中学常见物质的工业制法和实验室制法汇总(带装置图).pdf

第1页共9页中学阶段常见物质的工业制法和实验室制法归纳1氢气（1）工业制法：水煤气法： （高温条件下还原水蒸气）C+H2O(g)CO+H2；CO+ H2O(g) CO2+H2氯碱工业的副产物： （电解饱和食盐水）图 1 启普发生器2NaCl+2H2O2NaOH +H2+ Cl2, （2）实验室制法：金属与非氧化性强酸的置换反应：制取方程式：Zn+H ? SO? = ZnSO? +H ?装置：固 +液气（启普发生器图1） 或如右图（图2）简易装置检验：点燃，淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠能使灼烧的CuO 由黑色变为红色，气体产物使白色的CuSO4粉末变蓝收集：排水法或向下排气法尾气处理：点燃法/收集法（塑料袋）金属与强碱溶液的置换反应：图 2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2, 2乙烯（1）工业制法：石油裂解制乙烯：C4H10C2H6+C2H4；C8H18C6H14+C2H4（2）实验室制法：反应原理： CH3CH2OH CH2=CH2 +H2O 发生装置：液+液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图3：净化方法： NaOH 溶液（除SO2、SO3） 、浓硫酸（除水蒸气）收集方法：排水集气法图 3 尾气处理：无检验方法：点燃，明亮的火焰，冒黑烟，燃烧产物是H2O 和 CO2 3乙炔（1）工业制法：煤干馏得到焦炭，煅烧石灰石得到生石灰，在高温电弧炉中生石灰和焦炭反应生成电石第2页共9页和一氧化碳，电石和饱和食盐水反应生成熟石灰和乙炔。

3C+CaO CaC2+CO；CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2（2）实验室制法：反应原理：CaC22H2O CH CHCa(OH)2发生装置：固+液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图4 净化方法： CuSO4溶液、浓硫酸（除水蒸气）收集方法：排水集气法/向上排空气法尾气处理：无图 4 4一氧化碳（1）工业制法：水煤气法： （高温条件下还原水蒸气）C+H2O(g)CO+H2；焦炭还原二氧化硅（工业制备粗硅的副产物）：2C+SiO2Si+2CO工业制备电石的副产物：3C+CaO CaC2+CO；（2）实验室制法：制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸甲酸分解法：HCOOH CO +H2O 装置：分液漏斗,圆底烧瓶（图 5）检验：燃烧 ,蓝色火焰 ,无水珠 ,产生气体能使澄清石灰水变浑浊除杂：通入浓硫酸(除水蒸气 ) 收集：排水法尾气处理：点燃法/收集法（塑料袋）草酸分解法：H2C2O4 CO +CO2+H2O ；混合气体通过碱石灰得到一氧化碳图 5 5二氧化碳（1）工业制法：高温分解，煅烧大理石：CaCO3CaO+CO2玻璃工业副产物: SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2； SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2工业小苏打制纯碱的副产物：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2第3页共9页（2）实验室制法：制取原理；稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解制取方程式：CaCO? +2HCl =CaCl?+CO? +H ? O 装置：固 +液气（启普发生器）或者右图装置（图6）检验：通入澄清石灰水变浑浊，继续通又变澄清能使燃烧的木条熄灭除杂：通入饱和NaHCO? 溶液 (除 HCl),再通入浓 H? SO? (除水蒸气 ) 图 6 收集：向上排空气法/排饱和 NaHCO3 溶液法尾气处理：无图 46氨气（1）工业制法合成氨工业N2+3H2 2NH3（2）实验室制法制取原理：固体铵盐与固体强碱的复分解制取方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 +2H2O图 7 装置：固 +固气略微向下倾斜的大试管,加热（图 7）检验：湿润的红色石蕊试纸,变蓝除杂：通入碱石灰(除水蒸气 ) 收集：向下排空气法尾气处理：水（防倒吸装置）浓氨水滴入到生石灰(烧碱或碱石灰)表面快速产生氨气。

（图 9）加热浓氨水 （图 8）图 9 图 8 7一氧化氮（1）工业制法氨气催化氧化制备一氧化氮（硝酸工业的第一步反应）：4NH3+5O24NO+6H2O 二氧化氮溶于水制硝酸的副产物：3NO2+H2O=2HNO3+NO （2）实验室制法第4页共9页制取原理：不活泼金属与稀硝酸的氧化还原 ; 制取方程式：3Cu+8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O 装置：固 +液气分液漏斗 ,圆底烧瓶 (或用大试管 ,锥形瓶 ) 如右图净化：浓硫酸（除水蒸气）检验：无色气体,暴露于空气中立即变红棕色收集：排水法尾气处理：收集法（塑料袋）8二氧化氮（1）工业制法一氧化氮氧化制二氧化氮：（硝酸工业的第二步反应）：2NO+O2=2NO2 （2）实验室制法制取原理：不活泼金属与浓硝酸的氧化还原 ; 制取方程式：Cu+4HNO ? ( 浓) =Cu(NO? ) ? +2NO ? +2H ? O 装置：固 +液气分液漏斗 ,圆底烧瓶 (或用大试管 ,锥形瓶 ) 如右图净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：红棕色气体,通入 AgNO3 溶液颜色变浅 ,但无沉淀生成收集：向上排空气法尾气处理：碱液吸收(3NO2+H2O=2HNO3+NO ; NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O ) 9氧气（1）工业制法：分离液态空气电解氧化铝得到副产物氧气：2Al2O34Al+3O2冶炼金属汞、银时得到副产物氧气：2HgO2Hg+O2； 2Ag2O4Ag+O2（2）实验室制法制取原理：含氧化合物自身分解高锰酸钾受热分解：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22KClO?2KCl+3O ? 装置：固固气略微向下倾斜的大试管,加热第5页共9页净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：带火星木条,复燃收集：排水法或向上排气法双氧水催化分解：2H2O22H2O+O2（图 8-2）10二氧化硫（1）工业制法高温煅烧硫铁矿得到二氧化硫：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2火法炼铜得到副产物二氧化硫：Cu2S+O22Cu+SO2燃烧硫磺得到二氧化硫：S+O2SO2（2）实验室制法制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解制取方程式：Na? SO? +H ? SO?=Na? SO? +SO ? +H ? O 装置：固 +液气（分液漏斗、圆底烧瓶）如图净化方法：浓硫酸（除水蒸气）检验：先通入品红试液,褪色 ,后加热又恢复原红色; 除杂：通入浓H? SO? (除水蒸气 ) 收集：向上排气法尾气回收： SO? +2NaOH =Na? SO?+H ?O 11氯气（1）工业制法电解饱和食盐水得到烧碱、氢气和氯气：2NaCl+2H2O2NaOH +H2+ Cl2冶炼钠时得到钠和氯气：2NaCl（熔融）2Na + Cl2冶炼镁时得到镁和氯气：MgCl2Mg + Cl2（2）实验室制法第6页共9页制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物制取方程式：MnO2+4HCl( 浓)MnCl2+Cl2+2H2O装置：固固气 （分液漏斗 ,圆底烧瓶） ,加热检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色; 除杂：先通入饱和食盐水(除 HCl),再通入浓H? SO? (除水蒸气 ) 收集：排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收： Cl?+2NaOH = NaCl+NaClO+H ? O 其他制法：常温氧化浓盐酸：2KMnO4+16HCl( 浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H2O 12、氮气工业制法：分离液态空气实验室制法： （1）NaNO2+NH4ClN2+2H2O +NaCl 用微弱的火焰小心加热到70左右，亚硝酸铵即分解出氮气装置：如右图收集：排水法（2）氨气还原氧化铜制取氮气13氯化氢（拓展提高）（1）工业制法氢气在氯气中燃烧产生氯化氢：H2+Cl22HCl （2）实验室制法制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解制取方程式：2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl 装置：固液气（分液漏斗,圆底烧瓶） ,加热检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸变红靠近浓氨水冒白烟通入 AgNO? 溶液 ,产生白色沉淀 ,再加稀 HNO? 沉淀不溶除杂：通入浓硫酸(除水蒸气 ) 收集：向上排气法尾气处理：水（防倒吸装置）其他制法：浓硫酸滴入到浓盐酸中快速制备氯化氢气体。

第7页共9页14、实验室制取甲烷（CH4）反应原理：CH3COONaNaOH CaO/CH4Na2CO3 发生装置：固+固气净化方法：浓硫酸（除水蒸气）收集方法：排水集气法/向下排空气法尾气处理：无检验方法：点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O 和 CO2 15、工业制钠：电解熔融的NaCl 2NaCl( 熔融 ) 通电2Na + Cl216、工业制镁：主要反应： MgCl2 + Ca(OH)2错误 !未找到引用源Mg(OH)2+ CaCl2, Mg(OH)2 + 2HCl 错误 !未找到引用源MgCl2 + 2H2O, MgCl2 6H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融 ) 电解Mg + Cl2贝壳（ CaCO3）煅烧生石灰水石灰乳海水盐酸MgCl2 6H2O 一定条件MgCl2 电解Mg(OH)2 Mg 第8页共9页17、工业制铝铝土矿（ Al2O3、Fe2O3等）NaOH溶解： Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O过滤：除杂，得到NaAlO2提CO2酸化： NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + NaHCO3纯过滤：得到Al(OH)3灼烧： 2Al(OH)3 =Al2O3+3H2O电解： 2Al2O3=4Al+3O218、铁的冶炼 ：原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气） 、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。

设备：高炉主要反应： C + O2点燃CO2 , C + CO2高温2CO （这两个反应是制造还原剂并提供热量） 3CO + Fe2O3高温2Fe 3CO2 ,CaCO3高温CaO + CO2 ,CaO + SiO2高温CaSiO3. 高温通电冰晶石（过量）第9页共9页从高炉中出来的铁含有24.5的碳，我们称之为生铁，性能差，需进一步的炼制得到性能较好的钢 （含碳量0.03%2%） 高炉的尾气常含有CO 有毒气体，常采取净化后循环使用的方法19、铜的冶炼：工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜，电解中将粗铜连在电源的正极，精铜连在电源的负极，用可溶性的铜盐做电解液这样通电一段时间后，粗铜上的铜就不断溶下，在精铜表面析出1.湿法炼铜： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 2.火法炼铜 : （99.95%99.98%）（99.5%99.7%）黄铜矿粗铜精铜电解。