全国通用版高考化学大一轮复习第41讲常见物质的制备优选学案.doc

第41讲　常见物质的制备考纲要求考情分析命题趋势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2017，全国卷Ⅰ，10T2017，北京卷，26T2017，江苏卷，4T2016，全国卷甲，13T2016，全国卷乙，26T2016，全国卷丙，26T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2019年高考将会保持对传统知识的考查，如气体制备，同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分值：3～8分考点一　气体的制备1．常见气体实验室制备的反应原理(1)O2：2KClO32KCl＋3O2↑或__2H2O22H2O＋O2↑(或2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑)__2)H2：__Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑__3)NH3：__2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑__4)CO2：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。

5)Cl2：__MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O__6)SO2：__Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑__7)NO：__3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O__8)NO2：__Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O__2．常见气体制备的发生装置选择反应装置一般需考虑反应物的状态、溶解性和反应条件等，具体如表所示：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O2、NH3等①试管要干燥；②试管口略低于试管底；③加热时先预热再固定加热；④用KMnO4制取O2时，需在管口处塞一小团棉花固、液加热型或液、液加热型Cl2等①加热烧瓶时要隔石棉网；②反应物均为液体时，烧瓶内要加__碎瓷片__固、液不加热型　O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；②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；③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速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__，且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适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH34．常见气体的净化方法和净化装置(1)常见气体的净化方法①净化原则：不损失原来气体，不引入新杂质。

②净化方法a．物理方法液化法：利用__沸点__不同从空气中分离出N2和O2水洗法：利用__溶解度__不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3；利用与__H2O__的反应从NO和NO2的混合气体中除去NO2b．化学方法氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去某些混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过__碱石灰__除去CO2沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，化学方程式为__H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4__2)常见净化装置a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)常见干燥剂液态干燥剂固态干燥剂装置示例浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体__H2S、HBr、HI__等还原性气体及NH3__NH3____Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2__等酸性气体5．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：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或浓硫酸点燃与O2混合后通入NaOH溶液(2)直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理如N2、O2、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Cl2、NO2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(如图乙)③某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(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)，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等1．下列制备和收集气体的实验装置合理的是(　D　)　　　　　　　　　A．用氯化铵和氢氧化钙制NH3　 B．用铜片和稀硝酸制NO　　　　　　　　　C．用锌粒和稀硫酸制H2　　 D．用双氧水和二氧化锰制O22．可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是(　B　)①H2S　②HCl　③NH3　④Cl2　⑤SO2　⑥NOA．①和②　　 B．②和⑤C．③和④　　 D．⑤和⑥一　制气装置的选择与连接1．实验连接顺序气体发生装置→除杂→干燥→收集→主要性质实验→尾气的处理等顺序。

1)连接导管①制气装置、洗气瓶的进气管应“长进短出”；②干燥管应大口方向进气，小口出气；③量气装置的导管应“短进长出”；④有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置2)装配仪器时：从下向上，从左往右3)加入试剂时：先固后液4)实验开始时：先检查装置的气密性，再加药品，最后点燃酒精灯2．仪器拆卸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”3．装置的选择与连接顺序(1)发生装置的选择：主要根据反应物的状态和反应时是否需要加热来选择2)气体净化装置的连接顺序①除杂和干燥的先后顺序：若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；若用加热装置除杂，一般干燥在前，除杂在后；②有多种气体杂质存在时，一般是先除去酸性较强的气体3)检验多种气体时的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4检验水蒸气，再通入澄清石灰水检验CO24)收集装置的选择：根据气体的密度、化学性质和毒性等选择5)气体除杂①直接吸收法：如水蒸气可用干燥剂吸收，酸(碱)性气体可采用碱(酸)液吸收酸性气体如CO2、SO2、HCl气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收，碱性气体如氨气可用酸液吸收等。

②转化吸收法：将混入的气体杂质转化为原气体，如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体，可将混合气体通过灼热的氧化铜，将一氧化碳氧化成二氧化碳，达到除杂的目的6)气体验证①若需验证某种气体，则一定要先除去此气体中的其他气体；②从溶液中制取或从洗气瓶中通过的气体中都带有少量水蒸气，一般需先干燥；③连接仪器时注意洗气瓶的导管连接是“长进短出”，球形干燥管的连接一般是“粗进细出”，U形干燥管和玻璃管则无特殊要求，一般按照仪器接口的字母顺序连接；④对于有毒气体要有尾气处理装置[例1]无水FeCl3呈棕黄色，在空气中极易潮解，100 ℃左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂某学习小组利用下图装置(夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3请回答：(1)按气流方向各装置依次连接的合理顺序：__dhifeccggba__(填仪器接口的字母编号)2)连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，__②①④③__(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)①加热Fe粉反应一段时间；②打开分液漏斗活塞通一段时间气体；③关闭分液漏斗活塞；④停止加热，充分冷却3)装置A的作用为__吸收多余的Cl2，防止外界的水蒸气进入E中__。

4)装置C中反应的化学方程式为__2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O__5)装置D中盛有的试剂为__浓硫酸__(填名称)；装置E中冷水浴的作用为__冷却，便于FeCl3收集__6)从实验安全考虑，整套装置存在一处明显不足，请指出：__B、E之间的连接导管太细，FeCl3易凝华沉积而堵塞导管__　解析 (1)按照“制取Cl2→除杂→干燥→制备FeCl3→尾气处理”等步骤，连接仪器接口2)先制取Cl2，利用Cl2排出装置内的空气，再加热Fe粉制取FeCl3，最后停止加热，冷却后再停止通入Cl23)无水FeCl3在空气中极易潮解，装置A中装有碱石灰，显然其作用是吸收多余的Cl2，防止外界的水蒸气进入E中5)装置D中盛有浓硫酸，用于干燥Cl2FeCl3在100 ℃左右时升华，装置E中冷水浴用于冷却FeCl3，便于收集FeCl36)B装置中制取的FeCl3升华后，通过导管进入装置E，显然B、E之间的连接导管太细，FeCl3易凝华沉积而堵塞导管二　与气体相关的装置、操作创新与设计1．制气装置利用常见的试管、烧杯等可以设计一些简易随开随用，随关随停的制气装置。

实验装置图(见图①②③④⑤⑥)：2．液封装置的设计(防止气体从漏斗中逸出)(如图)3．与气体相关的防堵塞装置4．测量气体体积的装置用上面的四个装置量气时，应注意以下几点：(1)当产气结束后，A、C、D装置应上下调节量筒或量气管使左右两个装置内的液面相平，此时量筒或量气管内液体的体积就是该温度、压强下气体的体积；B装置量筒中的液面应该调节至与水槽中水面相平2)当液面稳定后再读数3)读数时视线应该与凹液面的最低点相切[例2]实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2制备反应会因盐酸浓度下降而停止为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积实验装置如下图所示(夹持器具已略去)1)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将__Zn粒__转移到__残余清液__中2)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变气体体积逐次减小的原因是__装置内气体尚未冷却至室温__(排除仪器和实验操作的影响因素)解析 如果把残余清液转移到Zn粒中，则Y形管内壁就会附着一些清液；Zn与盐酸反应放热，因此，冷却后气体的体积将减小[例1]制备氮化镁的装置示意图如下：回答下列问题：(1)检查装置气密性的方法是________________________，a的名称是______，b的名称是______。

2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式：______________________3)C的作用是__________，D的作用是__________，是否可以把C与D的位置对调并说明理由：__________________________________________。