常見(jiàn)物質(zhì)的試驗(yàn)室制法

1、第3講：常見(jiàn)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室制法考綱要求1、掌握常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法（包括所用試劑、儀器裝置、反應(yīng)原理和收集方法）；2、掌握幾種重要的無(wú)機(jī)物的制取及物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。二、雙基回顧（一）、氣體發(fā)生裝置的類(lèi)型（根據(jù)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件等來(lái)選擇）注意：1、制備氣體，可用如圖1所示的裝置?？芍苽涞臍怏w有等。試管口應(yīng)稍傾斜，以防止產(chǎn)生的在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。鐵夾應(yīng)夾在距試管口處。2、制備氣體，可用如圖2-圖11所示的裝置。用它可制備的氣體有等。3.制備氣體，可用如圖12-圖15所示的裝置。用它可制備的氣體有：等。（二）、氣體的收集收集氣體常用的方法有（三）、氣體的凈化與干燥1 .氣體的凈化

2、與干燥裝置氣體的凈化常用洗氣瓶、干燥管。如圖所示。易溶于水的氣體雜質(zhì)可用來(lái)吸收；酸性雜質(zhì)可用物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)可用物質(zhì)吸收；水份可用來(lái)吸收；能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀（或可溶物）的物質(zhì)也可作為吸收劑。2 .氣體干燥劑酸性干燥劑（如：等）不能用來(lái)干燥性氣體；堿性干燥劑（如等）不能用來(lái)干燥性氣體有氧化性的干燥劑（如）不能干燥有還原性氣體（如等）。注意：能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑，如不能用無(wú)水CaCl2來(lái)干燥NH3（因生成CaCl2-8NH）.3 、尾氣處理裝置：根據(jù)多余氣體的性質(zhì)選擇，常見(jiàn)的裝置有：三、例題評(píng)析例1、實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備有下面主要儀器：大試管、帶導(dǎo)管的單孔塞、藥匙、鐐子、水槽、集氣瓶、玻璃

3、片、酒精燈、鐵架臺(tái)九種，如果藥品選用合理，儀器可以選其中的幾種，能制取的氣體有B.只有二氧化碳C.氫氣和二氧化碳D.氧氣、氫氣和二氧化碳例2、化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的一套氣體發(fā)生、收集和尾氣吸收裝置，以探究該裝置的多功能。（1）甲同學(xué)認(rèn)為利用裝置H可直接收集NH、Ha,但不能收集C2,其理由是：（2）乙同學(xué)認(rèn)為裝置I可作為實(shí)驗(yàn)室制氧氣的快裝置I裝置口速發(fā)生器，對(duì)裝置n稍作改進(jìn)后即可作為Q的收集裝置，乙同學(xué)對(duì)裝置n的改進(jìn)方法是:,制Q時(shí)在裝置I中的a中加入,b儀器中加入（3）丙同學(xué)認(rèn)為利用裝置I,可以用兩種不同類(lèi)的方法來(lái)收集NC,試簡(jiǎn)述操作方法：收裝置即可收集（4）丁同學(xué)認(rèn)為裝置n經(jīng)乙同

4、學(xué)改進(jìn)后只需在裝置n之后連一尾氣吸SC氣體。試將吸收SC的尾氣吸收裝置畫(huà)在方框內(nèi)。(5)戊同學(xué)認(rèn)為利用裝置I和裝置出可進(jìn)行驗(yàn)證C12的氧化性比Br2強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)在裝置I中的a儀器中加入試齊J,b儀器中加入試劑，裝置出中應(yīng)加入試劑，根據(jù)裝置出中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即可得出Cl2的氧化性比Br2強(qiáng)的結(jié)論。例3、某研究小組進(jìn)行與NH3有關(guān)的系列實(shí)驗(yàn)。(1)從下圖中挑選所需的儀器，畫(huà)出制取干燥NH3的裝置簡(jiǎn)圖(添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、膠皮管。固定裝置和尾氣處理裝置不用畫(huà))，并標(biāo)明所用試劑(2)為驗(yàn)證“同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”，該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如右圖所示的裝置，圖中

5、B管的容積是A管的2倍，活塞K1、K2、K3、K4、K5均關(guān)閉(固定裝置和尾氣處理裝置略；HCl和NH3均不溶于石蠟油，也不與之反應(yīng)；裝置氣密性好)。在A管中充滿與大氣壓強(qiáng)相等的干燥HCl氣體。操作是控制活塞K4、K5,調(diào)節(jié)C,使B管充滿與A管同壓的干燥NH30緩慢開(kāi)啟活塞K3,A管中的現(xiàn)象要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?dāng)反應(yīng)完成并恢復(fù)到室溫時(shí)，B管中預(yù)期的現(xiàn)象若觀察不到預(yù)期現(xiàn)象，主要原因是例4、某校化學(xué)興趣小組為測(cè)定混合物組成的質(zhì)量比，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所加試劑和操作步驟如下表所示：試回答下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)I中D的成分是,通過(guò)稱量后（填“能”或“不能”）計(jì)得到A中各組分的質(zhì)量比。實(shí)驗(yàn)n填寫(xiě)的內(nèi)容中一定錯(cuò)誤的是對(duì)實(shí)驗(yàn)出

6、進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將相應(yīng)內(nèi)容填入出中對(duì)應(yīng)的空格內(nèi)。四、課堂練習(xí)1、下列物質(zhì)的制備合理的是（將氯化鋁溶液與硫化鉀溶液混和后過(guò)濾來(lái)制備硫化鋁；將過(guò)量的鐵與氯氣加熱反應(yīng)氯化亞鐵；在配制FeSO4溶液時(shí)常向其中加入一定量鐵粉和稀硫酸銅先氧化成氧化銅，再與硫酸反應(yīng)來(lái)制取硫酸銅；將45mL水加入到盛有5gNaCl的燒杯中，攪拌溶解來(lái)配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%NaCl2、A.B.C.已知KMnO4與濃HCl在常溫下反產(chǎn)生Cl2。若用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、的氯氣，并試驗(yàn)它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是考慮單元裝置）（D.全部虛線不A.只法HjSO.IB臺(tái)匕目匕KMnCL)有處B.只有處C,

7、只有和處D.、處實(shí)驗(yàn)序號(hào)混合物A加入適里水得到加入試劑B過(guò)濾后經(jīng)洗滌干燥所得固體C蒸發(fā)濾液得到晶體D稱量IBaCl2NaCl溶液過(guò)量CODA、DnCaCl2NaCl溶液過(guò)量飽和NaCO溶液CaCONaClA、CmN*SOMgSO溶液褪色B.若A為醋酸，B為貝殼，C中盛澄清石灰水，則C中溶液會(huì)有先變渾濁后又澄清的現(xiàn)象C.若A為濃氨水，B為生石灰，C中盛A1C13溶液，則C中先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解D.實(shí)驗(yàn)儀器D可以起到防止溶液倒吸的作用4、用右圖裝置制取、提純并收集表中的四種氣體（a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑），氣體abcANO2濃硝酸銅片NaOH溶液BSO2濃硫酸Cu酸fKMnO4溶液

8、CNH3濃氨水生石灰堿石灰DCO2稀鹽酸CaCO3濃硫酸其中可行的是5、我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCONaCl、NHC1等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCQ進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。下面是在實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO勺實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。第二步：先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時(shí)，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。第三步：過(guò)濾C中所得的混合物，得到NaHCOK體。第四步：向?yàn)V液中加入適量的Na

9、Cl粉末，有NHC1晶體析出。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）裝置的連接順序是：（必接（）（）接（）；（b）接（）ABCD（2）A中常選用的固體反應(yīng)物為;D中應(yīng)選用的液體為;B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）第二步驟中必須先讓裝置先發(fā)生反應(yīng)。（4）C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是,C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為。6、右圖所示的A、B兩支大試管中各盛有等質(zhì)量的同一種液體，試管口各系有一個(gè)小氣球，氣球內(nèi)分別裝有等質(zhì)量的不同固體(純凈物)，實(shí)驗(yàn)時(shí)將兩氣球抬起，將其中固體同時(shí)傾入試管內(nèi)，固體全部同時(shí)看到兩氣球都鼓氣脹大，但A試管氣球脹大的速度及最終脹7、組合編號(hào)A、B中的液體A中的固體B中的固體產(chǎn)生

10、的氣體體積都明顯大于Bo若兩試管產(chǎn)生同一種氣體，試推測(cè)A、B中的液體和固體的可能組合，將各組合填入下表，要求各組分產(chǎn)生體不能相同。(可以不填滿)(1)如何檢查上述圖1裝置的氣密性?(2)以下是測(cè)量收集到氣體體積(上圖1)必須包括的幾個(gè)步驟;調(diào)整量簡(jiǎn)內(nèi)外液面高度使之相同；使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；讀取量簡(jiǎn)內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)步驟代號(hào))。(3)測(cè)量收集到氣體體積時(shí)，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？(4)用一定質(zhì)量的Zn(分片狀和粒狀)、濃硫酸、水以及如圖2裝置制取H2,要保證不漏出H2,應(yīng)如何操作如何檢查上述裝置的氣密性？(5)用上圖中圖3的裝置制取氫氣，在塑料隔板

11、上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開(kāi)彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)。產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出；若關(guān)閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時(shí)再打開(kāi)彈簧夾，又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置?；卮鹣旅鎲?wèn)題：為什么關(guān)閉彈簧夾時(shí)試管中液面會(huì)下降?這種制氣裝置在加入反應(yīng)物前，怎樣檢查裝置的氣密性8、為了在實(shí)驗(yàn)室模擬用二氧化氮溶于水生成硝酸，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：制備并收集一試管二氧化氮(1)實(shí)驗(yàn)室常用濃硝酸與銅反應(yīng)制備二氧化氮，化學(xué)方程式(2)可用右圖裝置制備并收集一試管二氧化氮,在加入藥品

12、前，必須進(jìn)行的操作是(只填二個(gè)缺點(diǎn)既可實(shí)驗(yàn)二盡可能多使試管注氧化氮被水吸(3)將裝有二氧化氮的試管A倒插入水中(圖I),并輕輕晃動(dòng)試管，羽察到的現(xiàn)象是:立的化學(xué)方程式是S從下圖中挑選所需的儀器，完成制取O2,并將O2通入到上述實(shí)險(xiǎn)后的試管?chē)?guó)出制取O2裝置簡(jiǎn)圖(添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、腹皮管。明卜用試劑。不用用)，IT；1A中。k標(biāo)II某同學(xué)在圖II的試管A內(nèi)通入。2的過(guò)程中沒(méi)有觀察到液面上升，而是試管內(nèi)充滿了無(wú)色氣氣體，主要原因是9、硫酸銅的制備實(shí)驗(yàn)是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)一：因銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中以濃硝酸分次加入到銅和稀硫酸的

13、混合液中，加熱使之完全反應(yīng)，通過(guò)蒸發(fā)、析晶等操作得到硫酸銅晶體。(1)濃硝酸所起的作用是(2)該反應(yīng)的原理是(用化學(xué)方程式表示)實(shí)驗(yàn)二：以空氣為氧化劑的一步氧化法，將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，反應(yīng)原理為2Cu+O2+2H2SO=2CuSO4+2H2O，但反應(yīng)速率太小，當(dāng)升高溫度到8090C,反應(yīng)仍然緩慢。如在銅粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液，則速率明顯加快。(3)用離子方程式表示速率明顯加快的原理Fe2(SO4)3的作用是。(4)得到的混合液用調(diào)節(jié)pH=24,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去，且Fe(OH)3可以循環(huán)使用。(5)請(qǐng)根據(jù)以上內(nèi)容，對(duì)這兩

14、個(gè)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，填下表：實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)第3講：常見(jiàn)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室制法(詳解)三、例題評(píng)析例1、D例2、(1)H、NH的密度比空氣小，而Q的密度比空氣大。(2)把裝置H中的進(jìn)氣導(dǎo)管改為長(zhǎng)導(dǎo)管插到試管底部，出氣導(dǎo)管管口應(yīng)與膠塞相平3版HbQ溶液、少量的Mn(2B末(3)排水法收集-廣口瓶中盛滿水，NO從d管通入利用排CO集氣法收集-廣口瓶中先收集滿CO2氣體，然后將NO從d管通入。(4)(5)濃鹽酸、KMnQNaBr溶液、溶液由無(wú)色變橙色例3、NgH固體打開(kāi)Ki、K2,從K2處通入干燥的HCl氣體,生成大量的白煙。B管中充滿石蠟油。直到處有白霧出現(xiàn)，關(guān)閉K1、K2。實(shí)驗(yàn)時(shí)A管中未全

15、部充滿干燥HCl氣體例4、BaCl2和NaCl不能DD中不僅含有NaCl,還有NaCO過(guò)量W01液Mg(OH)2Na2SO(NaOH)A、C課堂練習(xí)1、C2、D3、BD4、D5、(1)裝置的連接順序是：(a)接(f)(e)接(d);(b)接(c)(2)碳酸鈣；飽和碳酸氫鈉；NH3.H2O+CaO=NH3+Ca(OH)2B(4)防止倒吸NH3+CO2+H2O+NaCl=NH，Cl+NaHCQJ6、組合編號(hào)A、B中的液體A中的固體B中的固體產(chǎn)生的氣體稀鹽酸(或稀硫酸)鎂粉鐵粉H2稀鹽酸(或稀硫酸)NaHCO3Na2CO3CO2稀鹽酸(或稀硫酸)Na2sFeSH2s稀硝酸鐵粉銅粉NO7、 (1)將導(dǎo)

16、管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開(kāi)手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣。(3)慢慢將量筒下降(4)取下試管A,向其中加入少量水，再沿試管慢慢加入少量濃硫酸，振蕩，使液體總體積不超過(guò)試管容積的1/3,將試管斜放，把鋅片放在試管內(nèi)壁上，塞緊塞子，慢慢直立，使鋅片滑下與稀硫酸接觸。固定A、甲、乙三管，在乙管內(nèi)注入適量水，將A、甲兩管橡皮塞塞緊，上下移乙管，使乙管液面高于甲管液面，靜置片刻后，水面保持不變，說(shuō)明裝置氣密性好。(5)關(guān)閉彈簧夾時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使試管內(nèi)液面上的壓力增加，所以液面下降。塞緊橡皮寨，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面,停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說(shuō)明裝置不漏氣。8、 (1)CU+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NOzT+2H2O(2)檢查裝置的氣密性沒(méi)有尾氣處理裝置，過(guò)量的NO2逸出后將導(dǎo)致空氣污染。(或：不能隨時(shí)控制反應(yīng)的開(kāi)始和停止，浪費(fèi)藥品，且過(guò)量的NO2逸出后將導(dǎo)致空氣污染)(3)試管內(nèi)液面上升到約為試管體積的2/3,氣體由棕紅色變?yōu)闊o(wú)色。3NO2+H2O=2HNO3+NO(4)H2O溶液塊