物质制备实验-一轮复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,TLF制作,*,物质制备实验专题,1,、气体发生装置,一、气体制备装置设计,基本类型,:,A,、固,-,固加热装置,C,、固（液）,-,液加热装置,设计原则：,根据反应物的状态和反应条件,B,、固（液）,-,液不加热装置,装置的设计,:,发生,-,净化（或干燥）,-,收集或量气（或性质实验,),-,尾气处理,验满,注意事项：,（,1,）试管口应略向下倾斜,（,2,）试管夹夹在距试管口,1/3,处（,3,）药品应平铺于试管底部,（,4,）导管不宜伸入试管内过长，粉末状固体，应在试管口堵一团棉花。,（,5,）实验开始时先检验装置的 气密性,（,6,）加热时，先预热且外焰加热,A,、固,-,固加热装置,该装置可用于制备,O,2,和,NH,3,2KMnO,4,K,2,MnO,4,+O,2,+MnO,2,2KClO,3,2KCl+3O,2,MnO,2,B,、固（液）,-,液不加热装置,注意事项：,a.,检验装置的气密性,b.,长颈漏斗插入液面以下,c.,制,H,2,S,时应在通风橱中,H,2,S,剧毒,可用于制备,H,2,、,CO,2,、,O,2,、,H,2,S,、,SO,2,、,NH,3,、,NO,2,、,NO,和,C,2,H,2,Na,2,SO,3,+H,2,SO,4,(,浓,)=Na,2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,可用于制备,Cl,2,、,HCl,、,C,2,H,4,、,CO,170,C,HCOOH CO+H,2,O,浓,H,2,SO,4,常见干燥及净化装置,:,双通加热管,干燥管,洗气瓶,2,、干燥及净化装置,洗气瓶,:,用于除杂或干燥。,常见除杂试剂有：,浓,H,2,SO,4,:,除去水蒸气,（,也可除去SO,2,混有的SO,3,）,。,强碱溶液：如,NaOH,溶液可吸收酸性的气体。,饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收并转化，如：,CO,2,（,HCl,、,SO,2,）,-,饱和,NaHCO,3,溶液,SO,2,（,HCl,、,SO,3,）,-,饱和,NaHSO,3,溶液,H,2,S,（,HCl,）,-,饱和,NaHS,溶液,酸性,KMnO,4,溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在,CO,2,气体中的,SO,2,、,H,2,S,等。,溴,水,：,除去,CH,4,气体中混有的,C,2,H,4,、,C,2,H,2,。,CuSO,4,溶液：除去混在,C,2,H,4,气体中的,H,2,S,、,PH,3,气体。,CCl,4,或苯等有机溶剂：利用溶解性的不同来除杂，如,HBr,中混有的,Br,2,、苯蒸气,杂质气体。,洗气瓶,注意：,常把,无水,CuSO,4,的白色固体装入干燥管中，通过颜色变化来检验水蒸气的存在（,但因其吸水率低不能作干燥剂,）。,用,Na,2,O,2,固体也可将,CO,2,、,H,2,O,（气）转化为,O,2,。,干燥管：,一般装入固体的干燥剂。,常见的固体干燥剂有：如,P,2,O,5,、碱石灰、生石灰、固体,NaOH,、,CaCl,2,等,。,干燥管,酸性干燥剂,:,如浓硫酸、五氧化二磷。,干燥酸性或中性的气体。,浓硫酸可以干燥,CO,、,NO,气体,。,碱性干燥剂,:,如生石灰、碱石灰、固体,NaOH,。,干燥碱性或中性的气体。,中性干燥剂,:,如无水氯化钙，可干燥中性、酸性、碱性气体。,常见干燥剂,酸性气体：,CO,2,、,Cl,2,、,HCl,、,SO,2,、,H,2,S,、,NO,2,碱性气体：,NH,3,中性气体：,N,2,、,H,2,、,O,2,、,CH,4,注意：不能用,CaCl,2,来干燥,NH,3,（因生成,CaCl,2,8NH,3,），,不能用,浓,H,2,SO,4,干燥,NH,3,、,H,2,S,、,HBr,、,HI,等。,注意：,一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。,双通加热管,:,一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：用铜网除去混合气体中,O,2,。,双通加热管,根据反应物的状态及反应条件的选择,3,、性质实验装置,（,1,）常温反应装置,（,2,）加热反应装置,（,3,）冷却反应装置,（,3,）冷却反应装置,根据气体的溶解性或密度,4,、收集装置,排空气法,CO,2,、,Cl,2,、,HCl,H,2,、,NH,3,排水法,(,或排饱和溶液法,),Cl,2,:,排饱和食盐水,CO,2,:,排饱和,NaHCO,3,溶液,SO,2,:,排饱和,NaHSO,3,溶液,H,2,、,O,2,、,NO,、,C,2,H,2,、,N,2,、,CO,5,、气体验满,6,、量气装置,注意：气体恢复室温后再读数,读数时保证内外液面相平,7,、尾气处理装置,（,2,）水溶解法 如,HCl,、,NH,3,等。,（,1,）直接排放,O,2,、,N,2,、,CO,2,（,3,）碱液吸收法,如,Cl,2,、,H,2,S,、,CO,2,、,SO,2,、,NO,2,、,NO,（,O,2,）,等。,（,4,）可燃性气体用燃烧法,如,CH,4,、,C,2,H,4,、,C,2,H,2,、,H,2,、,CO,等。,（,5,）袋装法,防倒吸,防倒吸装置,气体溶于水，内部气压变小，水在大气作用下被吸入漏斗，使得液面与漏斗口脱离，水又回到烧杯,A,B,C,D,E,1,、检查气体的纯度,点燃或加热通有可燃性气体（,H,2,、,CO,、,CH,4,、,C,2,H,4,、,C,2,H,2,等）的装置前，必须检查气体的纯度。,如：,H,2,、,CO,等气体还原金属氧化物时，应先通入,气体，将装置内的空气,排净并验纯,后，再加,热金属氧化物。,H,2,纯度检查文字描述,:,用排水法（或向下排气法）收集一试管氢气，,用拇指堵住管口，移近火焰，没有尖锐的爆鸣声，,表示氢气纯度合格，可以点燃和收集。,二、注意的几个问题,2,、加热操作先后顺序,若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热。,如：用浓硫酸和甲酸共热制,CO,，再用,CO,还原,Fe,2,O,3,。,首先点燃,CO,发生装置的酒精灯，生成的,CO,赶走空,气后，再点燃,Fe,2,O,3,的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺,序则相反。,3,、安全装置,防堵塞安全装置：为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置（见恒压式）；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处（见防阻式,I,、,II,）。,恒压式,液封装置：为防止气体从长颈漏斗中逸出，如可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管,a,洗气瓶的进气管应,“,长进短出,”,；,b,干燥管应大口方向进气，小口出气；,气,水,c,量气装置的导管应,“,短进长出,”,；,d,有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。,气,装置连接的原则,4,、连接及拆卸问题,装配仪器时：从下向上；从左往右,加入试剂时：先固后液,；,实验开始时：,先,查,仪器的,气密性,，再,加药品,，后,点酒精灯,；,有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气,；,有些实验为防氧化往往最后停止通气。,仪器拆卸的一般过程：,从右到左，自上而下，,先拆主体，后拆部件。,装置的气密性检查,-,连接好装置之后,加入药品之前,标准检查法（微热法）,描述,:,（,1,）,把导管一端浸入水中，,（,2,）用双手捂住烧瓶或试管的外壁；,（,3,）导管口有气泡冒出；,（,4,）松开手，导管形成一段水柱，说明不漏气。,（若装置复杂，体温达不到产生气泡，改用酒精灯加热）,5,、装置气密性的检查,液封法,描述,:,塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不变，说明装置不漏气,。,启普发生器的气密性检查,（液封法）,描述,:,（,1,）关闭导管，向球形漏斗中加入水，使漏斗的液面高于容器的液面。,（,2,）静置片刻，液面不变（此时球形漏斗中的水面高度与容器下部半球内的水面高度保持比较大的液面差），说明不漏气。,思考：如何检查该装置的气密性？,答：反应前点燃酒精灯，加热烧瓶一小会儿。在瓶,B,、,C,、,D,中出现气泡，熄灭酒精灯，瓶,B,、,C,、,D,中导管液面上升。,方法：关闭,K,，把干燥管下端深度浸入水中，使干燥管,内液体面低于烧杯中水的液面，静置一段时间，若液面,差不变小，表明气密性良好。,方法：关闭导气管活塞，从,U,型管的一侧注入水，待,U,型管两侧出现较大的高度差为止，静置几分钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明不漏气。,三、几种液体的制备,1,、溴苯,2,、制硝基苯,3,、制乙酸乙酯,4,、工业制硫酸,5,、工业制硝酸,1.,制溴苯,+Br,2,+HBr,Br,Fe,要 点,长导管作用,导管出口在液面上的原因,粗产品的物理性质,提纯溴苯的方法,2.,硝基苯的制取,+HO-NO,2,-NO,2,+,H,2,O,浓,H,2,SO,4,55-60,要 点,长导管的作用,温度计水银球位置,水浴温度,粗产品的性质,如何提纯,3.,酯化反应,CH,3,CO OH+H OCH,2,CH,3,CH,3,COOCH,2,CH,3,+H,2,O,浓,H,2,SO,4,加药品顺序,导管口在液面上的原因,饱和碳酸钠的作用,要 点,3,、三氧化硫的吸收,三阶段,1,、造气,2,、接触氧化,三方程,（,均放热,）,三设备,:,沸腾炉,接触室,吸收塔,4FeS,2,+11O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,高温,1,、,S +O,2,SO,2,点燃,或,V,2,O,5,2SO,2,+O,2,2SO,3,2,、,SO,3,+H,2,O,H,2,SO,4,3,、,4.,工业制硫酸,硫酸工业生产流程动画,硫酸的工业生产,沸 腾 炉,接 触 室,吸 收 塔,净化干燥,冷 却,（氨氧化法）,3,、,3NO,2,+H,2,O=2HNO,3,+NO,(NO,循环使用）,2,、,2NO+O,2,=2NO,2,4,、,4NO,2,+O,2,+2H,2,O=4HNO,3,计算关系,:,NH,3,HNO,3,反应原理,:,NH,3,NO NO,2,HNO,3,1,、,4NH,3,+5O,2,=4NO+6H,2,O,催化剂,5.,工业制硝酸,尾气处理,(,NO,和,NO,2,):,NO+NO,2,+2NaOH=2NaNO,2,+H,2,O,2NO,2,+2NaOH=NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,四、几种重要固体的制备,1,、钠 铁 铜 硅等单质的制取,2,、,Al(OH),3,3,、,Fe(OH),2,4,、,FeSO,4,晶体,1,、钠 铁 铜 硅等单质的制取,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb Cu,Hg Ag Pb Au,电解法,热还原法,热分解法,8Al+3Fe,3,O,4,=4Al,2,O,3,+9Fe,高温,2NaCl,(,熔融,),=,Na+Cl,2,通电,2HgO=2Hg+O,2,CO,+CuO=,Cu,+,CO,2,2 C+SiO,2,=,Si+2CO,高温,粗硅的工业制法：,方案一,:,Al,Al,3+,Al(OH),3,3H,+,3OH,Al,AlO,2,Al(OH),3,H,+,OH,方案二,:,方案三,:,Al ,Al,3+,Al ,AlO,2,H,+,OH,Al(OH),3,以,1molAl,为标准,1mol,3mol,3mol,1mol,1mol,1mol,1/4mol,3/4mol,3/4mol,3/4mol,2,、,Al(OH),3,的制备,（以,03,高考题为例）,用下面两种方法可以制得白色的,Fe(OH),2,沉淀,:,方法一：用不含,Fe,3+,的,FeSO,4,溶液与不含,O,2,的蒸馏水配制的,NaOH,溶液反应制备,.,(1),用硫酸亚铁晶体配制上述,FeSO,4,溶液时还要加入,_,，,再在液面上加入一些植物油。,(2),除去蒸馏水中溶解的,O,2,常采用的方法是,_.,(3),生成白色沉淀,Fe(OH),2,沉淀的操作是用长滴管吸取不含,O,2,的,NaOH,溶液,插入,FeSO,4,溶液下面,再挤出,NaOH,溶液,.,这样做的理由是,。,3,、,Fe(OH),2,的制备,铁和硫酸,煮沸,避免产生的氢氧化亚铁沉淀和空气中氧气接触而被氧化,方法二：在如下装置中,用,NaOH,溶液,铁屑,稀,H,2,SO,4,等,试剂制备,.,(1),在试管,I,里加入的试剂是,;(2),在试管,里加入的试剂是,;(3),为了制得白色,Fe(OH),2,沉淀,在试管,I,和,II,中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是,;,(4),这样生成的,Fe(OH),2,沉淀能较长时间保持白色,其理由是,.,铁和硫酸,氢氧化钠溶液,检验产生氢气的纯度,在充满氢气的还原性环境中，氢氧化亚铁不易被氧化,4.,制备硫酸亚铁（,FeSO,4,）,(1),在烧杯中到入,40mL,稀硫酸，加入足量,除去油污,的废铁屑，至稀硫酸浸没所有铁屑。,(2),小心加热（保持温度在,50-80,之间，不要煮沸）直到只有极少量气泡发生，同时溶液呈浅绿色为止（这时烧杯底部仍应留有少量铁屑）。,(3),将溶液趁热过滤。将滤液转入试管中，用橡皮塞塞紧管口（防止空气进入），静置、冷却、结晶，观察滤液冷却析出浅绿色硫酸亚铁晶体的现象。,(4),待结晶完毕后，滤出晶体，用少量水洗涤,23,次，再用 滤纸将晶体吸干。,(5).,把制得的硫酸亚铁晶体放在小广口瓶中，密闭保存。,1,利用下列各组中的物质作用制备和收集,相应气体，能采用右图实验装置的是（）,浓氨水与固体,NaOH,电石与水反应,过氧化氢溶液与二氧化锰,稀硝酸与铜片,镁条与稀硫酸,A,仅,B,仅,C,仅,D,全部,B,练习：,a,b,c,2,、,用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体,（,a,、,b,、,c,表示相应仪器中加入的试剂），其中,可行的是,(),气体,a,b,c,A,NO,2,浓硝酸,铜片,NaOH,溶液,B,SO,2,浓硫酸,Cu,酸性,KMnO,4,溶液,C,NH,3,浓氨水,生石灰,碱石灰,D,CO,2,稀盐酸,CaCO,3,浓硫酸,D,3,、已知,KMnO,4,与浓,HCl,在常温下反应能产生,Cl,2,。若用图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（不考虑单元装置）,()A,只有处,B,只有处,C,只有和处,D,、处,D,4,、如图，向装置中缓慢地通入气体,X,，,若关闭活塞，则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊,;,若打开活塞，则品红溶液褪色。,据此判断气体,X,和洗气瓶内溶液,Y,分别可能是,(),A,B,C,D,X,SO,2,H,2,S,CO,2,Cl,2,Y,饱和,NaHCO,3,浓硫酸,Na,2,SO,3,溶液,Na,2,CO,3,溶液,AD,5,、下图所示为制取氯气的实验装置：,烧瓶中盛放的固体是,MnO,2,和,NaCl,。,（,1,）盛放药品前，怎样检验此装置的气密性,。,（,2,）分液漏斗中盛放的液体是,，打开活塞,K,，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中发生反应的化学方程式为,。,（,4,）,B,中盛放的液体是,；收集氯气完毕，所进行的操作为,。,B,装置的作用是,_,。,（,5,）欲收集到干燥的纯净的氯气应对此装置进行一些改进。试画出改进的装置图，并标出装置中所盛放的药品：,。,（,3,）,D,中盛入的液体是,，其作用为,。,答案：（,1,）将,D,装置中导管出口浸没在水面下，,关闭分液漏斗活塞，打开,K,，加热,A,装置，,D,装置中有气泡冒出，关闭,K,，长颈漏斗中液面上升（,B,瓶中液面下降），说明装置不漏气。,（,2,）浓硫酸,NaCl+H,2,SO,4,（浓）,=NaHSO,4,+HCl(),MnO,2,+4HCl,（浓）,=MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O(),（,3,）氢氧化钠溶液；吸收多余的氯气,（,4,）饱和食盐水；关闭活塞,K,，撤去酒精灯，贮存多余的氯气，防止氯气污染环境。,（,5,）应在,B,、,C,装置,之间连接如右图装置,