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2019人教版選修6《物質(zhì)的制備》word學(xué)案3 考點聚焦 1．能結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)，選擇物質(zhì)制備的反應(yīng)原理。 2．根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件等，靈活選用氣體的發(fā)生裝置。 3．能對所制得的氣體進(jìn)行凈化、干燥，對有毒氣體進(jìn)行尾氣處理。 知識梳理 制備一種物質(zhì)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的組成來確定來確定原料及反應(yīng)原理，設(shè)計反應(yīng)路徑，選擇合適的儀器和裝置，最后，根據(jù)生成物的性質(zhì) 將產(chǎn)品分離提純出來。整個過程如下圖所示 ： 設(shè)計反應(yīng)裝置 設(shè)計反應(yīng)路徑 選擇原料 目標(biāo)產(chǎn)品 分離提純產(chǎn)品 控制反應(yīng)條件 在設(shè)計物質(zhì)制備的實驗方案時，要優(yōu)化上述流程中的每一個具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是：原料廉價，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡單，分離方便。 一．氣體發(fā)生原理 實驗室制備各種氣體應(yīng)以實驗室常用藥品為原料，以安全、方便、經(jīng)濟為原則。同時在選擇氣體制備原理時，還應(yīng)考慮使用該原理制取氣體的裝置要簡單，所制得的氣體要純凈。請你寫出中學(xué)化學(xué)實驗室制取下列 9 種氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式： 序號 氣體 反應(yīng)原理 序號 氣體 反應(yīng)原理 1 O2 6 NO 2 H2 7 NO2 3 CO2 8 C2H4 4 Cl2 9 C2H2 5 NH3 二、氣體發(fā)生裝置 實驗室典型的氣體發(fā)生裝置有三大類： 1．氣體發(fā)生裝置的選擇要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來決定。 （1）選擇 A 裝置時，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。 （2）選擇 B 中的 ① 裝置時，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 ；選擇 B 中的 ② 裝置時，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。 （3）選擇 C 中的 ① 裝置時，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 ；選擇 C 中的 ② 裝置時，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。 2．實驗室制取氣體的典型裝置有時候還要根據(jù)具體情況加以選擇或改進(jìn)。 （1）制取乙炔氣體時，由于反應(yīng)劇烈，且產(chǎn)生大量泡沫，故應(yīng)在選擇 B 中的 ② 裝置時，應(yīng)在試管內(nèi)的導(dǎo)管口 ，也可將試管換成 。 （2）加熱液體混合物制取氣體時，應(yīng)在圓底燒瓶中加入少量 ，目的是 ；若制取少量氣體時，則應(yīng) 。 （3）右圖①是目前市售的小型簡易氣體發(fā)生裝置，該裝置的功能與上圖中 相同；若制取少量這類氣體（無須加熱）時，還可用右②這種最簡易的裝置，該裝置的缺點是 。 三．氣體的收集方法 氣體的收集裝置通常分為排水集氣法、向上排空氣法和向下排空氣法三種： 1．凡是 的氣體都可以用排水法收集。用排水法集氣時，盛滿水的集氣瓶應(yīng) 在水槽里，收集滿氣體后，應(yīng)在水下用 蓋嚴(yán)，用此法收集得到的氣體純度 。 2．排空氣法收集氣體適用收集氣體的密度與空氣相差 ，且常溫下不與空氣反應(yīng)的氣體。收集有毒氣體時，應(yīng)增加 裝置，如收集氯氣時，應(yīng)用 吸收。 3．已經(jīng)集滿比空氣輕的氣體的集氣瓶，放置時瓶口向 ；反之，已經(jīng)集滿比空氣重的氣體的集氣瓶，放置時瓶口向 。 四．氣體的凈化與干燥 要根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)及實驗條件來分析可能含有的雜質(zhì)，再根據(jù)主要成分與雜質(zhì)性質(zhì)上的差異選擇除雜方案。 一般凈化氣體時,除去水蒸氣的干燥裝置放在最后。用作干燥劑的物質(zhì)須具備兩個條件：一是本身要具有很強的吸水性，二是不能與被干燥的氣體發(fā)生反應(yīng)。實驗室常用的干燥劑可劃為三類： 濃硫酸 禁用于堿性和還原性物質(zhì)如NH3 HI HBr H2S 酸性干燥劑 五氧化二磷 禁用于堿性物質(zhì),如NH3 中性干燥劑 無水氯化鈣 禁用于NH3和酒精 固體CaO 堿性干燥劑 禁用于酸性物質(zhì)如HCl、Cl2、CO2 堿石灰(NaOH+CaO) 常見氣體的干燥裝置有兩種： 洗氣瓶：可裝液體干燥劑，如濃硫酸；干燥管：可裝固體干燥劑 氣體洗滌裝置 液體洗滌劑 固體洗滌劑 五、尾氣吸收處理裝置 有三種：①用倒扣漏斗------極易溶于水的氣體；②玻璃管----能溶于水或溶于溶液的氣體的吸收(如用NaOH溶液吸收Cl2)；③點燃法----處理CO。 六、典型物質(zhì)的實驗室制備 （1）選擇最佳反應(yīng)途徑： 如用銅制硝酸銅： 。 用鋁制氫氧化鋁： 。 （2） 選擇最佳原料： 如用氯化鋁溶液制氫氧化鋁： 。 用可溶性銅鹽制氫氧化銅： 。 （3）選擇適宜操作方法： 如制氫氧化亞鐵： 。 （4） 選擇適宜收集分離方法： 如制乙酸乙酯： 。 制溴苯： 。 試題枚舉 【例1】（05年江蘇20）硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）是一種重要的食品和飼料添加劑。實驗室通過如下實驗由廢鐵屑制備FeSO4?7H2O晶體： ① 將5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，用傾析法除去Na2CO3溶液，然后將廢鐵屑用水洗2—3遍； ② 向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50—80℃之間至鐵屑耗盡； ③ 趁熱過濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶； ④ 待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2—3次，再用濾紙吸干晶體； ⑤ 將制得的FeSO4?7H2O晶體放在一個小廣口瓶中，密閉保存?；卮鹣铝袉栴}： （1）實驗步驟①的目的是 ，加熱的作用是 。 （2）實驗步驟②明顯不合理，理由是 。 （3）實驗步驟④中用少量冰水洗滌晶體，其目的是 。 解析 本題是以高三教材實驗制取硫酸亞鐵為載體變形與創(chuàng)新設(shè)設(shè)的實驗綜合題。涉及到鹽類的水解，物質(zhì)的溶解、結(jié)晶等知識，該題涉及知識面廣，能力要求較高，屬較難題。 答案(1)除去油污;升高溫度，溶液堿性增強，去油污能力增強。 (2)應(yīng)該鐵屑過量（或反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余），否則溶液中可能有Fe3+存在， (3)洗滌除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，用冰水洗滌,可降低洗滌過程中FeSO47H2O的損耗 【例2】右圖裝置可用于（ ） A．加熱無水醋酸鈉和堿石灰混合物，制取甲烷 B．加熱硝酸鉛制取二氧化氮 C．加熱氯酸鉀和少量二氧化錳，制取氧氣 D．加熱氯化銨和消石灰混合物，制取氨氣 解析 該裝置用于加熱固體反應(yīng)物制取難溶于水的氣體，A～D各選項中，反應(yīng)物均為固體，但氨氣易溶于水，二氧化氮與水反應(yīng)。只有甲烷和氧氣可以用排水集氣法收集。 答案 AC 【例3】實驗室制取氯氣時涉及到以下幾個實驗步驟： a.把燒瓶固定在鐵架臺上，在燒瓶上裝好分液漏斗并連接好導(dǎo)氣管； b.用藥匙把少量MnO2粉末放入燒瓶中，再向分液漏斗中加入濃鹽酸，并把導(dǎo)氣管插入集氣瓶中，同時連接好吸收多余氯氣的尾氣吸收裝置； c.把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈高度固定好鐵圈，放好石棉網(wǎng)； d.用分液漏斗向燒瓶內(nèi)注入濃鹽酸，再點燃酒精燈，緩緩加熱； e.檢查裝置氣密性。 　以上步驟先后排列的正確順序是　　　　　　　，實驗室制得的 Cl2 中?；煊?HCl氣體和水蒸氣，應(yīng)將該 Cl2 依次通過盛有 、 的洗氣瓶。 解析 一般地，實驗室制取氣體的正確的操作順序是：首先按“由下往上，從左到右”的原則搭建氣體發(fā)生裝置，然后檢查裝置的氣密性，最后加藥品、制取氣體。HCl 氣體極易溶于水，故可用水將它除去；為降低 Cl2 在水中的溶解度，常用飽和食鹽水代替水。能干燥 HCl 氣體的干燥劑很多，如濃硫酸、無水氯化鈣、五氧化二磷等，但盛放在洗氣瓶中的只有濃硫酸。 答案 c a e b d 水（或飽和食鹽水） 濃硫酸