第3講：常見物質(zhì)的實驗室制法doc

1、第 3 講：常見物質(zhì)的實驗室制法一、考綱要求1、掌握常見氣體的實驗室制法（包括所用試劑、儀器裝置、反應(yīng)原理和收集方法）；2、掌握幾種重要的無機(jī)物的制取及物質(zhì)制備的實驗設(shè)計。二、雙基回顧（一）、氣體發(fā)生裝置的類型( 根據(jù)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件等來選擇)注意： 1、等。試管口應(yīng)稍夾在距試管口制備氣體，可用如圖1 所示的裝置?？芍苽涞臍怏w有傾斜， 以防止產(chǎn)生的在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。鐵夾應(yīng)處。2、用它可制備的氣體有3制備氣體，可用如圖2- 圖 11 所示的裝置。等。制備氣體，可用如圖12- 圖 15 所示的裝置。用它可制備的氣體有：等。（二）、氣體的收集收集氣體常用的方法有（三）、氣體的

2、凈化與干燥1 氣體的凈化與干燥裝置氣體的凈化常用洗氣瓶、干燥管。如圖所示。易溶于水的氣體雜質(zhì)可用堿性雜質(zhì)可用來吸收；酸性雜質(zhì)可用物質(zhì)吸收； 水份可用物質(zhì)吸收；來吸收；能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀（或可溶物）的物質(zhì)也可作為吸收劑。2氣體干燥劑酸性干燥劑（如：等）不能用來干燥堿性干燥劑(如等 )不能用來干燥有氧化性的干燥劑（如）不能干燥有還原性氣體（如注意： 能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑，如不能用無水性氣體；性氣體等）。CaCl2 來干燥NH3（因生成CaCl2·8NH3） .3、 尾氣處理裝置：根據(jù)多余氣體的性質(zhì)選擇，常見的裝置有：三、例題評析例 1、實驗室中準(zhǔn)備有下面主要儀器：大試管、帶

3、導(dǎo)管的單孔塞、藥匙、鑷子、水槽、集氣瓶、玻璃片、酒精燈、鐵架臺九種，如果藥品選用合理，儀器可以選其中的幾種，能制取的氣體有（）A 只有氧氣B只有二氧化碳C氫氣和二氧化碳D 氧氣、氫氣和二氧化碳例 2、化學(xué)課外活動小組設(shè)計了如圖所示的一套氣體發(fā)生、收集和尾氣吸收裝置，以探究該裝置的多功能。（1）甲同學(xué)認(rèn)為利用裝置可直接收集NH3、 H2，但不能收集 O2， 其理由是： _（2）乙同學(xué)認(rèn)為裝置可作為實驗室制氧氣的快速發(fā)生器，對裝置稍作改進(jìn)后即可作為O2 的收集裝置，乙同學(xué)對裝置的改進(jìn)方法是：_ ，制 O2 時在裝置中的a 中加入 _， b 儀器中加入 _。（3）丙同學(xué)認(rèn)為利用裝置, 可以用兩種 不

4、同類 的方法來收集NO,試簡述操作方法：（ 4）丁同學(xué)認(rèn)為裝置經(jīng)乙同學(xué)改進(jìn)后只需在裝置之后連一尾氣吸 SO2 氣體。試將吸收 SO2 的尾氣吸收裝置畫在方框內(nèi)。收裝置即可收集（5）戊同學(xué)認(rèn)為利用裝置和裝置可進(jìn)行驗證Cl 2 的氧化性比Br 2 強(qiáng)的實驗， 進(jìn)行此項實驗時在裝置中的a 儀器中加入 _ 試劑， b 儀器中加入 _ 試劑，裝置中應(yīng)加入_試劑，根據(jù)裝置中觀察到的_ 實驗現(xiàn)象即可得出Cl 2 的氧化性比Br 2 強(qiáng)的結(jié)論。例 3、 某研究小組進(jìn)行與 NH 3 有關(guān)的系列實驗。（ 1 ）從下圖中挑選所需的儀器，畫出制取干燥NH 3 的裝置簡圖（添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、膠皮管。固定裝置和尾

5、氣處理裝置不用畫），并標(biāo)明所用試劑（ 2）為驗證“同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”，該小組同學(xué)設(shè)計了如右圖所示的裝置，圖中管的容積是管的2 倍，活塞 1、 2、 3、 4、 5均關(guān)閉（固定裝置和尾氣處理裝置略；HCl 和 NH3 均不溶于石蠟油，也不與之反應(yīng)；裝置氣密性好）。在管中充滿與大氣壓強(qiáng)相等的干燥HCl 氣體。操作是控制活塞 4、 5，調(diào)節(jié)，使管充滿與管同壓的干燥NH 3。緩慢開啟活塞3，管中的現(xiàn)象是。要達(dá)到實驗?zāi)康?，?dāng)反應(yīng)完成并恢復(fù)到室溫時，管中預(yù)期的現(xiàn)象是若觀察不到預(yù)期現(xiàn)象，主要原因是；。例 4、某校化學(xué)興趣小組為測定混合物組成的質(zhì)量比，實驗過程中所加試劑和操作

6、步驟如下表所示：實驗混合物加入適量過濾后經(jīng)洗滌蒸發(fā)濾液得稱序號A水得到加入試劑 B到晶體 D量干燥所得固體 CBaCl2溶液過量 CO2DA、DNaClCaCl2溶液過量飽和CaCO3NaClA、CNaClNa2CO3溶液Na SO24溶液MgSO4試回答下列問題：實驗中D 的成分是，通過稱量后（填“能”或“不能”）計算得到 A 中各組分的質(zhì)量比。實驗填寫的內(nèi)容中一定錯誤的是，其原因是。對實驗進(jìn)行設(shè)計，并將相應(yīng)內(nèi)容填入中對應(yīng)的空格內(nèi)。四、課堂練習(xí)1、下列物質(zhì)的制備合理的是-()將氯化鋁溶液與硫化鉀溶液混和后過濾來制備硫化鋁；將過量的鐵與氯氣加熱反應(yīng)氯化亞鐵；在配制 FeSO4 溶液時常向其中加

7、入一定量鐵粉和稀硫酸銅先氧化成氧化銅，再與硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅；將 45mL 水加入到盛有5g NaCl 的燒杯中，攪拌溶解來配制50g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%NaClA.B. C. D.全部2、已知 KMnO 4 與濃 HCl 在常溫下反應(yīng) 能產(chǎn)生 Cl 2。若用圖所示的實驗裝置來制備純凈、干 燥的氯氣，并試驗它與金屬的反應(yīng)。每個虛 線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是（ 不考慮單元裝置） ()A 只有處B只有處C只有和處D 、處3、如圖裝置進(jìn)行實驗，將液體A 逐滴加入到固體B 中，下列敘述正確的是（）A若 A 為濃鹽酸 ,B 為 MnO 2,C 中盛品紅溶液,則 C中 溶 液褪色B 若 A 為醋

8、酸， B 為貝殼， C 中盛澄清石灰水，則C 中溶液會有先變渾濁后又澄清的現(xiàn)象C若 A 為濃氨水， B 為生石灰， C 中盛 A1C1 3 溶液，則 C 中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解D實驗儀器D 可以起到防止溶液倒吸的作用4、a、 b、 c 表示相應(yīng)儀器中加入的試劑），用右圖裝置制取、提純并收集表中的四種氣體（其中可行的是氣體abcaANO 2濃硝酸銅片NaOH 溶液BSO2濃硫酸Cu酸性 KMnO 4 溶液CNH 3濃氨水生石灰堿石灰cbDCO2稀鹽酸CaCO3濃硫酸5、我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl 、NH4C1等物質(zhì)溶解度的

9、差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。下面是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實驗步驟：第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。第二步： 先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C 中溶解時， 再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C 中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。第三步：過濾C 中所得的混合物，得到NaHCO3固體。第四步：向濾液中加入適量的NaCl 粉末，有NH4C1晶體析出。請回答下列問題：(1) 裝置的連接順序是：(a) 接 () ()接 ()； (b)接()(2)A中常選用的固體反應(yīng)物為； D 中應(yīng)選用

10、的液體為；B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3) 第二步驟中必須先讓裝置先發(fā)生反應(yīng)。(4)C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是，C 中廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為。6、右圖所示的A 、 B 兩支大試管中各盛有等質(zhì)量的同一種液體，試管口各系有一個小氣球，氣球內(nèi)分別裝有等質(zhì)量的不同固體（純凈物），實驗時將兩氣球抬起，將其中固體同時傾入試管內(nèi)，固體全部溶解，同時看到兩氣球都鼓氣脹大，但A 試管氣球脹大的速度及最終脹大的體積都明顯大于 B 。若兩試管產(chǎn)生同一種氣體，試推測A、B 中盛放的液體和固體的可能組合，將各組合填入下表，要求各組分產(chǎn)生的氣體不能相同。（可以不填滿）組合編號A 、 B 中的液體

11、A 中的固體B 中的固體產(chǎn)生的氣體7、（ 1）如何檢查上述圖1 裝置的氣密性？。（ 2）以下是測量收集到氣體體積（上圖1）必須包括的幾個步驟；調(diào)整量簡內(nèi)外液面高度使之相同；使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；讀取量簡內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：（請?zhí)顚懖襟E代號）。（ 3）測量收集到氣體體積時，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？（ 4）用一定質(zhì)量的Zn（分片狀和粒狀）、濃硫酸、水以及如圖2 裝置制取H2，要保證不漏出 H2，應(yīng)如何操作如何檢查上述裝置的氣密性？（ 5）用上圖中圖 3 的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液

12、面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)。產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出；若關(guān)閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時再打開彈簧夾，又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置?；卮鹣旅鎲栴}：為什么關(guān)閉彈簧夾時試管中液面會下降？ 這種制氣裝置在加入反應(yīng)物前，怎樣檢查裝置的氣密性8、為了在實驗室模擬用二氧化氮溶于水生成硝酸，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗：實驗一：制備并收集一試管二氧化氮（1）實驗室常用濃硝酸與銅反應(yīng)制備二氧化氮，化學(xué)是。方 程 式（ 2）可用右圖裝置制備并收集一試管二氧化氮， 在加入藥品前，必須進(jìn)行的操作是。 該裝置的缺點是( 只填一個缺點既可)實驗二：盡

13、可能多地使試管中的二氧化氮被水吸收（ 3）將裝有二氧化氮的試管 A 倒插入水中（圖 I ），并輕輕晃動試管，觀察到的現(xiàn)象是：反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（ 4）從下圖中挑選所需的儀器，完成制取 O2，并將 O2通入到上述實驗后的試管 A 中。畫出制取 O2裝置簡圖（添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、膠皮管。固定裝置不用畫），并標(biāo)明所用試劑。某同學(xué)在圖II 的試管 A 內(nèi)通入 O2 的過程中沒有觀察到液面上升，而是試管內(nèi)充滿了無色氣氣體，主要原因是。9、硫酸銅的制備實驗是無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中一個必做實驗，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如下兩個實驗方案：實驗一：因銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)， 實驗中以濃硝酸分次加入到銅和稀硫酸

14、的混合液中， 加熱使之完全反應(yīng)，通過蒸發(fā)、析晶等操作得到硫酸銅晶體。（ 1）濃硝酸所起的作用是 _（ 2）該反應(yīng)的原理是（用化學(xué)方程式表示）_。實驗二：以空氣為氧化劑的一步氧化法，將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，其反應(yīng)原理為 2Cu + O 2 + 2H 2SO4= 2CuSO4 + 2H 2O ，但反應(yīng)速率太小，當(dāng)升高溫度到8090，反應(yīng)仍然緩慢。如在銅粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe (SO )3溶液，則速率明24顯加快。（ 3）用離子方程式表示速率明顯加快的原理_。Fe2(SO4) 3的作用是 _。3+沉淀而除去，且（4）得到的混合液用 _調(diào)節(jié) pH =2 4，使 Fe 形

15、成 Fe(OH)3Fe(OH)3可以循環(huán)使用。（5）請根據(jù)以上內(nèi)容，對這兩個實驗方案進(jìn)行評價，填下表：實驗一實驗二主要優(yōu) 點主要缺 點第 3 講：常見物質(zhì)的實驗室制法（詳解）三、例題評析例1、 D例 2、（ 1） H2、 NH3 的密度比空氣小，而 O2 的密度比空氣大。（ 2）把裝置中的進(jìn)氣導(dǎo)管改為長導(dǎo)管插到試管底部，出氣導(dǎo)管管口應(yīng)與膠塞相平3%的 H2O2 溶液、少量的 MnO2粉末（ 3）排水法收集- 廣口瓶中盛滿水, NO從d管通入利用排CO2集氣法收集- 廣口瓶中先收集滿CO2氣體,然后將NO 從d管通入。（ 4 ）（5）濃鹽酸、KMnO4、NaBr 溶液、溶液由無色變橙色例 3、i

16、. 打開 K 1、K 2 ，從 K 2 處通入干燥的 HCl 氣體，直 到 K 1 處有白霧出現(xiàn)，關(guān)閉K 1、 K 2。生成大量的白煙。B 管中充滿石蠟油。實驗時 A 管中未全部充滿干燥HCl 氣體例 4、 BaCl2 和 NaCl 不能 D D 中不僅含有 NaCl，還有 Na2CO3 過量 NaOH溶液 Mg(OH)2 Na 2SO4(NaOH) A 、 C課堂練習(xí)1、C2、 D3、BD4、D5、 (1)裝置的連接順序是：(a) 接 ( f ) ( e )接 ( d )； (b)接 ( c )(2)碳酸鈣； 飽和碳酸氫鈉；NH 3.H 2O + CaO =NH3 +Ca(OH) 2(3)

17、B(4) 防止倒吸 NH 3 + CO 2 + H 2O +NaCl =NH4Cl +NaHCO3 6、組合編號A 、B 中的液體A 中的固體B 中的固體產(chǎn)生的氣體稀鹽酸（或稀硫酸）鎂粉鐵粉H2稀鹽酸（或稀硫酸）NaHCO 3Na 2CO3CO2稀鹽酸（或稀硫酸）Na2SFeSH2 S稀硝酸鐵粉銅粉NO7、（1）將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣。（ 2）（ 3）慢慢將量筒下降（ 4）取下試管 A，向其中加入少量水，再沿試管慢慢加入少量濃硫酸，振蕩，使液體總體積不超過試管容積的 1/3 ，將試管斜放，把鋅片放在試管內(nèi)壁上，塞緊

18、塞子，慢慢直立，使鋅片滑下與稀硫酸接觸。固定 A、甲、乙三管，在乙管內(nèi)注入適量水，將A、甲兩管橡皮塞塞緊，上下移乙管，使乙管液面高于甲管液面，靜置片刻后，水面保持不變，說明裝置氣密性好。（ 5）關(guān)閉彈簧夾時，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使試管內(nèi)液面上的壓力增加，所以液面下降。塞緊橡皮寨， 夾緊彈簧夾后， 從漏斗注入一定量的水， 使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說明裝置不漏氣。8、（ 1） Cu+4HNO 3(濃 )= Cu(NO 3)2+2NO 2 +2H 2O（2） 檢查裝置的氣密性沒有尾氣處理裝置，過量的NO 2 逸出后將導(dǎo)致空氣污染。（或：不能隨時控制反應(yīng)的開始和停止，浪費藥品，且過量的NO 2 逸出后將導(dǎo)致空氣污染）（3）試管內(nèi)液面上升到約為試管體積的2/3，氣體由棕紅色變?yōu)闊o色。3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO（ 4）H2O2溶液塊狀 MnO 2 O2 通入的速度過快，導(dǎo)致試管內(nèi)迅速