高中化学无机_物质的制备和检验 刘.doc

考点 无机化学中物质的制备和检验一、常见气体的实验室制备1、气体发生装置的类型（1）设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置2）装置基本类型：几种气体的制法：1、氧气的实验室制法反应原理：KClO 3 在 MnO2 作催化剂的作用下制备或者用 KMnO4 直接加热制取快速制取氧气可以使用双氧水加入二氧化锰 装置类型：固体+固体（加热） 收集方法：排水法或向上排空气法2、氨气的实验室制法反应原理：NH 4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合加热（不可以用其他的铵盐和 NaOH）装置类型：固体+固体（加热） 收集方法：向下排空气法快速制取氨气的方法：浓氨水 通过加入碱石灰、氢氧化钠、生石灰等，或者直接加热装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：向下排空气法3、 氢气的实验室制法反应原理：Zn 和稀 H2SO4 加入少量硫酸铜加快反应速率装置类型 固体反应物（加热） 固液反应物（不加热） 固液反应物（加热）装置示意图典型气体 O2、NH 3等 H2、CO 2、H 2S NO2 、SO2等 Cl2、 HCl、NO、 等操作要点（l）试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。

2）铁夹应夹在距试管口 l/3 处3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出1）在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；（2）加入的液体反应物（如酸）要适当3）块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备如 CO2 H2S H2 （不可用于 C2H2）（1）检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀（3）加热易暴沸的混合物时要 加碎石，防暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法或向下排空气法4、二氧化碳的实验室制法反应原理：CaCO 3 和稀 HCl 反应（不可以用硫酸）装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法或向上排空气法5、一氧化氮的实验室制法：反应原理：Cu 和稀 HNO3 混合装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法6、二氧化氮的实验室制法反应原理：Cu 和浓 HNO3 混合装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：向上排空气法注意：① 检查装置的气密性；② 装固体的试管口略向下倾斜；③ 先均匀加热，然后固定在放药品的地方集中加热；④用排水法收集集体时，停止加热前应先把导气管撤出水面，再熄灭酒精灯；⑤使用长颈漏斗时要把漏斗颈插入液面下7、氯气的实验室制法反应原理：MnO 2 和浓 HCl 共热装置类型：固体+液体（加热）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法（尾气用碱液吸收）2、收集装置（1）设计原则：根据氧化的溶解性或密度（2）装置基本类型：装置类型 排水（液）集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法装 置示意图适用范围 不溶于水（液）的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体典型气体 H2、O 2、NO、CO、CH 4、CH2＝CH 2、CH≡CHCl2、HCl、CO 2、SO 2、H 2S H2、NH 3、CH 43、净化与干燥装置（1）设计原则：根据净化药品的状态及条件（2）装置基本类型：装置类型 液体除杂剂（不加热） 固体除杂剂（不加热） 固体除杂剂（加热）适用范围装 置示意图（3）气体的净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。

一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂4）气体干燥剂的类型及选择常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：①酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如 CO2、SO 2、NO 2、HCI、H 2、Cl 2 、O 2、CH 4等气体②碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体 NaOH碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如 NH3、H 2、O 2、CH 4等气体③中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如 O2、H 2、CH 4等在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用 CaCI2来干燥 NH3（因生成 CaCl2·8NH3） ，不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H 2S、HBr、HI 等气体净化与干燥注意事项一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。

对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃） ，使它们变为无毒、无害、无污染的物质如尾气 Cl2、SO 2、Br 2（蒸气）等可用 NaOH 溶液吸收；尾气 H2S 可用 CuSO4或 NaOH 溶液吸收；尾气 CO 可用点燃法，将它转化为 CO2气体4、气体实验装置的设计（1）装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置（2）安装顺序：由下向上，由左向右（3）操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品二、常见物质的分离、提纯和鉴别1、 化学方法分离和提纯物质对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理，然后再根据混合物的特点用恰当的分离方法（见化学基本操作）进行分离用化学方法分离和提纯物质时要注意：①最好不引入新的杂质；②不能损耗或减少被提纯物质的质量③实验操作要简便，不能繁杂用化学方法除去溶液中的杂质时，要使被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过量的分离试剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯：（1）生成沉淀法 例如 NaCl 溶液里混有少量的 MgCl2杂质，可加入过量的 NaOH溶液，使 Mg2+离子转化为 Mg(OH)2沉淀（但引入新的杂质 OH－ ） ，过滤除去 Mg(OH)2，然后加入适量盐酸，调节 pH 为中性。

2）生成气体法 例如 Na2SO4溶液中混有少量 Na2CO3，为了不引入新的杂质并增加 SO42－ ，可加入适量的稀 H2SO4，将 CO32－ 转化为 CO2气体而除去3）氧化还原法 例如在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2杂质，可通入适量的 Cl2气将 FeCl2氧化为 FeCl3若在 FeCl2溶液里含有少量 FeCl3，可加入适量的铁粉而将其除去4）正盐和与酸式盐相互转化法 例如在 Na2CO3固体中含有少量 NaHCO3杂质，可将固体加热，使 NaHCO3分解生成 Na2CO3，而除去杂质若在 NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质，可向溶液里通入足量 CO2，使 Na2CO3转化为 NaHCO35）利用物质的两性除去杂质 例如在 Fe2O3里混有少量的 Al2O3杂质，可利用Al2O3是两性氧化物，能与强碱溶液反应，往试样里加入足量的 NaOH 溶液，使其中 Al2O3转化为可溶性 NaAlO 2，然后过滤，洗涤难溶物，即为纯净的 Fe2O32、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。

鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验，根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子，鉴别通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性区别于另一种，也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别推断是通过已知实验事实，根据性质分析推求出被检验物质的组成和名称我们要综合运用化学知识对常见物质进行鉴别和推断1．常见气体的检验常见气体 检验方法氢气 纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃的气体不一定是氢气氧气 可使带火星的木条复燃氯气 黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（O 3、NO 2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝）氯化氢 无色有刺激性气味的气体在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入 AgNO3溶液时有白色沉淀生成二氧化硫 无色有刺激性气味的气体能使品红溶液褪色，加热后又显红色能使酸性高锰酸钾溶液褪色硫化氢 无色有具鸡蛋气味的气体能使 Pb(NO3)2或 CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑氨气 无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。

二氧化氮 红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性一氧化氮 无色气体，在空气中立即变成红棕色二氧化碳 能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭SO 2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭一氧化碳 可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成 CO2；能使灼热的 CuO 由黑色变成红色 2．几种重要阳离子的检验（l）H + 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色2）Na +、K + 用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过钴玻片） 3）Ba 2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色 BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸4）Mg 2+ 能与 NaOH 溶液反应生成白色 Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于 NH4Cl 溶液5）Al 3+ 能与适量的 NaOH 溶液反应生成白色 Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的 NaOH 溶液6）Ag + 能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色 AgCl 沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成［Ag(NH 3)2］ +7）NH 4+ 铵盐（或浓溶液）与 NaOH 浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味 NH3气体。

8）Fe 2+ 能与少量 NaOH 溶液反应，先生成白色 Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe(OH)3沉淀或向亚铁盐的溶液里加入 KSCN 溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色2Fe 2++Cl2＝2Fe 3++2Cl－（9）Fe 3+ 能与 KSCN 溶液反应，变成血红色 Fe(SCN) 3溶液，能与 NaOH 溶液反应，生成红褐色 Fe(OH)3沉淀10）Cu 2+ 蓝色水溶液，能与 NaOH 溶液反应，生成蓝色的 Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO 沉淀含 Cu2+溶液能与 Fe、Zn 片等反应，在金属片上有红色的铜生成3．几种重要的阴离子的检验（1）OH － 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色2）Cl － 能与硝酸银反应，生成白色的 AgCl 沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH 3)2]+3）Br － 能与硝酸银反应，生成淡黄色 AgBr 沉淀，不溶于稀硝酸4）I － 能与硝酸银反应，生成黄色 AgI 沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成 I2，使淀粉溶液变蓝。

5）SO 42－ 能与含 Ba2+溶液反应，生成白色 BaSO4沉淀，不溶于硝酸6）SO 32－ 浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的 SO2气体，该气体能使品红溶液褪色能与 BaCl2溶液反应，生成白色 B。