第3讲常见物质的实验室制法docWord文档下载推荐.docx
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⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
2.气体干燥剂
酸性干燥剂(如:
等)不能用来干燥性气体;
碱性干燥剂(如等)不能用来干燥性气体
有氧化性的干燥剂(如)不能干燥有还原性气体(如等)。
能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用无水CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2·
8NH3).
3、尾气处理装置:
根据多余气体的性质选择,常见的装置有:
三、例题评析
例1、实验室中准备有下面主要仪器:
大试管、带导管的单孔塞、药匙、镊子、水槽、集气瓶、玻璃片、酒精灯、铁架台九种,如果药品选用合理,仪器可以选其中的几种,能制取的气体有 ( )
A.只有氧气 B.只有二氧化碳
C.氢气和二氧化碳 D.氧气、氢气和二氧化碳
例2、化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置,以探究该装置的多功能。
(1)甲同学认为利用装置Ⅱ可直接收集NH3、H2,但不能收集O2,其理由是:
____________
(2)乙同学认为装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器,对装置Ⅱ稍作改进后即可作为O2的收集装置,乙同学对装置Ⅱ的改进方法是:
_________________________,
制O2时在装置Ⅰ中的a中加入________,b仪器中加入____________。
(3)丙同学认为利用装置Ⅰ,可以用两种不同类的方法来收集NO,试简述操作方法:
(4)丁同学认为装置Ⅱ经乙同学改进后只需在装置Ⅱ之后连一尾气吸收装置即可收集SO2气体。
试将吸收SO2的尾气吸收装置画在方框内。
(5)戊同学认为利用装置Ⅰ和装置Ⅲ可进行验证Cl2的氧化性比Br2强的实验,进行此项实验时在装置Ⅰ中的a仪器中加入___________试剂,b仪器中加入________试剂,装置Ⅲ中应加入
_______试剂,根据装置Ⅲ中观察到的_______________________________实验现象即可得出Cl2的氧化性比Br2强的结论。
例3、 某研究小组进行与NH3有关的系列实验。
(1)从下图中挑选所需的仪器,画出制取干燥NH3的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。
固定装置和尾气处理装置不用画),并标明所用试剂
(2)为验证“同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”,该小组同学设计了如右图所示的装置,
图中B管的容积是A管的2倍,活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭(固定装置和尾气处理装置略;
HCl和NH3均不溶于石蜡油,也不与之反应;
装置气密性好)。
①在A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体。
操作是
控制活塞K4、K5,调节C,使B管充满与A管同压的干燥NH3。
②缓慢开启活塞K3,A管中的现象是 。
要达到实验目的,当反应完成并恢复到室温时,B管中预期的现象
是 ;
若观察不到预期现象,主要原因是
。
例4、某校化学兴趣小组为测定混合物组成的质量比,实验过程中所加试剂和操作步骤如下表所示:
实验序号
混合物A
加入适量水得到
加入试剂B
过滤后经洗涤干燥所得固体C
蒸发滤液得到晶体D
称量
Ⅰ
BaCl2
NaCl
溶液
过量CO2
D
A、D
Ⅱ
CaCl2
过量饱和Na2CO3溶液
CaCO3
A、C
Ⅲ
Na2SO4
MgSO4
试回答下列问题:
①实验Ⅰ中D的成分是,通过称量后(填“能”或“不能”)计算
得到A中各组分的质量比。
②实验Ⅱ填写的内容中一定错误的是,其原因是
。
③对实验Ⅲ进行设计,并将相应内容填入Ⅲ中对应的空格内。
四、课堂练习
1、下列物质的制备合理的是---------------------------------------()
①将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤来制备硫化铝;
②将过量的铁与氯气加热反应氯化亚铁;
③在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸
④铜先氧化成氧化铜,再与硫酸反应来制取硫酸铜;
⑤将45mL水加入到盛有5gNaCl的烧杯中,搅拌溶解来配制50g质量分数为5%NaCl
A.④B.②③C.③④D.全部
2、已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。
若用图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是(不考虑①单元装置)()
A.只有④处B.只有②处
C.只有②和③处D.②、③、④处
3、如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是()
A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液褪色
B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛澄清石灰水,则C中溶液会有先变浑浊后又澄清的现象
C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛A1C13溶液,则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D.实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用
c
4、用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是
气体
a
b
A
NO2
浓硝酸
铜片
NaOH溶液
B
SO2
浓硫酸
Cu
酸性KMnO4溶液
C
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
CO2
稀盐酸
5、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。
他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。
下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤:
第一步:
连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:
先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体。
继续向C中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:
过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:
向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4C1晶体析出。
请回答下列问题:
(1)装置的连接顺序是:
(a)接()()接();
(b)接()
(2)A中常选用的固体反应物为;
D中应选用的液体为;
B中发生反应的化学方程式为。
(3)第二步骤中必须先让装置先发生反应。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是,
C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为。
6、右图所示的A、B两支大试管中各盛有等质量的同一种液体,试管
口各系有一个小气球,气球内分别装有等质量的不同固体(纯净物),
实验时将两气球抬起,将其中固体同时倾入试管内,固体全部溶解,同时看到两气球都鼓气胀大,但A试管气球胀大的速度及最终胀大的体积都明显大于B。
若两试管产生同一种气体,试推测A、B中盛放的液体和固体的可能组合,将各组合填入下表,要求各组分产生的气体不能相同。
(可以不填满)
组合编号
A、B中的液体
A中的固体
B中的固体
产生的气体
①
②
③
④
7、
(1)如何检查上述图1装置的气密性?
(2)以下是测量收集到气体体积(上图1)必须包括的几个步骤;
1调整量简内外液面高度使之相同;
②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;
③读取量简内气体的体积。
这三步操作的正确顺序是:
(请填写步骤代号)。
(3)测量收集到气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同?
(4)用一定质量的Zn(分片状和粒状)、浓硫酸、水以及如图2装置制取H2,要保证不漏出H2,应如何操作
如何检查上述装置的气密性?
(5)用上图中图3的装置制取氢气,在塑料隔板上放粗锌粒,漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸,若打开弹簧夹,则酸液由漏斗流下,试管中液面上升与锌粒接触,发生反应。
产生的氢气由支管导出;
若关闭弹簧夹,则试管中液面下降,漏斗中液面上升,酸液与锌粒脱离接触,反应自行停止。
需要时再打开弹簧夹,又可以使氢气发生。
这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。
回答下面问题:
为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?
②这种制气装置在加入反应物前,怎样检查装置的气密性
8、为了在实验室模拟用二氧化氮溶于水生成硝酸,现进行如下实验:
实验一:
制备并收集一试管二氧化氮
(1)实验室常用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮,化学方程式是。
(2)可用右图装置制备并收集一试管二氧化氮,
①在加入药品前,必须进行的操作是
②该装置的缺点是(只填一个缺点既可)
实验二:
尽可能多地使试管中的二氧化氮被水吸收
(3)将装有二氧化氮的试管A倒插入水中(图I),并轻轻晃动试管,观察到的现象是:
反应的化学方程式是 。
(4)从下图中挑选所需的仪器,完成制取O2,并将O2通入到上述实验后的试管A中。
①画出制取O2装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。
固定装置不用画),并标明所用试剂。
②某同学在图II的试管A内通入O2的过程中没有观察到液面上升,而是试管内充满了无色气气体,主要原因是。
9、硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验,某研究性学习小组设计了如下两个实验方案:
因铜不能与稀硫酸直接反应,实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的混合液中,加热使之完全反应,通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。
(1)浓硝酸所起的作用是___________________________________
(2)该反应的原理是(用化学方程式表示)
______________________________________________。
以空气为氧化剂的一步氧化法,将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,其反应原理为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,但反应速率太小,当升高温度到80~90℃,反应仍然缓慢。
如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液,则速率明显加快。
(3)用离子方程式表示速率明显加快的原理
Fe2(SO4)3的作用是__。
(4)得到的混合液用______________调节pH=2~4,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去,且Fe(OH)3可以循环使用。
(5)请根据以上内容,对这两个实验方案进行评价,填下表:
实验一
实验二
主要优点
主要缺点
常见物质的实验室制法(详解)
三、例题评析
例1、D
例2、
(1)H2、NH3的密度比空气小,而O2的密度比空气大。
(2)把装置Ⅱ中的进气导管改为长导管插到试管底部,出气导管管口应与胶塞相平
3%的H2O2溶液、少量的MnO2粉末
(3)排水法收集--广口瓶中盛满水,NO从d管通入
利用排CO2集气法收集--广口瓶中先收集满CO2气体,然后将NO从d管通入。
(4)(5)浓盐酸、KMnO4、NaBr溶液、溶液由无色变橙色
例3、
i.打开K1、K2,从K2处通入干燥的HCl气体,直到K1处有白雾出现,关闭K1、K2。
②生成大量的白烟。
B管中充满石蜡油。
实验时A管中未全部充满干燥HCl气体
例4、①BaCl2和NaCl不能②DD中不仅含有NaCl,还有Na2CO3
③过量NaOH溶液Mg(OH)2Na2SO4(NaOH)A、C
课堂练习
1、C2、D3、BD4、D
5、
(1)装置的连接顺序是:
(a)接(f)(e)接(d);
(b)接(c)
(2)碳酸钙;
饱和碳酸氢钠;
NH3.H2O+CaO==NH3+Ca(OH)2
(3)B
(4)防止倒吸NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
6、
稀盐酸(或稀硫酸)
镁粉
铁粉
H2
NaHCO3
Na2CO3
Na2S
FeS
H2S
稀硝酸
铜粉
NO
7、
(1)将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气。
(2)②①③
(3)慢慢将量筒下降
(4)取下试管A,向其中加入少量水,再沿试管慢慢加入少量浓硫酸,振荡,使液体总体积不超过试管容积的1/3,将试管斜放,把锌片放在试管内壁上,塞紧塞子,慢慢直立,使锌片滑下与稀硫酸接触。
固定A、甲、乙三管,在乙管内注入适量水,将A、甲两管橡皮塞塞紧,上下移乙管,使乙管液面高于甲管液面,,静置片刻后,水面保持不变,说明装置气密性好。
(5)①关闭弹簧夹时,反应产生的气体使试管内液面上的压力增加,所以液面下降。
②塞紧橡皮寨,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,漏斗中与试管中的液面差保持不再变化,说明装置不漏气。
8、
(1)Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)①检查装置的气密性②没有尾气处理装置,过量的NO2逸出后将导致空气污染。
(或:
不能随时控制反应的开始和停止,浪费药品,且过量的NO2逸出后将导致空气污染)
(3)试管内液面上升到约为试管体积的2/3,气体由棕红色变为无色。
3NO2+H2O==2HNO3+NO
H2O2
(4)
②O2通入的速度过快,导致试管内迅速充满了O2。
9、
(1)氧化剂
(2)Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2↑+2H2O
或3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
(3)2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
催化剂
(4)CuCO3或CuO
(5)
实验一
实验二
主要
优点
操作简便
(1)原料充分转化为产品
(2)没有有害气体排放
缺点
(1)可能有有毒气体排放;
(2)硝酸没有转化为产品,不符合绿色化学原理
(1)操作步骤较多
(2)硫酸铜晶体可能不太纯净
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