2026届高三化学一轮复习课件 第46.2讲　无机物的制备

第十一单元 化学实验综合 第46-2讲 无机物的制备 衡阳市八中高三化学备课组 从高从严 · 求真求美 2025届高三化学一轮复习 复习目标 1.掌握无机物制备型实验方案设计的思路。 2.掌握解答无机物制备型实验综合题的思维模型。 真题引入 分别称取 和 粉置于100mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： （2024·湖南卷）亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备 的反应原理如下： 实验步骤如下： 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 真题引入 （3）装置Ⅰ中反应完全的现象是_______________________________； （4）装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是_______________________________； （1）下列与实验有关的图标表示排风的是_____________(填标号)； （2）装置Ⅰ中仪器M的名称为______________； （5） 不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是___________________________________________; （6）为了使母液中的 结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是_______________(填标号)； A．水 B．乙醇 C．乙醚 （7）合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32g，则总收率为_______(用百分数表示，保留一位小数)。 实验安全 仪器识别 现象分析 实验操作目的 分离提纯操作目的 试剂选择 产率计算 模型建构 思考1：物质制备实验的设计思路是什么？ 明确 制备物质 思考 制备原理 控制 实验条件 选择和组装 实验仪器 制备 实验操作 分离提纯 产品 产品的检验、 产率或纯度计算 注意防副反应 模型建构 思考2：完成【2024湖南高考题】并归纳物质制备实验题的解题模型 物质制备型综合实验题解题模型 认真审题 抓关键词 (题干信息、仪器、试剂、操作、设问等) 明确 实验目的、制备原理 关联所学 类比迁移 (教材原型、典型问题答题模板等) 围绕目的、原理思考： 实验条件控制、仪器连接、特殊仪器用途、装置作用、试剂目的、操作要点、产品分离提纯方法、实验方案(或装置)优劣评价…… 规范答题 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左上T2,改编】 ——防水解 溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂,易潮解变质,800 ℃以上可升华,高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，回答下列问题： (1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式： ___________________________________ (磷酸过量)，该反应中体现的制酸原理是__________________________________。 难挥发性酸制取易挥发性酸 (或高沸点酸制取低沸点酸) 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左上T2,改编】 ——防水解 溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂,易潮解变质,800 ℃以上可升华,高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，回答下列问题： (2)如图装置中，X、Y分别盛装的试剂依次是______(填字母)。 A.氯化钙、碱石灰 B.碱石灰、氯化钙 C.氯化钙、硫酸铜 D.氢氧化钠、硫酸铜 A 前防水装置 后防水装置 尾气处理装置 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左上T2,改编】 ——防水解 溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂,易潮解变质,800 ℃以上可升华,高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，回答下列问题： (3)实验结束后，关闭热源，仍需要通入一段时间N2，其目的是_______________________________ _____________________________________________。 将装置中的HBr全部排到干燥管Y中，被碱石灰完全吸收，避免拆卸装置时污染环境 氯化钙 碱石灰 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左上T2,改编】 ——防水解 溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂,易潮解变质,800 ℃以上可升华,高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，回答下列问题： (4)若用浓硫酸代替浓磷酸，则对产品的纯度_____ (填“有”或“没有”)影响，理由是__________。 无 氯化钙 碱石灰 浓硫酸与溴化钠反应会产生SO2和Br2，SO2不与铁反应，Br2和铁反应生成FeBr3，但FeBr3在高温下又分解为FeBr2和Br2蒸气 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左中T1，改编】 ——防水解 硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂电池的电解质材料,某化学兴趣小组选择下列实验装置制备硫化锂。已知:粗锌中含少量Cu和FeS;Li2S易潮解、易水解,在加热条件下易被氧化。回答下列问题： (1)各装置的作用？ 甲：制取H2 乙：除去H2中的H2S气体杂质 丙：除去H2中的H2O 丁：H2与Li2SO4反应制备Li2S 戊：防止空气中的水蒸气和O2进入装置丁而使Li2S水解和被氧化 模型建构 实验条件控制 【听课手册P318,左中T1，改编】 ——防水解 硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂电池的电解质材料,某化学兴趣小组选择下列实验装置制备硫化锂。已知:粗锌中含少量Cu和FeS;Li2S易潮解、易水解,在加热条件下易被氧化。回答下列问题： (2)实验过程中，应先打开K一段时间后，再点燃酒精灯，原因是___________。 利用产生的H2排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸，同时也可防止反应生成的Li2S发生水解和被O2氧化 模型建构 思维模型 XX物质易水解 易水解 物质的 保护 信息 措施 装置前后都需要用干燥剂干燥 前方干燥剂： 除去原料气 中的水蒸气 后方干燥剂： 防止空气中的水蒸气进入 前挡后堵防水解 模型建构 思维模型 排气或 鼓气目的 实验前 实验中 实验后 实验前通入制备气体或惰气如N2排出装置中的空气，防止空气中O2、CO2、H2O等对实验的影响，目的是防爆炸、防氧化或防水解等。 鼓入某气，目的是为了将反应中产生的气体，全部转入后续装置并完全吸收。 鼓入某气，目的是为了将反应中产生的有害气体(如Cl2,SO2等)，全部转入尾气吸收装置完全吸收,消除拆卸装置时可能造成的污染. 鼓入“难溶”气体“稀释”溶解度较大的气体，防止吸收该气体时产生倒吸。 鼓入“某气”气体“稀释”浓度较大时易爆的气体（ClO2），防止产品爆炸。 1.Cl2等带颜色的气体： 2.H2等易燃气体： 3.CO2等： 4.N2等： 先熄灯，冷却产品后停止通气，目的是防倒吸 证明空气已排尽的方法 整套装置内充满黄绿色气体 收集末端气体验纯 末端通入澄清石灰水中，产生白色沉淀 一段时间后，导气管末端出现连续稳定的气泡 模型建构 实验条件控制 ——防氧化 容易氧化物质的保护 …… 信息 与气体有关的实验,实验前需排除空气中的氧气,如鼓入还原气(H2)排出,用N2或CO2排出. 实验后,需要设置隔离装置,防止空气中的氧气把产物氧化. 措施 XX物质易被氧化 由于产品容易发生氧化反应，制备时采取措施防止氧化。如制备醋酸亚铬，氢氧化亚铁等。 ①配制溶液的蒸馏水煮沸并快速冷却，驱除氧气。 ②金属与酸反应生成氢气排出空气，创造还原性氛围； ③用氮气等排出空气，创造非氧化性气氛； ④用苯或植物油等覆盖溶液表面隔绝空气； ⑤用VC，NaHSO3，SO2、没食子酸，铁粉，FeSO4溶液，Na2S2O4等还原剂吸收氧气或将氧化产物还原。 模型建构 实验条件控制 ——防氧化 17 模型建构 实验条件控制 b中氯气与热浓碱发生歧化： c中氯气与冷稀碱发生歧化： 【重温经典】(2020全国III卷·节选) 较高温度/浓KOH溶液生成KClO3 较低温度/稀NaOH溶液生成NaClO b中采用的加热方式是　　　　　　。 b.c中化学反应离子方程式是　　　　, 采用冰水浴冷却的目的是　　 　　　　。 避免生成NaClO3 水浴加热　 制备NaClO 制备KClO3 温度不同，产物不同； 浓度不同，产物不同。　 ——温度控制 Cl2+2OH-==ClO—+Cl—+H2O 1 1 3Cl2+6OH-==ClO3—+5Cl—+3H2O 1 5 模型建构 实验条件控制 【重温经典】(2021全国乙卷·节选) ——温度控制 通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)： 滴液漏斗 球形冷凝管 三颈烧瓶 Ⅰ.将浓硫酸、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。 Ⅱ.转至油浴中,35 ℃搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98 ℃并保持1小时。 Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。 Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。 Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。 Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。 强氧化剂 (2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴, 原因是 　 　　 　　　　　　。  (3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是　 。  反应放热，防止反应过快 减慢速率 便于控制温度,因为98 ℃已接近水的沸点 接近100 ℃时，采用油浴! 模型建构 实验条件控制 【重温经典】(2022全国乙卷·节选) ——温度控制 实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可采用如下步骤： Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。 Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。 Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。 Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。 (5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入应采取___________的方法。 分批加入 模型建构 实验条件控制 【重温经典】(2023全国卷·节选) ——温度控制 钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备： 具体步骤如下： Ⅰ．称取2.0g NH4Cl，用5mL水溶解。 Ⅱ．分批加入3.0g CoCl2·6H2O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10ml 6%的双氧水。 Ⅲ．加热至55~60℃反应20min。冷却，过滤。 Ⅳ．将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。 Ⅴ．滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。 (2)步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免____________________、__________________；可选用____________降低溶液温度。 浓氨水分解和挥发 双氧水分解 冰水浴 模型建构 实验条件控制 【问题再现】(2024甘肃卷·节选) ——温度控制 某兴趣小组设计了利用 和 生成 ，再与 反应制备 的方案： (1)采用下图所示装置制备SO2，仪器a的名称为______________； 步骤I中采用冰水浴是为了___________________________________； (2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是____________________________________； 恒压分液漏斗 增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温 防止反应太快、放热太多不利于控制温度低于10℃，同时防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4 模型建构 思维模型 温度的控制： 高温：酒精喷灯；加热：酒精灯；油浴：>100℃（或接近100℃）； 100℃以内：热水浴； 冷凝：降低反应温度，或冷水浴，减少产物的挥发，或冷凝获得某物质； 冰水浴：降低温度，使产物冷凝便于收集；促进固体的结晶。 反应的控制： 分批加入，一般是因反应放热，导致速率剧烈加快，分批加入可以使反应平缓。 制备NaClO时，“控制滴加盐酸的速率”：即控制生成氯气的速率，即反应速率慢点，温度不会快升，避免温度高时反应生成NaClO3 模型建构 实验条件控制 【重温经典】(2023山东卷·节选) ——装置缺陷评价 三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，易水解。实验室根据反应 ，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题： (1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为___________________；判断制备反应结束的实验现象是_____________________________。图示装置存在的两处缺陷是_________________。 检查装置气密性 管式炉中没有固体剩余 C、D之间没有干燥装置，没有处理氢气的装置 模型建构 实验条件控制 【重温经典】(2020山东卷·节选) ——装置缺陷评价 某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如右图所示(夹持装置略):已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应: 3Mn+2H2O == 2Mn+MnO2↓+4OH- (2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低, 改进的方法是　　　　　。  Ca(ClO)2+4HCl(浓）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O 未除去HCl HCl和KOH反应导致碱性减弱 【答案】在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶 Cl2含有（HCl、H2O） 题意：碱性不能减弱 模型建构 思维模型 装置缺陷 在XX装置之间， 添加一个装有XX试剂的XX装置（干燥管，洗气瓶等） 解决方案 切入点：产品纯度，安全，产率 1. ，有副反应 2. ，污染环境 5. ，氧化产品等 3. ，安全 4. ，产品发生反应 未除杂或干燥 未吸收尾气 未防倒吸或未防止爆炸 未防空气中的水蒸汽等进入装置 未屏蔽氧气 模型应用 （2022·重庆卷）研究小组以无水甲苯为溶剂，PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。 (1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂，无水时体系呈蓝色。 ①存贮时，Na应保存在__________中。②冷凝水的进口是______(填“a”或“b”)。③用Na干燥甲苯的原理是___________(用化学方程式表示)。 ④回流过程中，除水时打开的活塞是_________；体系变蓝后，改变开关状态收集甲苯。 煤油 b K1、K3 模型应用 (2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。 ①在Ar气保护下，反应物在A装置中混匀后转入B装置，于280℃加热12小时，反应物完全反应。其化学反应方程式为___________________________________。 用Ar气赶走空气的目的是_____________________________。②经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是_______和_________。③所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R=125nm的红磷，气体产物的压强为_______kPa，需NaN3的物质的量为_________mol(保留3位小数)。已知：p=a×n，其中a=2.5×105kPa•mol-1，n为气体产物的物质的量。 防止PCl5遇空气中的水蒸气而发生水解 甲苯 NaCl 104 0.027 模型应用 (2022·浙江卷)某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略)： 已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯。 ②制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2↓+2(CH3COO)2O ③乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl 模型应用 (1)步骤Ⅰ：所获固体主要成分是 (用化学式表示)。 (2)步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是 。 (3)步骤Ⅲ：下列操作中正确的是 。 A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上 B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀 C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，应开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀物 D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作 (CH3COO)2Mn 步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2； 步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2 BD 模型应用 (4)步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序： 。 纯化完成→(_____)→(_____)→(_____)→(_____)→将产品转至干燥器中保存 a.拔出圆底烧瓶的瓶塞 b.关闭抽气泵 c.关闭加热器，待烧瓶冷却至室温 d.打开安全瓶上旋塞 ②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是 。 (5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是 (填“甲”或“乙”)同学的方法。 防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水气进入样品 cdba 乙 【实验训练题T2】 研究小组使用肉桂酸、镍铝合金和氢氧化钠进行氢化肉桂酸的合成。 ．氢化肉桂酸的制备 按照下左图搭建装置，并且检查装置气密性，气密性确认良好后进行以下步骤。 ①排出装置内的空气：将储气瓶中充满水，关闭活塞1，打开活塞2，将三通阀1调整至状态B(三通阀的各个状态如下右图所示)，将三通阀2调整至状态A．当内部气压稳定后，将三通阀2调整至状态_____1______，并且开始充氢气，随后将三通阀1调整至状态A。 ②关闭活塞2，降低平衡瓶位置。打开活塞1，边充气边降低储气瓶的水位，待气体充到一定体积后，关上充气阀，将三通阀1调整至状态_____2______。 ③打开活塞2，开动搅拌器，进行氢化反应。 模型应用 【实验训练题T3】 硼氢化钠(NaBH4)是一种潜在储氢剂，在有机合成中被称为“万能还原剂”。实验室制备、提纯、并测定(NaBH4)纯度的实验如下。 模型应用 【实验训练题T4】 硫酸氧钒(VOSO4)具有良好的电化学性能，还可用作各种反应的催化剂。某科研小组制备(VOSO4)并探究其热稳定性。实验装置如图所示(夹持、加热装置及磁力搅拌器已省略)。 模型应用 (2021·浙江·节选)Cl2O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。已知：①HgO+2Cl2=HgCl2+ Cl2O，合适反应温度为18~25℃；副反应：2HgO+2Cl2 2HgCl2+O2。②常压下,Cl2沸点-34.0℃,熔点-101.0℃；Cl2O沸点2.0℃，熔点-120.6℃。③Cl2O+H2O 2HClO，Cl2O在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。 （1）①装置A的作用是去除原料气中的少量水分，可用的试剂是_____________。 ②将上图中装置组装完整，虚框D中应选用_____。 浓H2SO4 a 【教材原型】 混气装置…… 模型应用 (2021·浙江·节选)Cl2O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。已知：①HgO+2Cl2=HgCl2+ Cl2O，合适反应温度为18~25℃；副反应：2HgO+2Cl2 2HgCl2+O2。②常压下,Cl2沸点-34.0℃,熔点-101.0℃；Cl2O沸点2.0℃，熔点-120.6℃。③Cl2O+H2O 2HClO，Cl2O在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。 （2）有关反应柱B，须进行的操作是_______。 A.将HgO粉末热处理除水分、增加表面积后填入反应柱 B.调控进入反应柱的混合气中和的比例 C.调控混合气从下口进入反应柱的流速 D.将加热带缠绕于反应柱并加热 ABC 模型应用 (2021·浙江·节选)Cl2O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。已知：①HgO+2Cl2=HgCl2+ Cl2O，合适反应温度为18~25℃；副反应：2HgO+2Cl2 2HgCl2+O2。②常压下,Cl2沸点-34.0℃,熔点-101.0℃；Cl2O沸点2.0℃，熔点-120.6℃。③Cl2O+H2O 2HClO，Cl2O在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。 （3）装置C，冷却液的温度通常控制在-80~-60℃。反应停止后，温度保持不变，为减少产品中Cl2的含量，可采用的方法是___________________。 通干燥N2 或 抽气 模型应用 【2021湖北卷·节选】 由三氯化锑(SbCl3）制备HSbF6的反应如下: SbCl3+ Cl2 = SbCl5 80° 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 性质 SbCl3 73.4 220.3 极易水解 SbCl5 3.5 79℃/2.9kPa 140℃分解，极易水解 （1）实验装置中两个冷凝管 （填“能”或“不能”）交换使用。 （2）试剂X的作用为 、 。 （3）反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移 （填仪器名称）中生成的至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是 （填“a”或“b”）；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是 。 不能 吸收氯气 防止空气中的水蒸气进入 b 防止SbCl5分解 三颈烧瓶 体现安全和条件 体现条件控制 NaBr＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HBr↑ $$