2.2 物质的制备 课件 (3)

课件48张PPT。2.1物质的制备常见气体的制备高考考试说明要求掌握常见气体实验室制法，包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法
常见的气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、 CH4、C2H4、C2H2 、NH3、 SO2 、 NO、NO2、CO、CO2共14种气体
气体制取的反应原理2Na2O2+2H2O＝4NaOH＋O2↑Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OFeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑固体 + 液体
常温固体 + 固体
加热7. SO28. NO29. NO10. C2H2 11. Cl212. HCl13. C2H414. CONa2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O固体 + 液体
常温固体 + 液体
加热浓盐酸中加浓硫酸Cu+浓H2SO4发 生
装 置净 化
装 置干 燥
装 置收 集
装 置吸 收
装 置气体制取装置的设计 1、装置连接顺序 装药品防倒吸
防氧化措施仪器拆卸等。查气密性 2、操作顺序一般包括：仪器连接 3、气体的净化原则：①要分析杂质气体的性质 ②要分析被净化气的性质； 气体制取装置的设计 4、实验操作的先与后 A、装配仪器时：先下后上；先左后右 B、加入试剂时：先固后液C、实验开始时：先查仪器的气密性，
再加药品，后点酒精灯； D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气 ；E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。 F、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。 G、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。1、气体的发生装置1.1　设计依据反应物的状态和反应的条件1.2　装置的分类
（1）固＋固　加热（2）固＋液（液＋液）加热（3）块固＋液 常温可制O2、NH3、CH4等可制Cl2、HCl、C2H4、
CO、NO、SO2等可制CO2、H2S、H2 、O2、NH3、C2H2等可制CO2、H2S、H2（4）固＋液 常温1.2.1 固＋固，加热该实验装置要注意：
（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。
标准装置可制O2、NH3、CH41.2.2 固＋液（液＋液），加热实验时要注意：
①先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品，再加热。
②要正确使用分液漏斗。
标准装置可制Cl2、HCl、C2H4、
CO、NO、SO2等1.2.2 固＋液（液＋液），加热变化装置1.2.3 固＋液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，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。标准装置1.2.3 固＋液启普发生器变化：1.2.3 固＋液简易启普发生器变化：1.2.3 固＋液其它装置：......2、气体的收集装置2.1　判断原则
（1）易溶或与水反应的气体：排空气法
（2）与空气成分反应或与空气密度相近的气体：排水（液）法
（3）可溶性气体考虑用排液法
（4）两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯。2、气体的收集装置2.2　装置的分类（1）排空气法收集比空气重的气体收集比空气轻的气体2、气体的收集装置2.2　装置的分类（2）排水（液）法2、气体的收集装置2.2　装置的分类（3）贮气瓶（4）贮气袋3、气体的净化装置3.1　总原则
（1）一般除杂在前，干燥在后。若是燃烧管除杂，则干燥在前。
（2）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。但可与杂质气体反应生成欲净化的气体。
（3）除杂反应要迅速、定量，不选择可逆反应或条件苛刻的反应。
（4）杂质气体很难去除时，可先吸收欲净化的气体，再反应放出欲净化的气体。
（5）干燥剂的选择时不与被干燥的气体反应。3、气体的净化装置3.2　除杂装置（1）洗气瓶
（2）干燥管
（3）加热管3、气体的净化装置3.2　干燥装置
3.2.1　干燥装置（1）洗气瓶
（2）干燥管 酸、碱性
据气体的
氧化、还原性气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性 保持一致1、选择原则
①气体在被干燥的过程中要不能被减少
②不要引入新的杂质。
2、选择方法干燥剂选择干燥剂状态干燥装置酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥碱性气体；
碱性干燥剂 (如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体如Cl2。
有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体（如H2S、HI等）。3、气体的净化装置3.2　干燥装置
　3.2.2　干燥剂的选择
H2、O2、Cl2、HCl、H2S、 CH4、C2H4、C2H2 、NH3、 SO2 、 NO、NO2、CO、CO2
NH3 、H2S、 C2H4、C2H2NH3NH3Cl2、HX、H2S、 SO2 、 NO2、CO2
4、尾气处理装置尾气的处理方法　　　　　　　　　直接排放
　　　　　　　　　直接吸收
　 防倒吸吸收
　　　　　　　　　燃烧处理
总原则
（1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。
（2）尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。
直接吸收：Cl2、H2S、NO2 防倒吸：HCl、NH3、SO2
常用吸收剂：水，NaOH溶液，硫酸铜溶液
（3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：燃烧处理或袋装。
4、尾气处理装置（1）水溶解法如：HCl、NH3等。（2）碱液吸收法如：Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。（3）燃烧或袋装处理法如：CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。4、尾气处理装置（4）防倒吸吸收标准装置安全瓶装置5、气体性质实验装置5.1　装置分类（1）常温反应装置
（2）加热反应装置
（3）冷却反应装置5.2　判断原则标准装置变化装置6、排水量气装置（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号） 。
（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是 。[例1]：　　为制取纯净的气体A可用下图所示的装置，生成A的速度可通过滴液的速度控制，图中B、C、D均为液体，且为下列试剂中某一种：
浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、浓盐酸、稀盐酸、浓氨水、稀氨水、蒸馏水、饱和氢硫酸溶液、饱和石灰水
请回答：A、B、C、D、E各是什么物质?[例2]： 【答】：A是氯化氢气体，B是浓盐酸，C、D、E均是浓硫酸　　利用下图所示装收集以下8种气体(图中烧瓶位置不得移动)：①H2 ②Cl2 ③CH4 ④HCl ⑤NH3 ⑥NO ⑦H2S ⑧SO2　(1)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口可收集的气体有(用数字表示，下同)________________.　(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________口进入。　(3)若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则
可用此装置的气体有____________，这时气体
由________口进入。　(4)若烧杯是干燥的，不能用此装置来收集的
气体是___。 [例3]：【答】（1） ②④⑦⑧　（2）①③⑥，A　
（3）①②③④⑥⑧，B　（4）⑥　　某集气瓶中充满了HI气体，试设计一个装置表示：将这种气体排出烧瓶，并粗略证明它确实是HI气体，写出有关反应的离子方程式。 [例4]：【答】：往装有气体的瓶中注入浓磷酸，使气体排出，用盛有适量水的烧杯吸收排出的气体(玻璃管下端接一个倒置漏斗)，一段时间以后，取少量烧杯中的溶液，测得PH值小于7;加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，如发现有黄色沉淀生成，则可说明原气体是HI气体。 [例5]铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物
不同，实验现象也不同。
⑴某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀
硝酸反应的产物为NO，设计了如左图所示
的实验装置。请你根据他们的思路，选择下
列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。
药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体
步骤：①检查装置的气密性；
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥用注射器向试管内推入氧气（或空气）
向试管中加入一定量碳酸钙固体向试管中到入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面将铜丝插入到溶液中
加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色。⑵推入氧气或空气的目的是 ，
⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、
稀硝酸反应，所得到的溶液前者成绿色，后者成
蓝色， 某同学提出这可能是铜离子浓度差异形成
的，你同意这种看法吗？ （填“同意”或 “不同意”），原因是 ；
另一同学提出溶液成“绿色”，是铜离子与二氧化氮混合的结果，请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实验现象） 。
不同意 铜片质量相同，溶液体积相同，
生成的铜离子浓度相同 检验生成的NO历年高考题选摘 从高考题型看，在第Ⅰ卷出现在选择题型中的主要是基本实验的内容，从气体的制备，离子的共存与识别，到物质的分离与提纯。
　 在第Ⅱ卷中出现的简答、填空和实验的分析与设计，主要是考核实验的能力，如根据实验现象和数据，对物质进行综合判断，选择和连接实验设计所用的仪器，综合运用化学知识，对实验设计的正确性以及对改进实验操作上的评估。这对考核实验能力非常重要。

为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置均已略去）。 ① 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。
② 关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。 ③ 用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题：
（1）检验氢气纯度的目的是 。
（2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是 ，
防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是 ，
C瓶内气体的成份是 。
（3）在步骤③中，先加热铁触媒的原因是 。反应管E中发生反应的化学方程式是 。排除空气，保证安全锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2 H2铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率 3.下图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 (填正确选项的标号). (A)铜屑和浓硝酸
(B)二氧化锰和浓盐酸
(C)电石和水　
(D)碳酸钙和稀盐酸 AD4、实验室里可按下图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是
A．NO2 B．HCl
C．CH4 D．NH3D5、设计了四种制备气体的方案:(1) 加热稀硫酸和乙醇制备乙烯；(2) 加热稀盐酸和二氧化锰制备氯气；(3)用稀硫酸和大理石制备二氧化碳；(4)用稀硝酸和硫化亚铁制备硫化氢。不宜采用的方案有哪些？
A.只有(1)和(2) B.只有(1)和(3)
C.只有(3)和(4) D.(1) (2) (3)(4)
D6、(2000全国)实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：1）B中反应的化学方程式为 2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方未能是3）D中反应的化学方程式为：4）装置（Ⅰ）的主要缺点是5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：6）如果选用些装置来完成实验，则必须采取的改进措施是4HCl+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2↑ B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，现开始加热D 2Fe+3Cl2=2FeCl3 导管易被产品堵塞；尾气排入空气，易造成环境污染 产品易潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 7、(1993全国)根据下面实验图填空和回答问题:(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 ， 装置(Ⅱ)的烧杯中冷水的作用是 ，装置(Ⅲ)的烧杯中液体的作用是 。(2)进行此实验时，烧杯内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为 。(3)装置(Ⅲ)的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其原因。吸收未冷凝的气体 冷凝溴蒸气溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管 2H2SO4(浓)+2NaBr+MnO2═MnSO4+Br2↑+
Na2SO4+2H2O当气体被吸收时，液体上升到漏斗中.由于漏斗的容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯中,从而防止了倒吸 8.(2001年,江浙)用图示的装置制取氢气， 在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管 中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗 流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。 产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试 管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒 脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧 夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室 温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题：
（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？

（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？关闭弹簧夹时，反应产生的气体使试管内液面上的压力增加，所以液面下降。（6分） 塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注人一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，静置片刻，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。(10分) （3）从下面三个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。
① 大理石与盐酸反应制取二氧化碳
② 黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢
③ 用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气
?
?（4）食盐跟浓硫酸反应制氯化氢不能用这种装置随制随停。试说明理由。
因为：此反应需要加热（4分），食盐是粉末状（2分）二氧化碳 向上排空气法 通入澄清石灰水使石灰水变浑浊 硫化氢 向上排空气法 有臭鸡蛋味（其它合理答案也给分） 8分 （只要回答出其中一种气体即给分） 　1、实验室用甲酸与浓硫酸在加热条件下制取CO气体反应为：HCOOH H2O+CO↑,请设计一装置以制取干燥纯净的CO气体。H2SO4
△
2、某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列
气体：A浓硫酸 B浓盐酸 C食盐

D二氧化锰 E氯酸钾 F过氧化氢
G高锰酸钾 H浓氨水 J氢氧化钠
试用各试剂序号回答：
若要快速制备少量氧气，应选择
若要快速制备少量氯化氢，应选择
若要快速制备少量氨气，应选择
若要快速制备少量氯气，应选择D、FA、BH、JB、G3、用下图装置制取和
收集气体，根据装置分
析后填表(写化学式)Na2SO3
浓硫酸
SO2Cl2Cu浓硝酸
浓盐酸
Na2SO3 +H2SO4(浓) ═ Na2SO4 +SO2↑+H2O
Cu + 4HNO3(浓) ═ Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
KMnO4NO22KMnO4 + 16HCl ═ 2KCl
+2MnCl2+5Cl2↑+ 8H2O