《2014高考化学一轮复习课件专题九第三单元物质的制备及实验方案的设计与评价》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014高考化学一轮复习课件专题九第三单元物质的制备及实验方案的设计与评价（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物质的制备及实验方案的设计与评价 1 了解常见气体和一些简单化合物的制备原理和实验室制备方法 2 了解控制实验条件的方法 能改进简单的实验方案 3 能识别简单的实验仪器装置图 能对实验数据进行初步分析或处理 并得出合理结论 4 能综合运用化学实验原理和方法 设计实验方案解决简单的化学问题 能对实验方案 实验过程和实验结果进行分析和评价 1 气体的制备原理及发生 净化 收集 尾气处理装置的组合和变形 2 给定实验情景或性质 实验目的 要求选择实验仪器装置 药品 设计实验程序 评价实验方案 3 对实验 教材上 进行重组 优化和创新 一 气体的制备1 制备原理与收集 H2O 排水法或向上排空气法 Z
2、n H2SO4 ZnSO4 H2 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O H2O 排水法或向下排空气法 HCl H2O HCl H2O 向上排空气法 饱和食盐 排 水法 向下排空气法 H2O 2 实验室典型的气体发生装置 1 a为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置 为防止固体 流动 两端用石棉或玻璃棉堵住 但要使气流通畅 2 b c一般盛液体药品 用于洗气 3 d一般盛固体药品 用于吸收某种气体成分 往往根据增重可测出吸收物质的质量 用于定量计算 3 常见净化装置 4 常见干燥剂及气体的干燥 NH3 H2S HBr HI Cl2 H2S HCl SO2 CO2 如制乙酸乙酯 5 选择
3、适宜收集分离方法 饱和Na2CO3溶液 为什么可以用排饱和食盐水法收集Cl2并能除去其中的HCl 提示因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度小 HCl在其中的溶解度很大 二 化学实验方案的设计1 基本要求 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容 1 实验名称 2 实验目的 3 实验原理 4 实验用品 药品 仪器 装置 设备 及规格 5 实验装置图 实验步骤和操作方法 6 实验注意事项 7 实验现象的记录及结果处理 8 问题与讨论 2 基本内容 3 基本思路 一个实验方案的优劣主要从 是否科学合理 是否简单可行 另外还要从 和 两个角度去评价 三 化学实验方案的评价1 基本原则 2 评价类型 实验
4、原理 绿色化学 安全性 操作与装置 实验方案设计和基本步骤是什么 提示 1 认真审题 明确实验目的 找出实验原理 2 根据实验原理选择仪器和药品 并设计出合理的实验装置和操作步骤 3 准确地记录实验过程中的现象和数据 并运用分析 计算 图表 推理等方法处理有关实验现象和数据 得出正确的结论 尾气吸收时应遵循的原则及注意事项吸收原则1 能充分吸收气体 2 不能倒吸 注意事项1 当气体中含有多种杂质时 若采用洗气装置净化气体 通常是除杂在前 干燥在后 若用加热装置除杂时 通常是干燥在前 除杂在后 两项原则 三项注意 2 尾气处理装置应与大气相通 如图就不能作为尾气处理装置 3 有些生成物需要防潮处
5、理 如FeCl3 AlCl3等 这时尾气处理前必须有干燥装置 以防止水蒸气进入 如图所示 1 排液法 难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体 例如 H2 O2 CO CH4 NO 只能用排液法收集 CH2 CH2 等 注意 Cl2不用排水法收集 但可用排饱和食盐水法收集 CO2可以用排饱和NaHCO3溶液收集 排液法的典型仪器是a 注意导管只能伸入集气瓶内少许 2 排气法 不与空气反应且密度与空气相差较大的气体 又可分为向上排空气法和向下排空气法 用排气法收集气体时 导气管一定要伸入集气瓶底部 把空气尽量排出 三种方法 1 气体收集装置的选择方法 为了减少气体对流 集气瓶口可盖上毛玻璃片 如
6、图b 试管口可轻轻塞上一小团疏松的棉花 如图d 向上排空气法 相对分子质量大于29的气体 如O2 CO2 SO2 H2S Cl2 NO2 只能用排空气法 HCl等 典型装置是b 向下排空气法 相对分子质量小于29的气体 如H2 CH4 NH3等 典型装置是c 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理 常用经典装置有 a装置可用于NaOH溶液吸收氯气 SO2 硫酸铜溶液吸收H2S 气体溶解或反应速度不很快 不易引起倒吸 b装置可用于收集少量气体然后处理 c d装置可吸收易溶且溶解性很大的气体 如HCl HBr NH3等 其中d吸收量少 e用于处理难以吸收 有毒 且可燃的气体 如H2 CO等 2 尾气处
7、理的选择方法 3 几种重要物质的制备方法 实验室制取氨气 除用氯化铵和消石灰加热外 还可用浓氨水制取 可以加热浓氨水使NH3挥发出来 可用浓氨水和生石灰混合 生石灰与水反应放热 使NH3挥发出来 也可用浓氨水与固体氢氧化钠混合 借助氢氧化钠溶解放热 使NH3挥发出来 仪器安装顺序 一放灯 二放瓶 三连管 四验封 五加药 六反应 我的总结 我的闪记 制备氧气的途径有哪些 提示制备氧气的方法有物理方法如分离空气法 加热方法如加热分解氯酸钾和高锰酸钾 常温方法如双氧水的分解 过氧化钠与水的反应 电解法如电解水 问题征解 气体的制备是中学化学实验的重要内容 涉及试剂的选择 药品的取用 仪器的选择 仪器
8、的组装 物质的加热等多种基本实验操作 具有较强的综合性 1 试剂的选择 以实验室常用药品为原料 方便 经济 安全 尽量做到有适宜的反应速率 不可过大 也不可过小 且所得气体唯一 必考点80气体制备实验方案的设计 2 装置的选择 由反应物的状态 反应条件和所制备气体的性质 量的多少决定 装置从左到右的组装顺序为 发生装置 净化装置 干燥装置 收集装置 尾气处理装置 3 仪器的装配 在装配仪器时 应自下而上 从左至右 先塞好后固定 加入试剂时 先固后液 实验开始时 先检查装置的气密性 后点燃酒精灯 在连接导管时 应长进短出 量气装置的导管应短进长出 干燥管应大口进 小口出 4 气体的除杂 先除杂
9、后干燥 加热除氧放末尾 常用的除杂试剂 括号内为杂质气体 有 硫酸铜溶液 H2S 碳酸氢钠溶液 SO2或HCl 加热氧化铜粉末 CO或H2 浓NaOH溶液 CO2 SO2 Cl2 加热铜网 O2 浓H2SO4或无水氯化钙 H2O 碱石灰 CO2 H2O 等 5 尾气的处理 燃烧法 如CH4 C2H4 C2H2 H2 CO等 碱液吸收法 如Cl2 H2S CO2 SO2 NO2等 水溶解法 如HCl NH3 2013 南师附中模拟 某学生利用如图装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应 所提供的试剂有 浓盐酸 熟石灰 二氧化锰 碱石灰 氯化铵 典例1 回答下列问题 1 实验室制取氨气应选用的装置是
10、 填对应字母 反应的化学方程式是 2 根据实验目的 所选装置的连接顺序为 填装置的接口字母 接 接 f g 接 接 接 其中 G装置的作用是 3 氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化铵和氮气 该反应的化学方程式为 其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 4 请你评价此套装置有何缺点 思维引入 明确实验目的 分析各装置的用途及连接原则 掌握常见气体制备中的注意问题 气体的实验室制备所用的化学原理也不能局限于课本上的知识 比如实验室制取O2除可用KClO3 KMnO4加热分解 固固加热制气装置 外 还可用Na2O2与H2O反应 H2O2催化分解 固液不加热制气装置 得到 其他气体如NH3 H2
11、CO2也可根据具体情况选择不同于课本上的反应原理和实验装置 1 启普发生器具有随开随用 随关随停的特点 实验室中没有启普发生器时 可设计成如下装置 2 刚开始排出的气体不能收集 只有当气体连续并比较均匀地放出时才能收集 否则收集的气体中混有空气 如图是实验室常见的气体制取 干燥和收集装置 若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气 则合理的装置组合为 应用1 A B C D 答案C 1 用铜制取硫酸铜CuO H2SO4 稀 CuSO4 H2O 2 用铜制取硝酸铜CuO 2HNO3 稀 Cu NO3 2 H2O 3 用铝制取氢氧化铝2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 2Al 2Na
12、OH 2H2O 2NaAlO2 3H2 必考点81典型无机物的制取实验方案的设计 1 选择最佳反应途径 Al2 SO4 3 6NaAlO2 12H2O 8Al OH 3 3Na2SO4当n Al3 n AlO2 1 3时 Al OH 3的产率最高 实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝 应选用氨水 而不能选用强碱如氢氧化钠溶液等 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 2 选择最佳原料 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 所以更要注意隔绝空气 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
13、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FeSO4或FeCl2溶液的液面以下 慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠溶液与FeSO4或FeCl2溶液反应 在溶液上面加保护层 如苯 煤油或植物油 充入保护气 如氢气 氮气等 3 选择适宜的操作方法 根据反应原理和实际反应情况 选择适宜的收集或分离方法以获得所需产物 如过滤法可分离出不溶于水的固体产物 蒸发结晶可以得到溶液中的溶质 蒸馏可以分离出指定的液态产物 其他常用的分离提纯方法还有结晶 萃取 分液 升华 渗析 盐析等 4 选择适宜的收集 分离方法 2012 江苏 19 废弃物的综合利用既有利于节约资
14、源 又有利于保护环境 实验室利用废旧电池的铜帽 Cu Zn总含量约为99 回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下 典例2 1 铜帽溶解时加入H2O2的目的是 用化学方程式表示 铜帽溶解完全后 需将溶液中过量的H2O2除去 除去H2O2的简便方法是 2 为确定加入锌灰 主要成分为Zn ZnO 杂质为铁及其氧化物 的量 实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2 的含量 实验操作为 准确量取一定体积的含有Cu2 的溶液于带塞锥形瓶中 加适量水稀释 调节溶液pH 3 4 加入过量的KI 用Na2S2O3标准溶液滴定至终点 上述过程中反应的离子方程式如下 2Cu2 4I 2CuI 白色 I22S2O32
15、I2 2I S4O62 滴定选用的指示剂为 滴定终点观察到的现象为 若滴定前溶液中的H2O2没有除尽 所测定的Cu2 含量将会 填 偏高 偏低 或 不变 3 已知pH 11时Zn OH 2能溶于NaOH溶液生成 Zn OH 4 2 下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH 开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 0mol L 1计算 实验中可选用的试剂 30 H2O2 1 0mol L 1HNO3 1 0mol L 1NaOH 由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为 过滤 过滤 洗涤 干燥 900 煅烧 思维引入 答案 1 Cu H2O2 H2SO4 CuSO4 2H2O 加热 至沸 2 淀粉溶液
16、蓝色褪去 偏高 3 向滤液中加入适量30 H2O2 使其充分反应 滴加1 0mol L 1NaOH 调节溶液pH约为5 或3 2 pH 5 9 使Fe3 沉淀完全 向滤液中滴加1 0mol L 1NaOH 调节溶液pH约为10 或8 9 pH 11 使Zn2 沉淀完全 1 明确物质制备原理 进行物质制备实验设计前必须先认真审题 明确要制备的物质 弄清题目有哪些新信息 综合学过的知识 通过类比 分析 迁移 从而明确制备原理 2 选择实验仪器与实验试剂 根据制备的物质的性质 需要的反应条件 选择合理的实验仪器和试剂 3 设计物质制备步骤 根据物质制备的原理以及所选用的实验仪器和试剂 设计出合理的实验装置和实验操作步骤 实验步骤应完整 简明 4 检验制备的物质的纯度 采用可行的方法对制备的物质进行检验 确定实验是否成功 物质制备的基本思路 高铁酸盐在能源 环保等方面有着广泛的用途 利用湿法 干法制备高铁酸盐的原理如表所示 1 工业上利用湿法制备高铁酸钾 K2FeO4 的流程如图所示 应用2 反应 的化学方程式为 反应 的离子方程式为 加入饱和KOH溶液的目的是 2 高铁酸钾是一种理想的水处理
