高三化学复习专题化学实验突破点物质的制备Word下载.docx
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提炼2 常见有机物的制备
仪器装置
制备物质
反应物
溴苯
苯与液溴(FeBr3为催化剂)
乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸
提炼3 常见固体的制备
CuCl2、FeCl3
Cu、Fe与Cl2
CuO、Fe3O4
Cu、Fe与O2
Mg3N2
Mg与N2
回访1 判断正误(正确打“√”,错误打“×
”)
(1)(2016·
全国甲卷)由MgCl2溶液制备无水MgCl2:
将MgCl2溶液加热蒸干。
( )
(2)(2016·
全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉和稀硝酸反应产生的NO。
(3)(2016·
全国丙卷)排水法收集KMnO4分解产生的O2:
先熄灭酒精灯,后移出导管。
(4)(2016·
全国丙卷)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2:
气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水。
[解析]
(1)MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑;
(2)不能用排空法收集NO:
2NO+O2===2NO2;
(3)为防止倒吸,应先移出导管,再熄灭酒精灯;
(4)所得Cl2中混有H2O。
[答案]
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
回访2 (2016·
全国乙卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的__________________________,
反应的化学方程式为_____________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:
发生装置→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。
在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中
①Y管中
________
②反应的化学方程式
__________________________________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③___________________________________________________________
④_______________________________________________________________
[解析]
(1)①图中给出了两种气体制备装置,一种是固固加热制气装置,一种是固液加热制气装置。
如果选择A装置制取氨气,则反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
如果选择B装置制取氨气,则反应的化学方程式为NH3·
H2ONH3↑+H2O。
②欲收集一瓶干燥的氨气,首先要除去杂质,制备氨气的杂质只有水蒸气,由于氨气溶于水显碱性,因此要选用碱石灰作干燥剂,干燥管的进出口方向为粗进细出,因此先接d后接c;
其次要收集氨气,由于氨气的密度小于空气,要从短管进气,因此先接f再接e;
最后要进行尾气处理,由于氨气极易溶于水,因此可以选择水吸收尾气,还要注意防倒吸,所以接i。
(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”,结合实验条件可知反应为8NH3+6NO27N2+12H2O,NO2为红棕色气体,发生反应后变成无色气体,因此现象为红棕色气体逐渐变浅。
反应后气体分子数减少,Y管中的压强小于外压,因此产生倒吸现象。
[答案]
(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·
H2ONH3↑+H2O) ②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅
②8NH3+6NO27N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
回访3 (2016·
全国丙卷)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是______________________________________。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于________。
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是________(填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
CaCO3滤液白色结晶
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是_________________________。
(4)步骤③中反应的化学方程式为____________________________________,
该反应需要在冰浴下进行,原因是_______________________________。
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是______________________________________________________________。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:
将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是_______________________,
产品的缺点是________。
[解析]
(1)石灰石中含少量铁的氧化物,加入盐酸后生成CaCl2及铁的氯化物,加入双氧水可将Fe2+氧化成Fe3+,加入氨水的目的是中和剩余盐酸,调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,再通过过滤除去杂质。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。
(2)过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”,图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁,a错误;
过滤时,玻璃棒用作引流,b正确;
将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止存在气泡,c正确;
滤纸边缘要低于漏斗边缘,液面要低于滤纸边缘,d错误;
用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动,容易使滤纸破损,e错误。
(3)步骤②中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,该固体为CaCO3,溶液中含有CaCl2,由于溶解了生成的CO2,溶液呈弱酸性。
将溶液煮沸,可排出溶解的CO2,防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。
(4)滤液中含有CaCl2,加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应,经过滤得到白色晶体(CaO2),结合元素守恒推知步骤③中反应还生成NH4Cl和H2O,化学方程式为CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2+6H2O===CaO2·
8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O。
H2O2不稳定,受热易分解生成H2O和O2,故该反应在冰浴条件下进行,其目的是防止H2O2受热分解。
(5)过氧化钙微溶于水,能溶于酸,白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。
(6)将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
与第一种方法相比,其优点是工艺简单、操作方便;
产品的缺点是纯度较低。
[答案]
(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离
(2)ade (3)酸 除去溶液中的CO2 (4)CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O 温度过高时双氧水易分解 (5)去除结晶表面水分 (6)工艺简单、操作方便 纯度较低
[题型分析] 物质制备型实验题主要考查常见气体(Cl2、NH3、H2、CO2、SO2、NO、NO2等)和一些简单化合物的制备原理。
装置和操作方法、除杂、分离和提纯的方法,有向绿色化、综合化、探究化等方向发展。
[典型例题] 三氯化铁是一种高效、廉价的净水剂,为红棕色固体,易潮解生成FeCl3·
nH2O。
实验室用如下装置(部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。
(1)按气流方向仪器接口的连接顺序为a→________→________→________→________→b→c→________→________。
(2)实验前检查装置气密性的方法是_____________________________。
(3)装置D的作用是____________________________;
装置E中的试剂X是________,其作用是_________________。
(4)用无水氯化铁固体配制氯化铁溶液的操作是_____________________。
[解题指导] 明确实验目的→设计实验方案→组装仪器装置→气密性检查→装入药品→主体实验→实验完毕拆卸仪器。
[解析]
(1)用MnO2和浓盐酸反应制得的氯气中混有HCl和水蒸气,需要经过净化才可进行下一步反应;
实验后剩余的气体要用碱石灰吸收。
(2)该装置比较复杂,可通过微热法检查装置气密性。
(3)装置A是Cl2的制备装置,装置B是Cl2与Fe反应的实验装置,装置C可吸收Cl2中的水蒸气,装置D可吸收未反应的Cl2,同时防止空气中的水蒸气进入装置B使FeCl3潮解,装置E中盛饱和食盐水可吸收Cl2中的HCl气体。
(4)氯化铁易水解,要得到氯化铁溶液,应将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中,以抑制氯化铁的水解。
[答案]
(1)h i d e f g
(2)打开a处止水夹,用酒精灯微热圆底烧瓶,装置E和C中有气泡产生;
移开酒精灯后,C、E装置的导管内液面上升形成一段水柱
(3)吸收未反应的Cl2,同时防止空气中的水蒸气进入装置B 饱和食盐水 吸收Cl2中的HCl气体
(4)将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中
1.实验室制备气体时试剂的选择原则:
①方便、经济、安全原则,尽量做到减少废气的排放;
②反应速率要易于控制,便于气体的收集和检验;
③试剂发生反应制得的气体要唯一。
2.仪器的连接顺序。
①装置顺序:
制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→除尾气装置。
②组装顺序:
由下向上,由左及右,先塞后定。
③操作顺序:
装配仪器→检查气密性→加入药品(先固后液)。
[针对训练]
1.(2016·
天津调研)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—e—d
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- 关 键 词:
- 化学 复习 专题 实验 突破点 物质 制备