常見(jiàn)物質(zhì)的制備

高三化學(xué)總復(fù)習(xí)

2016.1第三部分

常見(jiàn)氣體的制備[考綱解讀]1.掌握常見(jiàn)氣體制取的原理、制取裝置2.掌握常見(jiàn)氣體的收集、除雜和干燥、尾氣吸收、防倒吸裝置3.能根據(jù)試題要求進(jìn)行有關(guān)氣體制取和性質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法1、反應(yīng)原理2、氣體發(fā)生與收集裝置3、氣密性檢驗(yàn)方法4、凈化與干燥5、尾氣的處理6、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)一、氣體的制備原理常見(jiàn)氣體：H2、O2、N2

、

Cl2、CO、CO2、SO2、NO、NO2、HCl、H2S、NH3、CH4、C2H4、C2H2

1.H2

Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑2.O22H2O2==2H2O+O2↑

2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO3＝2KCl+3O2↑2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ΔΔMnO2MnO23.CO2CaCO3+2HCl(稀)=CaCl2+CO2↑+H2OΔ

4.Cl2

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(濃)

=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O5.NH3

2NH4Cl+Ca(OH)2＝CaCl2+2NH3↑+2H2ONH3·H2O(濃)

+CaO＝NH3↑+Ca(OH)2Δ8.

CH4CH3COONa+NaOH------>Na2CO3+CH4↑

CaO6.

H2SFeS+2HCl===FeCl2+H2S↑

7.

HClNaCl(S)＋H2SO4（濃）===NaHSO4＋HCl↑2NaCl(S)＋H2SO4（濃）===Na2SO4＋2HCl↑

9.C2H2

CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑10.C2H4170℃濃H2SO4C2H5OHCH2=CH2↑+H2O二、氣體發(fā)生裝置1.固體反應(yīng)物（加熱）

注意事項(xiàng)：（1）試管口應(yīng)略向下傾斜（2）試管夾夾在試管的中上部;（3）藥品應(yīng)平鋪于試管底部（4）導(dǎo)管不宜伸入試管過(guò)長(zhǎng)（5）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢驗(yàn)裝置的氣密性（6）加熱時(shí)，先預(yù)熱且應(yīng)用外焰加熱可用于制備O2、NH3和CH4你根據(jù)什么選取發(fā)生裝置？可用于制備H2、CO2、H2S、NO2等。啟普發(fā)生器簡(jiǎn)易裝置2.固液反應(yīng)物（不加熱）注意事項(xiàng)：（1）啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體與液體在不加熱條件下制取難溶于水的氣體如CO2、H2S、H2(不可用于制C2H2)（2）簡(jiǎn)易裝置則適用于固體與液體在不加熱下制取氣體的反應(yīng)（3）操作時(shí)應(yīng)注意：A.檢驗(yàn)裝置的氣密性B.長(zhǎng)頸漏斗插入液面以下C.制H2S時(shí)應(yīng)在通風(fēng)廚中,H2S劇毒簡(jiǎn)單裝置圖2圖3圖4圖5圖6圖7可制H2、O2、CO2、Cl2、NH3、C2H2等可制H2CO2等

可用于制備Cl2、HCl、SO2、NO和C2H4。3.固（液）液反應(yīng)物（加熱）注意事項(xiàng)：（1）檢驗(yàn)裝置的氣密性（2）加熱時(shí)要預(yù)熱，受熱均勻（3）加熱易暴沸的混合物時(shí)要加沸石，防暴沸（4）制乙烯時(shí)濃硫酸與乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，換成溫度計(jì)控制反應(yīng)溫度制Cl2制HCl制C2H4三、裝置氣密性的檢驗(yàn)微熱法原理：升高裝置中氣體的溫度，使氣體膨脹操作：塞緊橡膠塞將導(dǎo)氣管末端伸入盛水的燒杯中，用手捂熱(或用酒精燈微熱)試管結(jié)論：燒杯中有氣泡產(chǎn)生，停止微熱冷卻后導(dǎo)氣管末端形成一段水柱，且保持一段時(shí)間不下降說(shuō)明氣密性良好液差法原理：縮小裝置中氣體的體積，增大壓強(qiáng)操作：塞緊橡膠塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡膠管部分，從長(zhǎng)頸漏斗向試管中注水結(jié)論：一段時(shí)間后長(zhǎng)頸漏斗中的液面高于試管中的液面，且液面差不改變說(shuō)明氣密性良好外壓法原理：增大或減小裝置中氣體的物質(zhì)的量操作：塞緊橡膠塞，打開止水夾，推動(dòng)或拉動(dòng)注射器結(jié)論：推動(dòng)注射器之后導(dǎo)管中出現(xiàn)一段液柱，且液面差不改變，拉動(dòng)注射器試管中產(chǎn)生氣泡說(shuō)明氣密性良好四.氣體的收集方法

排水法

H2、CH4、NOO2、N2、C2H2裝置類型示意圖氣體性質(zhì)實(shí)例向上排氣法向下排氣法難溶或微溶于水的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體

H2NH3、

CO2、Cl2HCl、NO2、SO2Cl2可用排飽和食鹽水收集。CO2可用排飽和碳酸氫鈉溶液收集。常見(jiàn)的各種氣體的收集裝置

排液量氣裝置變化裝置標(biāo)準(zhǔn)裝置冷卻至室溫五、氣體的凈化與干燥

1.氣體的凈化與干燥裝置氣體凈化裝置的設(shè)計(jì)原則：

根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)和凈化條件

洗氣瓶進(jìn)氣管應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”干燥管應(yīng)大口方向進(jìn)氣，小口出氣。凈化裝置

cd液體試劑固體試劑固體試劑需加熱

酸、堿性據(jù)氣體的氧化、還原性干燥劑選擇干燥劑狀態(tài)選擇干燥裝置氣體的酸堿性干燥劑的酸堿性保持一致酸性干燥劑（如：濃硫酸、P2O5、硅膠等）不能用來(lái)干燥堿性氣體如NH3

堿性干燥劑(如堿石灰、生石灰、固體NaOH等)不能用來(lái)干燥酸性氣體如Cl2。中性干燥劑（如無(wú)水氯化鈣）不能干燥NH3

。①氣體在被干燥的過(guò)程中不能被減少②不要引入新的雜質(zhì)。2.干燥劑的選擇及使用原則1、選擇原則3、常見(jiàn)干燥劑2、選擇方法有氧化性的干燥劑（如濃硫酸）不能干燥有還原性氣體（如H2S、HI等）。

液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置常見(jiàn)干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體濃硫酸無(wú)水CaCl2堿石灰H2,O2,Cl2NO2,CO2SO2,CH4H2S,NH3

,HBr,HI等還原性除氨氣外的氣體NH3NH3,H2,O2,CO，NO,CH4C2H2C2H4

CO2,SO2,NO2,Cl2,HCl常見(jiàn)干燥劑的使用

1、

燃燒法如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。

2、堿液反應(yīng)法如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。

3、水溶解法如HCl、NH3等。六.尾氣的防污染與安全處理1.尾氣處理：4、氣囊收集法如H2、CO、NO等。2.防倒吸安全裝置（參考三維162頁(yè)）發(fā)生裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置吸收裝置反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件氣體及雜質(zhì)的性質(zhì)氣體的性質(zhì)選擇干燥劑氣體水溶性及密度氣體的毒性選擇吸收劑七.制備氣體裝置的設(shè)計(jì)

1、裝置連接順序:

裝藥品防倒吸防氧化措施儀器拆卸等。檢查氣密性

2、操作順序一般包括：儀器連接

3、氣體的凈化原則：一要分析雜質(zhì)氣體的性質(zhì)

二要分析被凈化氣的性質(zhì)；探究:一器多用①排空氣收集氣體；②排水(或某種溶液)法收集氣體；③與量筒合起來(lái)可測(cè)量氣體的體積