内容正文:
第三节 物质的制备
课程标准
核心素养(教师用书独具)
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;掌握控制实验条件的方法等
3.掌握常见物质的检验、分离和提纯的方法
1.宏观辨识与微观探析:能根据实验现象辨识物质及其反应,能运用化学符号描述常见简单物质及其变化
2.证据推理与模型认知:能从宏观和微观结合上收集证据,能依据证据从不同视角分析问题,提出合理的结论
3.科学探究与创新意识:对实验现象作出解释,发现和提出需要进一步研究的问题
4.科学态度与社会责任:能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题
考点一 物质的制备
一、常见气体物质的制备
1.常见气体制备的反应原理
(1)O2:2KClO32KCl+3O2↑
或2H2O22H2O+O2↑;
(2)H2:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;
(3)NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(4)CO2:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑;
(5)Cl2:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(6)SO2:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
(7)NO:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
2.常见气体制备的发生装置
选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型,具体如表中所示:
反应装置类型
反应装置图
适用气体
操作注意事项
固、固
加热型
O2、NH3等
①试管要干燥 ②试管口略低于试管底 ③加热时先 预热 再固定加热 ④用KMnO4制取O2时,需在管口处塞一小团棉花
固、液
加热型或
液、液
加热型
Cl2等
①加热烧瓶时要 垫石棉网 ②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片
固、液
不加
热型
O2、H2、
CO2、SO2、
NO、NO2等
①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下 ②启普发生器只适用于 块状固体和液体 反应,且气体不溶于水 ③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速和用量
二、有机物的制备
1.有机物制备实验题的解题模板
(1)分析制备流程
(2)熟悉重要仪器
①反应装置
②蒸馏装置
(3)找准答题思路
根据题给信息,初步判定物质性质
有机物制备中一般会给出相应的信息,通常会以表格的形式给出,表格中的数据主要是有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性,在分析这些数据时要多进行横向和纵向比较,密度主要是与水比较,沸点主要是表中各物质的比较,溶解性主要是判断溶还是不溶。主要是根据这些数据选择分离、提纯的方法
注意仪器名称和作用
所给的装置图中有一些不常见的仪器,要明确这些仪器的作用,特别是无机制备实验中不常见的三颈圆底烧瓶、球形冷凝管等
关注有机反应条件
大多数有机反应副反应较多,且为可逆反应,因此设计有机物制备实验方案时,要注意控制反应条件,尽可能选择步骤少、副产物少的反应;由于副产物多,所以需要进行除杂、净化。另外,若为两种有机物参加的可逆反应,应考虑多加一些价廉的有机物,以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率
2.解决有机实验的几个关键点
(1)识别常见实验仪器:蒸馏烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直形冷凝管(冷凝作用)、球形冷凝管(冷凝回流)。
(2)熟悉常见的有机干燥剂:无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钙、无水碳酸钾等。
(3)了解常见的制备装置:回流装置、滴加蒸出装置。
(4)了解有机反应的特点:副反应多。根据题目中的信息确定在该条件下的主要副反应,以便明确主要杂质,了解分离提纯的目的。
3.有机物制备与提纯的思维流程
三、无机物的制备
1.物质制备类试题的考查方式
制备原理
如试纸与仪器的使用、实验现象的描述、反应原理等
实验的基本操作
如气密性检查、物质的分离提纯方法、沉淀洗涤、物质检验等
探究实验设计
如设计实验进行酸性强弱的判断、不同方案的评价等
绿色化学
如尾气的处理、循环利用等
计算
如计算原料投料比、产品纯度、产率等
2.物质制备的三大原则
(1)选择最佳反应途径:如用铝制取氢氧化铝
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)=1∶3时氢氧化铝的产率最高。
(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,应选用氨水,而不能选用强碱氢氧化钠溶液;用铜盐溶液与碱溶液反应制