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2014《名师伴你行》系列高考化学(人教)一轮复习配套学案部分:常见物质的制备(50张ppt)


判断下列说法的正确与否,在正确的后面画“√”,在 错误的后面画“×”。 (1)制备气体时,在加入药品前必须对装置进行气密性检 查 (√ ) (2)实验室可用加热浓氨水,再通过浓硫酸干燥而制得纯净的氨 气 ( ×) 解析:浓硫酸不能干燥氨气,会发生反应。 (3)实验室用氯酸钾制氧气时,二氧化锰是催化剂;实验室制氯 气时,二氧化锰是氧化剂 (√ ) (4)检验HCl气体中是否有

Cl2,可用硝酸酸化的硝酸银溶 液 ( ×) 解析: HCl气体溶于水也能产生氯离子,可用湿润的淀粉 碘化钾试纸。

(5)收集CO2,可用向上排空气法和排饱和碳酸钠溶液的方 法 (×) 解析:二氧化碳能与碳酸钠反应而消耗,可用排饱和碳酸 氢钠溶液的方法收集。 (6)氯气有毒,对环境有污染,所以制取时多余的气体要通入 NaOH溶液 (√ ) (7)检验氨气是否收集满,可用蘸有浓硫酸的玻璃棒置于集气瓶 口 (×) 解析:浓硫酸与氨气不能形成白烟。 (8)除去NO中的NO2气体,可将气体水洗后干燥再用向上排空 气法收集 ( ×) 解析: NO不能用向上排空气法,只能用排水法收集。 (9)硫酸在制取下面两种气体中的作用相同:硫酸与亚硫酸钠制 二氧化硫,硫酸与锌制氢气 ( ×) 解析:制二氧化硫时,硫酸只是起酸的作用,制氢气时, 硫酸既是氧化剂又起酸的作用。

(10)气体净化时,一定都是先除杂质后干燥

(× )

解析:若有加热装置除杂时,应先干燥后除杂。 (11)中性干燥剂无水氯化钙,既可干燥H2,又可干燥HCl,还 可干燥NH3 ( ×) 解析:无水氯化钙能与氨气反应,不能干燥氨气。 (12)向沸水中滴加饱和氯化铁溶液可制取氢氧化铁胶体,将 沸水换为稀的NaOH溶液同样能制取氢氧化铁胶体 × ( ) 解析:氢氧化钠溶液中加入FeCl3形成的是Fe(OH)3沉淀。

考点1 气体制取原理 *自主梳理* 中学化学中常见的气体有13种,三种单质是H2、O2、Cl2 ; 6种氢化物是 C2H2、C2H4、H2S、CH4、HCl、NH3 ,5种氧 化物是 CO2、NO2、SO2、NO和CO 。 1.固体和固体混合加热制取的气体有O2、CH4、NH3。O2、 △ 2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑, NH3制取的原理分别为 △ 2KClO3 ==== MnO22KCl+3O2↑, △ 2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== 2NH3↑+2H2O+CaCl2 。

2.固体与液体或液体与液体常温下制取的气体有H2、CO2、 H2S、SO2、NO、NO2、C2H2。H2、CO2、NO、NO2、SO2的 制取原理分别为 Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑ 。

3.固体与液体或液体与液体加热制取的气体有Cl2、HCl、C2H4。 HCl、Cl2的制取原理为 △ 2NaCl+H2SO4(浓)====Na2SO4+2HCl↑ △ MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O 。

气体制取要注意工业制取、实验室制取和简易制取。对常 见的几种气体的工业制取和简易制取进行归纳如下: 1.氢气的工业制法 (1)水煤气法(高温条件下还原水蒸气)

2.二氧化碳工业制法

【例1】实验室中下列气体的制取所选择的酸正确的是 A.制取二氧化硫用浓硫酸 B.制取氢气用稀硝酸 C.制取二氧化碳用稀硫酸 D.制取氯化氢用稀硫酸

(A )

解析:B错,制取氢气用稀硫酸,硝酸有氧化性得不到氢气; C错,制取二氧化碳用稀盐酸或稀硝酸,因为硫酸钙微溶阻 碍反应的进行;D错,制取氯化氢用浓硫酸,因为氯化氢气 体易溶于水。 【方法规律】气体制取酸的选择:①浓硫酸制取乙烯、 氯化氢、 二氧化硫;浓盐酸制取氯气;浓硝酸制取NO2。② 稀硫酸制取硫化氢、氢气;稀盐酸制取二氧化碳;稀硝酸制 取一氧化氮。

1.下列气体的制备可采用如图5-36-1装置的是
A.铜与浓硝酸反应制NO2 B.铜与稀硝酸反应制NO

( B)

C.实验室制取Cl2
D.氯化钠与浓硫酸反应制HCl 图5-36-1 解析:由给定的装置图可知该装置为固体和液体或液体和 液体在加热条件下制取,可用排水法收集的气体。A中制取 NO2不需要加热且NO2与水反应不能用排水法收集;C错, Cl2不用排水法收集;D中制取的HCl极易溶于水。

考点2 气体的净化、收集、检验及尾气吸收 *自主梳理* 1.气体的净化、干燥 (1)气体的干燥

(2)除去气体中的杂质 实验室制取的氯气中含有的杂质气体是 去的试剂和方法是: 饱和食盐水、洗气法 HCl ,除 ;实验室制取 ;除去CO2中 除去

CO2气体中含有的杂质气体是 HCl 是: 饱和碳酸氢钠溶液、洗气法
的H2S通过 CuSO4溶液 ;用

,除去的试剂和方法

饱和碳酸氢钠溶液

CO2中的HCl、SO2等;
注意:转化法是除去气体中杂质最常用的方法。

2.气体的收集 把气体的收集方法分为排液法(常为排水法)和排气法 (常为排空气法)。装置图见图5-36-2:

图5-36-2

(1)排液法:难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的 气体。常用排水法收集的气体有 CH4、NO H2、O2、N2、CO、 等。(从H2、N2、O2、Cl2、H2S、CH4、HCl、

NH3、CO2、NO2、SO2、NO、CO中选择) 注:Cl2不用排水法收集,但 可用排饱和食盐水法 收

集,CO2可以用排

饱和NaHCO3溶液 收集。排液法的典型仪

器是a,注意导管只能伸入集气瓶内少许。 (2)排气法:不与空气反应且密度与空气相差较大的气

体;又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气
体时,导气管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为了 减少空气扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片(如图b);试管口 轻轻塞上一小团疏松的棉花(如图d)。

①向上排空气法:式量大于空气(29)的气体。如 等;典型装置 O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2、HCl 是b。(从H2、N2、O2、Cl2、H2S、CH4、HCl、NH3、CO2、 NO2、SO2、NO、CO中选择) ②向下排空气法:式量小于空气(29)的气体。如 H2、CH4、NH3 等(从H 、N 、O 、Cl 、H S、CH 、HCl、 2 2 2 2 2 4 NH3、CO2、NO2、SO2、NO、CO中选择);典型装置是c或d。 3.气体的检验和尾气吸收 (1)气体的验满 检验氨气收集满的方法为:将湿润的红色石蕊试纸粘在 玻璃棒的一端,靠近瓶口,试纸变蓝,证明氨气已收集满 。或 用 蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口,有白烟生成,证明收集满氨气 。 检验氯气收集满的方法是: 将湿润的淀粉碘化钾试纸 靠近瓶口,试纸变蓝证明Cl2已收集满 。

由图5-36-3所示装置,如何判断氨气收集满: 烧杯内的液体倒吸回落重复进行



图5-36-3 思维启迪:气体的验满实际是气体的检验,验证瓶口 有气体,根据不同的气体的特性检验,但要根据实际环 境选择不同的方法。如本题中的瓶口是密封的,就不能 检验瓶口的气体,只要证明有气体从集气瓶中逸出就证 明收集满。

(2)气体的尾气吸收 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理,常用经典仪器有:

图5-36-4

若用NaOH溶液吸收氯气、CO2;硫酸铜溶液吸收H2S

(气体溶解或反应速度不很快,不易引起倒吸)选用的装
置是

a

;b用于直接收集少量气体然后处

理;极易溶解且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等用

c、d

装置吸收;其中d吸收量少。e用于
等。

处理难以吸收(有毒)且可燃的气体。如 H2、CO

1.气体制取装置的设计
(1)装置的安装顺序

②适用于固体和液体或液体和液体不加热制取气体:CO2、 H2、H2S、SO2、NO2、NO

③启普发生器类 适用于块状不溶于水的固 体与液体不加热制取气体, 能随关随开。适用于制取 CO2、H2、H2S。

④适用于固体、液体或液体、液体(加热)制取气体: C2H4、Cl2、HCl

特别提醒:试剂、反应条件、气体的 性质、反应物的状态决定了装置的选择, 制取同一种气体,条件不同,选择的装 置不同。如制取氧气,用高锰酸钾加热 法用①装置,若用双氧水分解法则用② 装置。 ⑤此装置中的小试管有液封的作用。

(2)操作顺序 装置连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→气 体制取 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:先查装置的气密性,再加药品,后点燃 酒精灯。 ④有些实验为防倒吸,往往最后停止加热或最后停止通 气。 ⑤有些实验为防氧化往往最后停止通气。 ⑥仪器拆卸的一般过程:从右到左,自上而下,先拆主 体,后拆部件。 ⑦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、无气味的气体,最后除水蒸气。

2.气体收集装置的拓展 实际上,根据需要可将排空气法的“空气”,排水法中的 “水”替换掉,可选择其他气体或液体进行收集,图5-36-5是 部分气体的收集装置,请同学们认真分析其原理。

图5-36-5

【例2】下表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂,可用图536-6所示的装置制取、净化、收集的气体是 (B )

图5-36-6

解析:A项中NH3密度比空气小,不能用向上排空气法收集; C项中NO在常温下与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集; D项中NO2与NaOH溶液反应。

D

图5-36-7 A.①⑤⑧ B.③⑤⑦ C.②⑤⑥ D.③④⑧

解析:由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置。除去 CO2可选用④或⑤装置,要收集CO只能用⑧装置,合理的装置 组合为③④⑧。 【备考指南】气体的制备、净化和收集,应根据制取气体 的反应原理和性质,选择合理的气体发生和收集装置;根据成

分气体及杂质气体的性质,选择合理的净化、干燥试剂和装置,
当杂质气体不止一种时,还要合理设计净化的顺序;若为有毒 气体,还应设计尾气处理装置。

2.图5-36-8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 ( C)

A.①⑤⑧

图5-36-8 B.③④⑦ C.②⑤⑥

D.②④⑧

解析:根据题给试剂的状态和反应条件,发生装置应为②; 因需制取干燥的O2,④⑤均可作干燥装置;收集装置只能选 用⑥,故正确的组合应为②⑤⑥或②④⑥。

3.关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是

( B)

图5-36-9 A.实验室用装置①制取氨气 B.装置②中X若为四氯化碳,则装置②可用于吸收氨气, 并防止倒吸 C.装置③可用于验证稀硝酸与铜反应生成NO且观察气体 颜色 D.装置④可用于制取氯化氢且除去多余的气体,防止污染 环境

解析:NH4Cl受热分解后,NH3和HCl在试管中又会重新化合,

不能用加热NH4Cl的方法制取氨气;氨气不溶于四氯化碳,极
易溶于水,装置②可达到实验目的;装置③中铜与稀硝酸反应 生成NO,但试管中有空气,NO被氧化为NO2,难以观察到无

色气体;④中吸收尾气的装置不对,对NaOH溶液吸收含HCl
的尾气会发生倒吸,应该在导管口接一倒置的漏斗。

正确 1.[2012年福建]下列说法是否正确 A.用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 2.[2012年福建]实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备MnO2。 制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是 (填序号)。 ACB A.往烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加入浓盐酸

3.[2012年山东]实验室可用图5-36-10所示装置制备氯气, 然 后制备无水氯化铝。无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即 产生大量白雾)。

图5-36-10 装置B盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是 吸收氯化氢 。 F中试剂的作用是 除去水蒸气 。

【复习技巧】本部分近几年高考命题主要的考查角度是: 气体的发生装置、气体的收集方法、常见气体制备原理、尾气 的处理装置以及气体的净化和干燥,以气体的制取为载体综合 考查化学实验的基础知识和基本技能。 利用限定的仪器装置、药品,融气体的制备、除杂、集气 及设计操作顺序、仪器连接、定量计算于一体;给出部分实验 环节,根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。 气体制取及性质的检验、涉及气体制取的综合实验是近几 年高考命题的重要形式。最常考查的气体有二氧化硫、氨气、 二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、氯气等。 气体制取的综合性实验一般的思考思路为气体制取→净化 →干燥→主体实验→尾气吸收。还可能涉及收集、检验(验纯) 等问题。

1.拟用图5-36-11所示装置制取四种干燥、纯净的气体(图中加热装 置和气体的收集装置均已略去;必要时可以加热;a、b、c、d表 示相应仪器中加入的试剂)。其中不能达到目的的是 ( C)

图5-36-11 解析:C中装有浓硫酸,NH3可被吸收,无法收集到NH3。

2.图5-36-12是气体制取装置,下列能用此装置制取气体并能 “随开随用、随关随停”的是 ( ) B A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B.锌粒和稀硫酸制取氢气 C.浓盐酸和二氧化锰制取氯气 D.Na2O2和水制氧气 图5-36-12 解析:A中的物质不能用于制取二氧化碳气体,因为用大理 石和稀硫酸反应生成的硫酸钙溶解度较小,它包裹在大理 石的表面阻止化学反应的发生。C中的化学反应需要加热。 另外,二氧化锰通常为粉末状固体,它在多孔塑料板上放 不住。D中Na2O2是粉末状物质,遇水就完全溶解并反应。

3.按下列实验方法制备气体,合理而又实用的是 A.锌粒与稀硝酸反应制备H2 B.向饱和氯化钠溶液中滴加稀硫酸制备HCl C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D.大理石与浓硫酸反应制备CO2

(C)

解析:锌粒与硝酸反应不能制备H2,只能生成氮的氧化物; HCl气体是固体氯化钠与浓硫酸共热而制取;大理石与浓硫 酸反应生成微溶的CaSO4,CaSO4覆盖在大理石上,阻碍反 应进一步进行。

4.如图5-36-13是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集 气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是 ( D ) A.铜屑和稀硝酸 B.二氧化锰和浓盐酸 C.用浓氨水和生石灰反应 D.碳酸钙和稀盐酸 图5-36-13 解析:NO不用排气法收集,A错;制取Cl2要加热,B错; NH3不用H2SO4干燥,C错。

5.用图5-36-14装置制取和收集气体,根据装置分析后填表(写化 学式)(可不填满)。

图5-36-14

答案

6.实验室常用的几种气体发生装置如图5-36-15中A、B、C、D 所示:

图5-36-15

(1)实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用C装置,通 常使用的药品是 浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体 氢氧化钠等) 。检查C装置气密性是否良好的操作 方法是 ①将导气管通入水槽中,②用手或热毛巾捂 圆底烧瓶,③看导气管处有气泡产生,松开手或热 毛巾后,导气管内形成一段稳定的液柱,则说明气 密性良好 。 (2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性 质与收集方法无关的是 ②④ (填序号,下同。) ①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应

图5-36-16是某学生设计收集气体的几种装置,其中不可行 b、c 的是 。

图5-36-16 (3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体,则X可能是下 ③ 列气体中的 。 ①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2


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