内容正文:
高考总复习·化学[全国统考版]
第3讲 物质的制备实验
复习目标
1.掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)。2.根据化学实验目的和要求,能做到正确选用实验装置。3.掌握控制实验条件的方法等。
考点一 无机物的制备
1.物质制备原则
2.物质制备流程
3.气体发生装置
(1)设计原则:根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。
(2)气体发生装置的基本类型
制取装置
可用来制取的气体
反应原理
(写出离子或化学方程式)
固+固气
O2
NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
固+液气
Cl2
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
HCl
NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
固(块状)+
液―→气
H2
2H++Zn===H2↑+Zn2+
CO2
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
固+液―→气
O2
2H2O22H2O+O2↑
H2
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CO2
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
NH3
NH3·H2O(浓)NH3↑+H2O
Cl2
2KMnO4+16HCl(浓)=== 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
SO2
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
4.气体净化装置
(1)基本类型
装置示意图
①洗气
②固体除杂
③固体除杂
④冷凝除杂
适用范围
试剂与杂质气体反应,与主要气体不反应;装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体
杂质气体被冷却后变为液体,主要气体不变为液体
(2)吸收剂的选择
选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定,一般情况如下:
①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;
②酸性杂质可用碱性物质吸收;
③碱性杂质可用酸性物质吸收;
④水为杂质时,可用干燥剂来吸收;
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
5.尾气处理装置的选择
(1)a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体。
(2)b装置用于收集少量气体。
(3)c、d装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等;其中d装置吸收量少。
(4)e装置用于处理难以吸收的可燃性气体,如H2、CO等。
1.涉气类制备实验的先后顺序
(1)装配仪器时:先下后上,先左后右。
(2)加入试剂时:先固后液。
(3)实验开始时:先检查装置气密性,再加药品,后点酒精灯。
(4)净化气体时:一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气。
(5)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。
(6)防氧化实验:往往是最后停止通气。
2.实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的成分氧气、CO2、水蒸气干扰实验,常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气;有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
②观察气泡,控制气流速度,如图1,可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶2的混合气。
③用长玻璃管平衡气压,如图2,防堵塞。
(3)压送液体
根据装置的密封性,让反应生成气体或消耗气体,产生压强差,将液体压入或倒流入另一反应容器。
(4)温度控制
①控制低温的目的:减少某些反应物或产品分解,如H2O2、NH4HCO3等;减少某些反应物或产品挥发,如盐酸、氨水等;防止某些物质水解,避免副反应发生等。
②采取加热的目的:加快反应速率或使平衡移动,加速溶解等。
③常考温度控制方式
a.水浴加热:均匀加热,反应温度在100 ℃以下。
b.油浴加热:均匀加热,反应温度100~260 ℃。
c.冰水冷却:使某物质液化、降低产物的溶解度;减少其他副反应,提高产品纯度等。
1.(2022·湖北高考)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃),高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是______________。B的进水口为______(填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是______________。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止________________________,还具有搅拌