压迫液体沿导气管上升恒压式使分液漏斗内的压强与烧瓶内的压强相同，保证漏斗中液体顺利流出防阻式将棉花置于导管口，防止固体粉末或糊状物进入导管(4)尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有：吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B或C装置。CO、NO等气体可用点燃

6、或收集于塑料袋(气球)中的方法除去，如图D或E。注意选择气体的发生装置时，应考虑反应物的状态及反应条件，有些气体可用不同的反应原理来制备，要注意选择不同的发生装置。气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择，对于易溶于水的气体除用排空气法收集外，还可用排其他液体法，如Cl2可用排饱和食盐水法收集。2气体发生装置的创新(1)利用“启普发生器”原理的制气装置创新装置的优点：能做到随开随用，随关随停。使用范围：块状固体与液体反应生成气体，反应不需要加热，且生成的气体难溶于水。这些装置能制取的气体有H2(Zn稀H2SO4)、CO2(CaCO3稀盐酸)、H2S(FeS稀H2

7、SO4)。(2)“固(液)液气体”装置的创新图1的改进优点是能控制反应液的温度。图2的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体流下。(3)“块状固体液体气体”装置的创新大试管中的小试管中盛有液体反应物，起液封的作用，防止气体从长颈漏斗中逸出，这样设计可节约试剂3排液集气装置的创新从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体：(1)饱和食盐水收集Cl2。(2)饱和NaHCO3溶液收集CO2。(3)饱和NaHS溶液收集H2S。(4)四氯化碳收集HCl或NH3。集训冲关1用下面的试剂与反应装置制备气体，能满足“随开随制、随关随停”

8、要求的是()选项试剂反应装置A碳酸钠固体与稀硫酸B二氧化锰与过氧化氢溶液C浓硝酸与铜片D锌粒与稀硫酸解析：选D使用该反应装置用碳酸钠固体与稀硫酸反应制备CO2时，碳酸钠易溶于水，反应无法停止，A项不符合题意；二氧化锰是粉末无法被阻隔在有孔塑料板上，反应不能停止，B项不符合题意；浓硝酸具有挥发性，不能使用长颈漏斗，应该用分液漏斗盛放与滴加，C项不符合题意；锌粒与稀硫酸反应制备H2时，若关闭弹簧夹，试管内气压增大，可把稀硫酸压回长颈漏斗而使稀硫酸与锌粒脱离，从而使反应停止，D项符合题意。2实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实

9、验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液解析：选B收集NH3应用向下排空气法，A项错误；Cu与稀HNO3反应生成NO，C项错误；MnO2与浓盐酸反应制取Cl2需要加热，D项错误。3如图是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4COCO2H2O制取CO，则合理的装置组合为()ABCD解析：选D由反应物的状态和反应条件可选作为制取装置；除去CO2可选用或装置，要收集CO只能用装置，故合理的装置组合为或。4气体制备实验的“两大要求

10、”：(1)加热操作要求使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先_，再_，以防止爆炸。制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先_，继续通_至试管冷却。(2)实验室装置要求制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端_，以防止空气中水蒸气的进入。用盛有碱石灰的干燥管吸收测定实验中生成CO2的质量时，在干燥管前连盛有无水CaCl2的U形管，在干燥管后再连一个盛有碱石灰的干燥管，前一个的目的是_，后一个的目的是_。答案：(1)用原料气赶走系统内的空气点燃酒精灯加热熄灭酒精灯原料气(2)再接一个干燥装置干燥CO2防止

11、空气中的CO2和H2O(g)进入5一套装置可以用于制备多种气体，根据如图“套装”回答下列问题。(1)若使用如图所示装置制备干燥的SO2气体：A中盛液体的玻璃仪器名称是_，实验开始后A中反应的化学方程式为_。B装置的作用是_；C装置的作用是_。E装置中固体试剂为_。(2)若使用如图所示装置制备干燥的Cl2：A中反应的化学方程式为_。B装置为除去Cl2中混有的HCl，则B装置盛装试剂为_，如何改进装置_；C装置的作用是_。答案：(1)分液漏斗Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O防倒吸干燥SO2气体碱石灰(2)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O或KC

12、lO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O饱和食盐水导管“长进短出”干燥Cl26氢还原法是指在高温下用H2还原金属氧化物以制取金属的方法。该方法制备的产品纯度较高，广泛用于钨、钼、钴、铁、锗的生产。实验室用Zn粒(Zn粒中含少量硫化锌杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)和稀硫酸反应制H2，并用H2还原MoO2制Mo的装置如图所示，完成下列问题。(1)使用启普发生器制备的H2中所含的杂质为_(写化学式)，若用焦性没食子酸、浓硫酸、NaOH溶液分别除去上述杂质，的顺序为_。(2)装置玻璃仪器的名称为_，用酒精喷灯加热时，该玻璃仪器中发生的化学反应方程式为_。(3)反应结束时的操作为_。(4)

13、该套装置在实验安全上存在的缺陷是_。解析：(1)由“Zn粒中含少量硫化锌杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气”可知，制备的H2中含有的杂质为H2S、O2、H2O，除去杂质气体的装置顺序为或。(2)装置中的玻璃仪器为硬质玻璃管，其中发生的反应为H2还原MoO2。(3)为防止还原生成的Mo在冷却时被装置右侧进入的空气氧化，应该先熄灭酒精喷灯，继续通入氢气，待Mo冷却后再停止通入氢气(关闭活塞K)。(4)硬质玻璃管右侧导出的气体中含有未反应的H2，需要点燃或收集才能消除实验安全隐患。答案：(1)H2S、H2O、O2(或)(2)硬质玻璃管MoO22H2Mo2H2O(3)先熄灭酒精喷灯，待还原产物Mo

14、冷却后，再关闭活塞K(4)中硬质玻璃管右端导出的气体中含有未反应的H2，需要点燃或收集考点(二)有机物的制备知考情明学法高考题型一般为非选择题，利用有机物的性质来考查化学实验的相关知识，常涉及有机物的熔点、溶解度及反应原理方面的内容，物质虽然陌生，但性质都是相通的掌握常见有机物分离、提纯的方法，掌握有机物的通性通法，同时结合化学实验的知识综合解答考法感悟1(2014全国卷)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(gcm3)沸点/水中溶解性异戊醇880.812 3131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊

15、酯1300.867 0142难溶实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是_。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的

16、下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_。(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。(7)本实验的产率是_(填标号)。a30%b40%c60%d90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”)，其原因是_。解析：(1)仪器B为球形冷凝管。(2)第一次水洗的目的是除去作催化剂的硫酸和过量的乙酸，接下来用饱和碳酸氢钠溶液进一步除去残留的少量乙酸，第二次水洗的目的是除去过量的饱

17、和碳酸氢钠溶液。(3)洗涤、分液后有机层密度小，在上面，密度大的水层在下面，需将水层从分液漏斗下口放出，然后将有机层从分液漏斗上口倒出，d项正确。(4)制备乙酸异戊酯的反应为可逆反应，加入过量的乙酸，能提高异戊醇的转化率，从而提高乙酸异戊酯的产率。(5)加入少量无水MgSO4能除去有机层中的少量水，起到干燥作用。(6)蒸馏实验中温度计水银球需和蒸馏烧瓶支管口在同一高度，而c中不应该用球形冷凝管，球形冷凝管一般用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反应更彻底，故b正确。(7)根据题中化学方程式及所给各物质的量，可知实验中异戊醇完全反应，理论上应生成乙酸异戊酯6.

18、5 g，实验中实际生成乙酸异戊酯3.9 g，故乙酸异戊酯的产率为100%60%。(8)若从130 便开始收集馏分，则收集得到的是乙酸异戊酯和少量未反应的异戊醇的混合物，导致所测出的实验产率偏高。答案：(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇2(2017江苏高考)1溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ，密度为1.36 gcm3。实验室制备少量1溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加

19、入24 g NaBr。步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1溴丙烷。(1)仪器A的名称是_；加入搅拌磁子的目的是搅拌和_。(2)反应时生成的主要有机副产物有2溴丙烷和_。(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_。(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是_。(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5%

20、 Na2CO3溶液，振荡，_，静置，分液。解析：(1)仪器A为蒸馏烧瓶，搅拌磁子的作用是搅拌和防止暴沸。(2)反应物中的正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能发生分子间脱水反应生成正丙醚。(3)向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接受瓶内的温度，减少了1溴丙烷的挥发。(4)HBr易挥发，故需缓慢加热。(5)振荡后，要排出分液漏斗中的气体。答案：(1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)减少1溴丙烷的挥发(4)减少HBr挥发(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体必备知能1掌握常见有机物的制备原理明确要制备的物质反应原理乙酸乙酯CH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2C

21、H3H2O乙酸异戊酯CH3COOH(CH3)2CHCH2CH2OHH3COOCH2CH2CH(CH3)2H2O1溴丙烷CH3CH2CH2OHHBrCH3CH2CH2BrH2O环己烯间溴苯甲醛乙烯CH3CH2OHCH2=CH2H2O2.制备有机物的常见“套装”加热液体反应物制取液体或气体时，需要的仪器主要有反应容器(如大试管、圆底烧瓶、三颈烧瓶等)、热源(酒精灯或酒精喷灯、水浴或油浴)、冷凝管、分液漏斗、温度计等。3涉及仪器的名称、用途及注意事项仪器名称仪器简图用途及使用注意事项冷凝管常用的冷凝管有球形冷凝管和直形冷凝管两种；球形冷凝管一般用于气态物质的冷凝回流，可提高反应物的转化率，通常竖立于

22、圆底烧瓶或三颈烧瓶上；直形冷凝管一般用于气态物质的冷凝液化，通常斜放着连接圆底烧瓶或三颈烧瓶；冷凝水从冷凝管的下口进，上口出温度计温度计分水银温度计、煤油温度计和酒精温度计等；需要测量反应液的温度时，温度计的液泡置于反应液中，不接触容器的底部或器壁；需要测量蒸馏气体的温度时，温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处；需要控制水浴温度时，温度计的液泡置于水中；应根据测量温度的高低选择适合测量范围的温度计，严禁超量程使用4有机物制备与提纯的思维流程集训冲关1.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图：可能用到的有关数据如表：物质相对分子质量密度/(gcm3)沸点/溶解性环己醇10

23、00.961 8161微溶于水环己烯820.810 283难溶于水合成反应：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。请回答下列问题：(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_

24、。(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_(填标号)。A41%B50%C61%D70%解析：(1)装置b是直形冷凝管。(2)在加热液体时需加入碎瓷片，以防止因加热而使液体暴沸。如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该停止加热，冷却后再加入碎瓷片。(3)本实验中容易产生的副产物是发生分子间脱水生成的环己醚，其结构简式是(4)分液漏斗在

25、使用前要洗涤干净并检查是否漏水，在本实验分离过程中，产物是环己烯，密度为0.810 2 gcm3，比水小，在上层，分离时先把水层从分液漏斗下口放出，产物从分液漏斗上口倒出。(5)加入无水氯化钙是为了除去水。(6)蒸馏操作中所需仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶(可用圆底烧瓶)、温度计、带石棉网的铁架台、直形冷凝管、接引管(尾接管)、接收器等，不需用到的仪器是吸滤瓶和球形冷凝管。(7)根据化学方程式和表格数据可知，100 g环己醇可以生成82 g环己烯，那么20 g环己醇可以制取环己烯16.4 g，而实际得到10 g，所以产率为100%61%。答案：(1)直形冷凝管(或冷凝管)(2)防止暴沸B(3) (4)检查是否漏水(检漏)上口倒出(5)干燥(或除水)(6)CD(7)C2已知反应原理：主要实验装置和流程如图：反应试剂、产物的物理性质如表：名称相对分子质量性状熔点/沸点/密度/(gcm3)溶解性水乙醇乙醚甲苯92无色液体易燃易挥发95110.60.866