2020届高考化学总复习课件+作业：第37讲 物质的制备 (2份打包)

1．掌握常见气体的实验室制法、净化、收集、尾气处理的方法；2．掌握一些物质确定组成、结构、性质实验的方法3．掌握物质制备实验的设计4．掌握中和滴定、、物质的量浓度溶液配制、中和热的测定三个定量实验方法和误差分析.气体制备和净化1．制取气体装置的选择依据（1）发生装置：所用试剂的状态和反应条件根据反应原理装置可分为三类：A：固＋固气体：O 2、CH 4、NH 3，这类装置注意使用时检查装置气密性；试管口略向下倾斜；先均匀加热后固定加热装药品部分；用排水法收集时，先撤导管，后停止加热.B：固（液）＋液气体：Cl 2、HCl、NO、C 2H 4等这类装置除以上注意事项外，还要注意液＋液加热时要加入碎瓷片防液体暴沸；有毒气体尾气的吸收；乙烯制取控制温度迅速升到170℃；HCl 不能直接通入水中要用倒置的漏斗略没入水中.C：固＋液不加热制气装置：H 2、C 2H 2、CO 2、SO 2、NO 2、H 2S，要检查装置气密性，只有制H 2、CO 2、H 2S 可用启普发生器或用长颈漏斗安装简易装置.但都可用分液漏斗安装简易装置，尤其C 2H 2要用分液漏斗控制反应速率，有毒气体要在通风橱中进行.为防气体逸散，收集NH 3试管要塞上棉花.防止反应物冲入收集试管中，制O 2(KMnO 4)和C 2H 2要用棉花堵住导气管出口.（2）收集装置：根据气体水溶性及对空气相对密度大小.向下排空气法：CH 4、NH 3、H 2，（比空气密度小）向上排空气法：Cl 2、HCl、CO 2、NO 2、H 2S，（比空气密度大且溶于水或与水反应）排水法：不溶于水的气体：O 2、CH 4、NO、CO、CH 2＝CH 2、H 2、C 2H 2等.如H 2、CH 4排水排气法均可时，一般要收集纯净的用排水法更好，收集干燥的用排气法更好.NO 只能用排水法，NO 2只能用向上排空气法.（3）净化装置：依据气体与杂质的性质不同，使杂质被吸收.如制H 2（H 2S、HCl），Cl 2（HCl）、CO 2（HCl）（括号内为杂质）分别可通过碱液、饱和食盐水、饱和NaHCO 3溶液洗去杂质.（4）尾气处理：所制气体是否有毒，如CO、NO、NO 2、H 2S 等可分别用点燃、通入O 2、用碱液吸收，有时可用气球收集后处理.△△（5）干燥剂选择注意气体酸碱性，氧化还原性.洗气瓶：液态干燥剂浓H2SO4不能干燥NH3、HI、H2S、HBr等.干燥管或U形管：固态干燥剂，如无水CaCl2可干燥除NH3以外的大多数气体；碱石灰可干燥中性、碱性气体H2、O2、N2、CH4、NH3等.2．实验装置安装顺序：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置.物质组成、结构、性质的测定实验.可参考离子、物质的鉴别和气体制备鉴别来进行.物质的制备：包括制备原理、装置、操作等，一般的制备实验中都包括气体制备，得到的气体作原料再制备其它物质.这类题目体现了化学知识和实验操作的综合运用.定量实验和误差分析1．物质的量浓度溶液的配制△主要仪器：当溶质为固体时：药匙、托盘天平，质量相等的两张纸（NaOH用表面皿或小烧杯）、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶.当溶质为液体时：滴定管、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶.△方法步骤：①计算②称量、量取③溶解④冷却溶液至室温⑤转移，必把烧杯中溶液沿玻璃棒注入容量瓶中⑥洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2～3次，将洗涤液移入容量瓶中.⑦振荡摇匀⑧定容：继续加水到离刻度线2～3cm处，再用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与容量瓶刻度线正好相切.⑨摇匀：将瓶盖盖严，上下颠倒摇匀.最后转入洁净干燥的试剂瓶中，贴好标签，注明溶液浓度，名称及配制日期.△误差分析：关键看溶质和溶液量的变化.凡操作使溶质的量减小（或使溶液体积增大），则所配溶液物质的量浓度偏小，否则偏大.（1）定容时视线对实验结果影响：仰视刻度，溶液体积增大、结果偏小；俯视刻度，溶液体积变小，结果偏大.（2）第⑨步上下颠倒摇匀后，液面低于刻度线不能再加水，否则结果偏低.（3）玻璃棒、烧杯中溶质必须全部转移到容量瓶中否则结果偏小，（即洗涤液全部转移到容量瓶中）2．酸碱中和滴定实验△原理：中和反应中使用一种已知浓度的酸或碱溶液（标准液装在滴定管中）与未知浓度的碱或酸溶液（待测液放在锥形瓶中）完全中和，测定二者所用体积，根据方程式中它们反应的化学计量数的比去求未知液浓度.△仪器：酸式滴定管（不能盛放碱液、氢氟酸）、碱式滴定管（不能盛放强氧化性溶液）（以上两种必用待装液润洗），锥形瓶（不能用待测液润洗）、铁架台、滴定管夹、烧杯.△试剂：标准液，待测液、指示剂.指示剂的选择：颜色变化明显，变色范围尽可能与终点一致.△操作：准备：洗涤、查漏、润洗、注液、调液面（去气泡）、读数；滴定：移取待测液、加指示剂2～3滴，滴定，判断终点、读数；计算：用两次以上平行实验的平均消耗标准溶液体积，依它们反应的化学计量数的比去求C（待）.△关键：准确测定参加反应的两种溶液的体积，准确判断中和滴定是否恰好完全反应（滴定终点）.△误差分析：一元酸碱中和为例：根据C 酸·V 酸＝C 碱·V 碱，C 标V 待是已知的，关键是标准液体积是否准确（读数和终点的判断），待测V 是否准确.如①读数②仪器洗涤③滴定管漏液，气泡排除④标准液浓度（称量、配制、混入杂质）不准确⑤指示剂使用⑥待测液量取等.注意滴定管“O”刻度在上，最下有一段无刻度，不能中途加液，不能一次滴定用两管.尤其注意读数时视线必正确.例1．实验室常用甲酸和浓H 2SO 4共热制取CO，其反应式为HCOOH CO↑＋H 2O，回答下列问题：（1）其发生装置与下列气体的发生装置相同的是（）（A）NH 3（B）CO 2（C）HCl （D）C 2H 2（E）H 2（2）其收集方法与下列气体收集方法相同的是（）（A）Cl 2（B）SO 2（C）NO （D）C 2H 4（E）NO 2（3）从下列给出仪器中，选出最合适的仪器装配成制取、净化、收集CO 的装置，其中不需要的是（）（A）铁架台（B）圆底烧瓶（C）分液漏斗（E）长颈漏斗（F）玻璃导管（G）集气瓶（H）水槽（I）双孔胶塞（L）酒精灯（M）石棉网（N）洗气瓶（4）在连接好的仪器中，制气装置部分，浓H 2SO 4应盛于________，甲酸应盛于______.（5）为除去CO 中的CO 2，应选用_________，所用试剂是__________.（6）尾气如何处理_____________________________.浓H 2SO 4△分析：甲酸与浓H 2SO 4加热制CO，是液＋液气，发生装置可选用同HCl 制取的装置.CO 有毒不溶于水，密度与空气相近，所以用排水法收集，尾气要点燃处理（CO 有毒）.答案（1）C （2）C、D （3）E （4）分液漏斗、圆底烧瓶（5）洗气瓶，NaOH 溶液（6）点燃.（五）物质组成、结构、性质的测定实验.可参考离子、物质的鉴别和气体制备鉴别来进行.如已知乙醇分子式为C 2H 6O，推其结构.例2．已知乙醇分子式C 2H 6O，可能有下HH H H列两种结构：H —C—O—C—H H—C—C—O—H 根据所给仪器，设计实验，证明乙醇的结构式为（2）式a 原理_________________________________________________________b 试剂____________________________________________c 装置____________________________________________d 定量实验数据：n(C 2H 6O)(mol)标况下V(H 2)(L)n(H 2)/mol(C 2H 6O)n(H)/mol(C 2H 6O)0.11.12_______________________结论_______________________________________分析：a.原理：2C 2H 5OH＋2Na→H 2↑＋2C 2H 5ONab.试剂：乙醇、金属钠c.装置：1接2接4接5接6.（1）中有足量金属钠，从2中放出定量乙醇，产生H 2通过4排出5中水，用6量水体积，即气体体积.由所给出数据可计算出1mol 乙醇只有1mol 特殊H 原子，所以乙醇结构式为（2）式.例3．证明一白色固体是NaHCO 3而不是Na 2CO 3.可根据NaHCO 3受热分解的性质，用制O 2的装置加热分解，在试管口处有水珠，产生气体不使品红褪色，而使石灰水变浑.剩余固体加入盐酸有无色无味气体CO 2产生，且焰色反应为黄色.△H H H H（2）（1）6例4．实验室用空气和下列药品、仪器装置制取少量氮化镁（铁架台、铁夹、酒精灯均略去）A M 5N浓H 2SO 4饱和NaOH 空气碱石灰2346a 各仪器装置的正确连接顺序：__________________________________________b 实验开始时，应先在（填字母）_______处接通自来水管，再依次点燃装有________粉装置的酒精灯和装有_________粉装置的酒精灯.分析：制取少量Mg 3N 2，考虑Mg 2N 2易水解使用N 2必干燥，N 2与Mg 反应之前必把装Mg 粉管中空气排尽防止加热时Mg 与O 2反应.a．各仪器装置正确连接顺序为：H →E →F →C →D →M →N A →B →I（除CO 2）（干燥）（或NM 除O 2）（或BA）b．实验开始先在G 处接通自来水管（4为储气瓶，水排气），再依次点燃装有Cu 粉装置（除O 2）和装Mg 粉装置（先用N 2排尽O 2）的酒精灯.由于Mg 与O 2反应，Mg 3N 2与水反应，因此空气中的O 2和水蒸气必须在反应前除去，制备Mg 3N 2装置与空气相通时，中间要加干燥装置，即最后须有装碱石灰的干燥管.例5．室验室用下列仪器和药品制取纯净的无水CuCl 2Cu 粉浓H 2SO 4碱石灰E H 饱和食盐水C浓H 2SO 4NaCl(s)和MnO 2GB D Fa.连接装置_______________________________________________b.实验开始时，应首先检验装置的_______________，先点燃________处的酒精灯.充分反应后，A 管中剩余物呈_________色c.E 管中碱石灰的作用____________________________________________________Mg 粉1Cu 粉AC D E F G HB分析：防止生成CuCl2水解，在生成物所在装置要连一干燥管，防空气进入；同时可吸收未反应的Cl2，防止污染.防止Cu与O2反应要先用Cl2排尽O2后（空气）再点燃. a．CF－B－D－A－E（制Cl2）（除HCl）（干燥）（反应器）（防空气中水分进入）b．首先检查气密性，先点燃F处酒精灯（排尽A中空气）.反应后A管中剩余物呈棕色（CuCl2）c．E管中碱石灰防空气中水分进入A而使CuCl2水解，同时可吸收剩余的Cl2，防止污染空气.例6、用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。