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1、第34讲物质的制备及性质探究类实验1.气体的制备(1)常见气体制备的发生装置(2)常见气体的收集方法(3)气体净化的装置与方法易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的a装置来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂，碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的a装置，也可用盛碱石灰的b装置或c装置或d装置来除去杂质。还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e装置来除
2、去杂质。选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a装置除去杂质。(4)尾气的处理转化处理对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：直接排空气处理主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。尾气处理装置a在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸(如图乙)。b某些可燃性气体可用点燃
3、或转化的方法(如图丙)，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。c收集法(如图丁)，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。2物质制备的原则(1)选择最佳反应途径用铜制取硫酸铜2CuO22CuO、CuOH2SO4=CuSO4H2O。用铜制取硝酸铜2CuO22CuO、CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O。用铝制取氢氧化铝2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4当n(Al3)n(AlO)13时，Al(OH)3产率最高。(2)选择最佳原料如实验室用铝盐
4、溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱溶液(氢氧化铝可溶解在强碱溶液中)，制取氢氧化铝的离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。(3)选择适宜操作方法如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，要注意隔绝空气。其方法是：亚铁盐需新制(用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液)；将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气(O2)；使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触；还可在氯
5、化亚铁溶液上加一层苯或植物油，尽量减少与空气的接触。3性质实验探究(1)探究性实验设计的一般步骤提出问题要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。提出猜想所谓猜想就是根据已有知识对问题提出几种可能的情况。有些问题，结论有多种可能(即猜想)，只能通过实验进行验证。设计验证方案提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键是试剂的选择和实验条件的控制。观察实验现象，得出结论根据设计的实验方案和观察到的实验现象进行推理分析或计算分析，从而得出结论
6、。(2)实验探究的主要角度物质氧化性、还原性的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过KMnO4溶液是否褪色来说明。物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究Fe3的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与KI淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明。同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg的活泼性强于Al。电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA的溶液，测pH，若pH7，则说明HA为弱酸。物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强
7、的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)用大理石与稀硫酸反应可快速制取CO2。()错因：CaCO3与H2SO4反应，生成的CaSO4微溶于水，附着在CaCO3表面阻止反应进行。(2)将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫红色，证明氧化性：Fe3I2。()错因：_(3)分别加热Na2CO3和NaH
8、CO3固体，试管内壁都有水珠，说明两种物质均受热分解。()错因：Na2CO3受热不分解。(4)可以用加热分解NH4Cl、NH4HCO3等铵盐快速制NH3。()错因：NH4Cl受热分解生成的NH3与HCl，一离开受热部位就又化合生成NH4Cl固体。(5)启普发生器可用于制备H2、CO2、O2、C2H4等气体。()错因：启普发生器不能制O2和C2H4。(6)气体由A通入时，可用于收集NO、NO2气体，气体由B通入时，可用于收集H2、NH3、CH4等气体。()错因：NO不能用排空气法收集。(7)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，则NH4Cl固体可以升华。()错因：现象
9、发生是先发生分解反应，又发生化合反应。2(2018青岛市一模)如图是实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。下列有关说法正确的是()A关闭K2，打开K1，滴加硫酸，则装置B中每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为NAB关闭K1，打开K2，试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可证明SO2有还原性C为防止环境污染，装置C和E中的试剂均取用饱和的石灰水D实验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性答案B解析70%的硫酸和Na2SO3反应生成SO2气体，关闭K2，打开K1，装置B中发生反应Na2O2SO2=Na2SO4，每消耗1 mol Na2O2，转移电子
10、数为2NA，A项错误；酸性KMnO4或FeCl3溶液，均能氧化SO2为SO，均可证明SO2有还原性，B项正确；饱和石灰水的浓度太小，不能用来除去SO2，应该用浓的氢氧化钠溶液，C项错误；实验过程中体现了硫酸的强酸性、难挥发性和二氧化硫的还原性，D项错误。3下列由实验现象得出的结论正确的是()操作及现象结论A向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)B向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色溶液中一定含有Fe3C向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色Br还原性强于ClD向溶液X的稀溶液中滴加NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试
11、纸置于试管口，试纸不变蓝溶液X中无NH答案C解析A项，AgCl变成AgI，说明AgI的溶度积小，错误；B项，加入的氯水可以将Fe2氧化成Fe3，所以不能证明原溶液中一定含有Fe3，错误；C项，NaBr和Cl2反应生成NaCl和溴单质，溴溶解在苯层，显橙红色，说明Br还原性比Cl强，正确；D项，NH能与NaOH浓溶液反应生成NH3，和稀溶液在不加热的条件下不能产生NH3，因此不能说明溶液中没有NH，错误。考点常见物质的制备典例1(2018石家庄市一模)亚硝酰氯(ClNO)常用作催化剂和合成洗涤剂，其沸点为5.5 ，遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并
12、测定其纯度，进行如下实验(夹持装置略去)。请回答：.Cl2的制备(1)Cl2的发生装置可以选择上图中的_(填大写字母)，反应的离子方程式为_。(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为：a_(按气流方向，用小写字母表示)。.亚硝酰氯(ClNO)的制备实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(ClNO)。(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比X装置的优点为_。(4)在检查完装置气密性，并装入药品后，打开k2，然后再打开_(填“k1”或“k3”)，通入一段时间气体，其目的为_。接下来，两种气体在Z中反应，当有一定量液体生成时，停止实验。解析.(1)Cl2的制备原理有两种：4HCl(浓)M
13、nO2MnCl2Cl22H2O，2KMnO416HCl(浓)=2MnCl25Cl28H2O2KCl，若用，发生装置应选择A装置，反应的离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O；若用，则发生装置应选择B装置，反应的离子方程式为2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O。(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择装置的连接顺序为：afgcbdejh。.(3)B装置没有排除锥形瓶中的空气，NO与O2会发生反应，而X装置中右侧管充满了稀硝酸，排除了空气的干扰；关闭k1，NO产生会越来越多，迫使铜丝与稀硝酸分离，反应会自动停止，打开k1，随着NO的消耗，铜丝会与稀HNO3重新接触，继续反应。(4)
14、NO与ClNO会与空气中的氧气反应，故装入药品后，打开k2，再打开k3，通入一段时间气体，排除三颈烧瓶中的空气。答案.(1)AMnO24H2ClMn2Cl22H2O(或B2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O)(2)fgcbdejh.(3)排除装置内空气的干扰；可以随开随用，随关随停(4)k3排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO和ClNO变质名师精讲(1)制备实验方案设计的基本思路(2)有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路(3)气体除杂的一般思路气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质；看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO2中一定含有CO2；看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。(4)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固固加热装置；用双氧水
