第34讲 物质的制备及性质探究类实验 课件 2021届高考化学创新复习(共111张PPT)

5．排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否
与空气反应，如 NO 能被氧气氧化，不能用排空气法收集。
6．常见干燥装置与干见干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性)
可干燥 的气体
H2、OC2H、4C、l2N、2、COSO2、2 CO、HCO2、2、O2C、HC4l、2、NS2O、2、HNH2、3、O2N、2CH4、 HCl
通过 与 O2 混合后 通入 21
灼热
浓硫酸
_N__a_O_H___溶
的 CuO
液
②直接排空气处理 主要是针对无毒、无害气体的处理。如 N2、O2、CO2 等。 ③尾气处理装置
a．在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某 些试剂吸收除去(如图甲)。如 Cl2、NO2 均可通入 22 _N__a_O_H__溶__液___中除去； 对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止 23 倒__吸__(如图乙)。
b．某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(如图丙)，如 CO、H2 可点 燃或通过灼热的 24 _C_u_O___除去。
c．收集法(如图丁)，尾气也可以采用收集的方法，如 CH4、C2H4、 H2、CO 等。
2．物质制备的原则 (1)选择最佳反应途径 ①用铜制取硫酸铜
△ 01 2_C__u_＋___O_2_=__=_=_=_=__2_C_u__O____。 02 _C_u__O__＋__H__2S__O__4=__=_=_C__u_S__O_4_＋__H__2_O__
②酸性杂质用碱性吸收剂，碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。 如 CO(CO2)，可将混合气体通过盛 13 _N__a_O_H__溶__液___的 a 装置，也可用 盛 14 碱__石__灰__的 b 装置或 c 装置或 d 装置来除去杂质。 ③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质， 可用还原性较强的物质来吸收。例如 CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热 15 _C__u_O__的 e 装置来除去杂质。 ④选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸 收剂来除去杂质。如 O2(H2S)，可将混合气体通过盛有 16 _C__u_S_O__4 _溶液的 a 装置除去杂质。
基础自测
1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。 (1)用大理石与稀硫酸反应可快速制取 CO2。( × )
错因：CaCO3 与 H2SO4 反应，生成的 CaSO4 微溶于水，附着在 CaCO3 表面阻止反应进行。
(2)分别加热 Na2CO3 和 NaHCO3 固体，试管内壁都有水珠，说明两种 物质均受热分解。( × )
＋
4
③暂
时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳
定 ④使溶解在水中的CO2全部逸出，便于吸收完全 ⑤1－188a4a ⑥1
答案
1．制备实验方案设计的基本思路
2．有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路
3．气体除杂的一般思路 气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法： ①看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有 HCl 气体杂质；②看气 体是否完全反应，如用 CO2 与 Na2O2 反应制取的氧气中应含有 CO2 杂质； ③看反应实质，如 C 和浓硫酸加热制取的 SO2 中一定含有 CO2；④看是否 有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。 4．制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气， 用高锰酸钾分解，选固—固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解， 选择固—液不加热装置。
错因：Na2CO3 受热不分解。 (3)可以用加热分解 NH4Cl、NH4HCO3 等铵盐快速制 NH3。( × ) 错因：NH4Cl 受热分解生成的 NH3 与 HCl，一离开受热部位就又化合 生成 NH4Cl 固体。
(4)启普发生器可用于制备 H2、CO2、O2、C2H4 等气体。( × ) 错因：启普发生器不能制 O2 和 C2H4。
解析
△ [答案] (1)①生石灰或氢氧化钠 ②2NH3＋3CuO ===== N2＋3H2O＋
3Cu ③d e c b f(d、e可颠倒) ④Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋
2NH3↑
(2)①500 mL容量瓶
②Mg2＋＋HCO
－
3
＋NH3·H2O＋(n－1)H2O===MgCO3·nH2O↓＋NH
7．若制备的物质(如 FeCl3、AlCl3 等)易潮解时，不要忽视空气中水蒸 气的影响，应在制备装置后连接一个干燥装置。
1．(2019·百师联盟高三调研)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实 验流程如下：
下列有关说法正确的是( )
②物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究 Fe3＋的氧化性强于 I2 时，可利用 FeCl3 与 KI-淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明。
③同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非 金属性的强弱实验来完成，如通过 Mg、Al 与同浓度盐酸反应产生 H2 的快 慢来说明 Mg 的活泼性强于 Al。
(5)
气体由 A 通入时，可用于收集 NO、NO2 气体，气体由 B
通入时，可用于收集 H2、NH3、CH4 等气体。( × )
错因：NO 不能用排空气法收集。 (6)加热盛有 NH4Cl 固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝 结，则 NH4Cl 固体可以升华。( × ) 错因：先发生分解反应，后发生化合反应。
解析
重难突破
考点一 常见物质的制备
[解析] (1)①浓氨水和生石灰(或 NaOH 固体)混合放热，使氨水分解生 成 NH3。 ②NH3 具有还原性，能将 CuO 还原，生成物之一为空气的主要成分 N2。 ③根据实验目的和题中所给装置可知，按照气流的方向从左向右连接装置 的顺序为：a 接 d，e 接 c，b 接 f。 ④如果没有装有无水 CaCl2 的装置，Mg3N2 可与水反应生成 Mg(OH)2 和 NH3。 (2)①配制 500 mL 0.5 mol·L－1 MgSO4 溶液时，除提供的仪器外，还需要 500 mL 容量瓶。
解析
⑤实验测得 1.000 g MgCO3 晶须产生 CO2 的平均物质的量为 a mol，依据碳 元素守恒可知，晶须中 MgCO3 的物质的量为 a mol，根据 MgCO3·nH2O 中 MgCO3 和结晶水的物质的量之比为 1∶n，得到 1∶n＝a∶1.0001－8 84a，得 到 n＝1－188a4a。 ⑥由图 3 知 400 ℃时剩余固体质量为 82.3 g，这是该晶须失去结晶水后的质 量，则有 100×181n8＋n84＝100－82.3，解得 n≈1。
Na2SO3 Cu
NH3
H2O
NO2
H2O
SO2 NaOH 溶液
NO NaOH 溶液
答案
解析 氨气的密度比空气小，不能用向上排空气方法收集，C 装置中 应短进长出，A 错误；NO2 若用水吸收，会发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3 ＋NO，产生的 NO 仍然会污染空气，B 错误；浓硫酸与 Na2SO3 发生复分 解反应，产生 Na2SO4、H2O、SO2，SO2 密度比空气大，可以用向上排空气 方法收集，SO2 是大气污染物，可以用 NaOH 溶液吸收，从而达到环境保 护的目的，为防止倒吸，安装了倒扣漏斗，C 正确；NO 与空气中的氧气会 发生反应，所以不能用排空气方法收集，D 错误。
2．(2019·广东汕头高三期末)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处 理装置如图所示(夹持和净化装置省略)。仅用以下实验装置和表中提供的物 质完成相关实验，最合理的选项是( )
c 中收集
选项 a 中的液体 b 中的物质
d 中的液体
的气体
A 浓氨水 B 浓硝酸 C 浓硫酸 D 稀硝酸
碱石灰 Cu
(3)选择适宜操作方法 如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与 12 氧__气__、 13 水__反应生成 14 氢__氧__化__铁__，要注意隔绝 15 空__气__。其方法是：①亚铁盐需
新制(用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液)；②将所用氢氧化钠溶液 16 煮__沸__以赶尽溶于其中的空气(O2)；③使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将 滴管 17 伸__至__亚__铁__盐__溶__液__的__液__面__以__下__， 18 慢__慢__挤压乳胶头使氢氧化钠与亚 铁盐接触；④还可在亚铁盐溶液上加一层 19 苯__或 20 植__物__油__，尽量减少与 21 空__气__的接触。
③设计验证方案 提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方 案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键是试剂的选择和实验条件 的控制。 ④观察实验现象，得出结论 根据设计的实验方案和观察到的实验现象进行推理分析或计算分析， 从而得出结论。 (2)实验探究的主要角度 ①物质氧化性、还原性的判断。如探究 SO2 具有还原性的方法是将气 体通入酸性 KMnO4 溶液中，通过 KMnO4 溶液是否褪色来说明。
④电解质强弱的判断。如探究一元酸 HA 是弱酸的方法是常温下配制 NaA 的溶液，测 pH，若 pH＞7，则说明 HA 为弱酸。
⑤物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对 强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将 CO2 气体通入 Na2SiO3 溶液，看是 否有白色沉淀生成来判断。
⑥钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与 空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气 压变化等角度设计实验，找出规律。
(4)尾气的处理 ①转化处理
对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无
害的气体，再排放到空气中。实验室中常见气体的处理方法如下表：
Cl2 SO2 NO2
H2S
HCl
18 _C_u__S_O_4_
17 _N__a_O_H___溶液 溶液或
19
水__
NaOH 溶液
NH3
CO
NO
20 水__或
第34讲 物质的制备及性质探究 类实验
第十一章 化学实验
故知重温
1.气体的制备 (1)常见气体制备的发生装置
(2)常见气体的收集方法
(3)气体净化的装置与方法
①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。 如 H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混 合气体通过盛水的 a 装置来除去杂质气体。
(2)选择最佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用 05 _氨__水_，而 不能选用 06 强__碱__溶液(氢氧化铝可溶解在 07 强__碱__溶液中)，制取氢氧化铝 的离子方程式： 08 _A_l_3_＋_＋__3_N__H__3_·H__2_O__=_=_=_A__l_(_O_H__)_3_↓__＋__3__N_H__＋ 4__；用铜盐与碱 溶液反应制取氢氧化铜，应选用 09 氢__氧__化__钠__溶液，而不能选用 10 氨__水__(氢 氧化铜可溶解在 11 氨__水__中)等。
②用铜制取硝酸铜
03
△ _2_C_u_＋__O__2_=_=_=_=_=_2_C_u__O_、 04
_C__u_O__＋__2_H__N__O__3=__=_=_C__u_(_N__O__3)_2_＋__H__2_O_____
③用铝制取氢氧化铝
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4 当 n(Al3＋)∶n(AlO－2 )＝1∶3 时，Al(OH)3 产率最高。
3．性质实验探究 (1)探究性实验设计的一般步骤 ①提出问题 要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思 考提出值得探究的问题。此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提 出问题的重要契机。 ②提出猜想 所谓猜想就是根据已有知识对问题提出几种可能的情况。有些问题， 结论有多种可能(即猜想)，只能通过实验进行验证。