2014高考化學(xué) 考點(diǎn)復(fù)習(xí)講析（51）物質(zhì)的制備

2014高考化學(xué)考點(diǎn)復(fù)習(xí)講析考點(diǎn)51 物質(zhì)的制備考點(diǎn)聚焦1能結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)，選擇物質(zhì)制備的反應(yīng)原理。2根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件等，靈活選用氣體的發(fā)生裝置。3能對(duì)所制得的氣體進(jìn)行凈化、干燥，對(duì)有毒氣體進(jìn)行尾氣處理。知識(shí)梳理制備一種物質(zhì)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的組成來(lái)確定來(lái)確定原料及反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑，選擇合適的儀器和裝置，最后，根據(jù)生成物的性質(zhì) 將產(chǎn)品分離提純出來(lái)。整個(gè)過(guò)程如下圖所示 ：設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑選擇原料目標(biāo)產(chǎn)品分離提純產(chǎn)品 控制反應(yīng)條件在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要優(yōu)化上述流程中的每一個(gè)具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是：原料廉價(jià)，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡(jiǎn)單，分離方便。一氣體發(fā)生原理實(shí)驗(yàn)室制備各種氣體應(yīng)以實(shí)驗(yàn)室常用藥品為原料，以安全、方便、經(jīng)濟(jì)為原則。同時(shí)在選擇氣體制備原理時(shí)，還應(yīng)考慮使用該原理制取氣體的裝置要簡(jiǎn)單，所制得的氣體要純凈。請(qǐng)你寫(xiě)出中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制取下列 9 種氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式：序號(hào)氣體反應(yīng)原理序號(hào)氣體反應(yīng)原理1O26NO2H27NO23CO28C2H44Cl29C2H25NH3二、氣體發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)室典型的氣體發(fā)生裝置有三大類(lèi)：1氣體發(fā)生裝置的選擇要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來(lái)決定。（1）選擇 A 裝置時(shí)，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。（2）選擇 B 中的 裝置時(shí)，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 ；選擇 B 中的 裝置時(shí)，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。（3）選擇 C 中的 裝置時(shí)，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 ；選擇 C 中的 裝置時(shí)，反應(yīng)物應(yīng)是 ，反應(yīng)條件是 。2實(shí)驗(yàn)室制取氣體的典型裝置有時(shí)候還要根據(jù)具體情況加以選擇或改進(jìn)。（1）制取乙炔氣體時(shí)，由于反應(yīng)劇烈，且產(chǎn)生大量泡沫，故應(yīng)在選擇 B 中的 裝置時(shí)，應(yīng)在試管內(nèi)的導(dǎo)管口 ，也可將試管換成 。（2）加熱液體混合物制取氣體時(shí)，應(yīng)在圓底燒瓶中加入少量 ，目的是 ；若制取少量氣體時(shí)，則應(yīng) 。（3）右圖是目前市售的小型簡(jiǎn)易氣體發(fā)生裝置，該裝置的功能與上圖中 相同；若制取少量這類(lèi)氣體（無(wú)須加熱）時(shí)，還可用右這種最簡(jiǎn)易的裝置，該裝置的缺點(diǎn)是 。三氣體的收集方法氣體的收集裝置通常分為排水集氣法、向上排空氣法和向下排空氣法三種：1凡是 的氣體都可以用排水法收集。用排水法集氣時(shí)，盛滿水的集氣瓶應(yīng) 在水槽里，收集滿氣體后，應(yīng)在水下用 蓋嚴(yán)，用此法收集得到的氣體純度 。2排空氣法收集氣體適用收集氣體的密度與空氣相差 ，且常溫下不與空氣反應(yīng)的氣體。收集有毒氣體時(shí)，應(yīng)增加 裝置，如收集氯氣時(shí)，應(yīng)用 吸收。3已經(jīng)集滿比空氣輕的氣體的集氣瓶，放置時(shí)瓶口向 ；反之，已經(jīng)集滿比空氣重的氣體的集氣瓶，放置時(shí)瓶口向 。四氣體的凈化與干燥要根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)條件來(lái)分析可能含有的雜質(zhì)，再根據(jù)主要成分與雜質(zhì)性質(zhì)上的差異選擇除雜方案。一般凈化氣體時(shí),除去水蒸氣的干燥裝置放在最后。用作干燥劑的物質(zhì)須具備兩個(gè)條件：一是本身要具有很強(qiáng)的吸水性，二是不能與被干燥的氣體發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室常用的干燥劑可劃為三類(lèi)： 濃硫酸 禁用于堿性和還原性物質(zhì)如NH3 HI HBr H2S 酸性干燥劑 五氧化二磷 禁用于堿性物質(zhì),如NH3 中性干燥劑 無(wú)水氯化鈣 禁用于NH3和酒精 固體CaO堿性干燥劑 禁用于酸性物質(zhì)如HCl、Cl2、CO2 堿石灰(NaOH+CaO) 常見(jiàn)氣體的干燥裝置有兩種：洗氣瓶：可裝液體干燥劑，如濃硫酸；干燥管：可裝固體干燥劑氣體洗滌裝置液體洗滌劑固體洗滌劑五、尾氣吸收處理裝置有三種：用倒扣漏斗-極易溶于水的氣體；玻璃管-能溶于水或溶于溶液的氣體的吸收(如用NaOH溶液吸收Cl2)；點(diǎn)燃法-處理CO。六、典型物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室制備（1）選擇最佳反應(yīng)途徑：如用銅制硝酸銅： 。用鋁制氫氧化鋁： 。（2） 選擇最佳原料：如用氯化鋁溶液制氫氧化鋁： 。用可溶性銅鹽制氫氧化銅： 。（3）選擇適宜操作方法：如制氫氧化亞鐵： 。（4） 選擇適宜收集分離方法：如制乙酸乙酯： 。制溴苯： 。試題枚舉【例1】（05年江蘇20）硫酸亞鐵（FeSO47H2O）是一種重要的食品和飼料添加劑。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)由廢鐵屑制備FeSO47H2O晶體： 將5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，用傾析法除去Na2CO3溶液，然后將廢鐵屑用水洗23遍； 向洗滌過(guò)的廢鐵屑中加入過(guò)量的稀硫酸，控制溫度在5080之間至鐵屑耗盡； 趁熱過(guò)濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶； 待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌23次，再用濾紙吸干晶體； 將制得的FeSO47H2O晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)步驟的目的是 ，加熱的作用是 。（2）實(shí)驗(yàn)步驟明顯不合理，理由是 。（3）實(shí)驗(yàn)步驟中用少量冰水洗滌晶體，其目的是 。解析 本題是以高三教材實(shí)驗(yàn)制取硫酸亞鐵為載體變形與創(chuàng)新設(shè)設(shè)的實(shí)驗(yàn)綜合題。涉及到鹽類(lèi)的水解，物質(zhì)的溶解、結(jié)晶等知識(shí)，該題涉及知識(shí)面廣，能力要求較高，屬較難題。答案(1)除去油污;升高溫度，溶液堿性增強(qiáng)，去油污能力增強(qiáng)。(2)應(yīng)該鐵屑過(guò)量（或反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余），否則溶液中可能有Fe3+存在， (3)洗滌除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，用冰水洗滌,可降低洗滌過(guò)程中FeSO4·7H2O的損耗【例2】右圖裝置可用于（ ）A加熱無(wú)水醋酸鈉和堿石灰混合物，制取甲烷B加熱硝酸鉛制取二氧化氮C加熱氯酸鉀和少量二氧化錳，制取氧氣D加熱氯化銨和消石灰混合物，制取氨氣解析 該裝置用于加熱固體反應(yīng)物制取難溶于水的氣體，AD各選項(xiàng)中，反應(yīng)物均為固體，但氨氣易溶于水，二氧化氮與水反應(yīng)。只有甲烷和氧氣可以用排水集氣法收集。答案 AC【例3】實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)涉及到以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟：a.把燒瓶固定在鐵架臺(tái)上，在燒瓶上裝好分液漏斗并連接好導(dǎo)氣管；b.用藥匙把少量MnO2粉末放入燒瓶中，再向分液漏斗中加入濃鹽酸，并把導(dǎo)氣管插入集氣瓶中，同時(shí)連接好吸收多余氯氣的尾氣吸收裝置；c.把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈高度固定好鐵圈，放好石棉網(wǎng)；d.用分液漏斗向燒瓶?jī)?nèi)注入濃鹽酸，再點(diǎn)燃酒精燈，緩緩加熱；e.檢查裝置氣密性。以上步驟先后排列的正確順序是，實(shí)驗(yàn)室制得的 Cl2 中?；煊?HCl氣體和水蒸氣，應(yīng)將該 Cl2 依次通過(guò)盛有 、 的洗氣瓶。解析 一般地，實(shí)驗(yàn)室制取氣體的正確的操作順序是：首先按“由下往上，從左到右”的原則搭建氣體發(fā)生裝置，然后檢查裝置的氣密性，最后加藥品、制取氣體。HCl 氣體極易溶于水，故可用水將它除去；為降低 Cl2 在水中的溶解度，常用飽和食鹽水代替水。能干燥 HCl 氣體的干燥劑很多，如濃硫酸、無(wú)水氯化鈣、五氧化二磷等，但盛放在洗氣瓶中的只有濃硫酸。答案 c a e b d 水（或飽和食鹽水） 濃硫酸。- 5 -