第十章 第35讲 物质制备型综合实验-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

第35讲　物质制备型综合实验 能根据化学实验的目的和要求,做到设计实验方案,正确选用实验装置,掌握控制实验条件的方法,预测或描述实验现象,分析或处理实验数据得出合理结论,评价或改进实验方案。 　无机物的制备实验探究　　　　 1.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)常见气体发生装置。 制取装置 可用来制取的气体 反应原理 固+固气 O2 2KClO32KCl+3O2↑ NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 固+液气 Cl2 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O HCl 2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑ 固(块状)+液气 H2 2H++ZnH2↑+Zn2+ CO2 CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (3)气体发生装置的创新类型。 ①固体加热制气体装置的创新。 如图1所示,该装置用于加热易熔化的固体物质,这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流,如用草酸晶体受热分解制取CO气体可用此装置。 ②“固(液)+液气体”装置的创新。 如图2装置A的改进优点是能控制反应液的温度;图2装置B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体顺利流下。 ③“块状固体+液体气体”装置的创新。 2.气体的净化(干燥)装置 (1)设计原则:根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。 (2)除杂装置基本类型。 装置示意图 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 (3)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来吸收。 ③碱性杂质可用酸性物质来吸收。 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。 气体净化与干燥的先后顺序 (1)若采用溶液除杂,应该是除杂在前,干燥在后。其原因是气体除杂过程中会从溶液中带出水蒸气,干燥剂可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2,欲制得干燥、纯净的CO2,可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液,除去混入其中的HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。 (2)若采用加热除杂,则一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g),可先将混合气体通过碱石灰,除去CO2和H2O(g),再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管除去O2,即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过灼热的铜网,因气体中混有水蒸气,易使硬质玻璃管炸裂。 3.气体的收集装置 (1)常温下,能与空气中成分反应的气体(如NO)、密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等)都不能采用排空气法收集。 (2)能溶于水但溶解度不大的气体可用排饱和溶液的方法收集,如Cl2可用排饱和食盐水法收集。 4.常见气体的尾气处理装置 (1)某些可燃性有毒气体(如CO),可采用“燃烧式”处理。 (2)装置A适用于溶解度较小的有毒气体,如Cl2、NO2、H2S等。 (3)装置B和C适用于溶解度较大的气体,要防倒吸,如HCl、NH3等。 5.实验条件的控制 (1)排除装置中的杂质气体。 为了防止空气中的氧气、CO2、水蒸气等干扰实验,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,如图甲,可通过观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。 ③平衡气压,如图乙,用长玻璃管平衡气压,防堵塞。 (3)利用压强差控制反应的发生。 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物分解,如H2O2、NH4HCO3等;减少某些反应物或产物挥发,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;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,反应温度为100～260 ℃。 c.冰水冷却:使某物质液化;降低产物的溶解度;减少其他副反应发生,提高产品纯度等。 d.保温:如测定中和热时两烧杯之间填泡沫、真空双层玻璃容器等。 6.制备实验的注意事项 (1)操作顺序问题。 ①装配