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1、新教材适用高考化学专题三十 制备实验方案的设计【高频考点解读】物质制备是中学化学试验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验题，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学试验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考命题者的青睐。【热点题型】题型一 气体的制备 例1、CO中混有CO2、H2S、HCl和水蒸气，为了得到干燥、纯净的CO，操作步骤和顺序完全正确的是（） 通过装浓H2SO4的洗气瓶 通过装水的洗气瓶 通过装NaOH溶液的洗气瓶 通过灼热的CuO 通过装CuSO4溶液的洗气瓶 通过装P2O5的干燥管 A.B. C. D. 【提分秘籍】 1.气体的制备思路，可从下
2、面几个方面来归纳 2.操作顺序 （1）组装仪器：自下而上，从左到右，气体净化时：先净气 装置，后干燥装置； （2）检查装置的气密性； （3）装药品进行实验操作； （4）记录实验现象、数据；（5）拆卸、洗涤仪器：自右而左、从上到下。 3.发生装置：依据所用试剂的状态及反应条件 4.气体的收集方法 确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 【特别提醒】（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，我们可以设计成如下装置。 （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。（3）用排空气法收集的气体中混有空气，
3、用排水法收集的气体中混有水蒸气。若想得到干燥纯净的气体，可用气囊或塑料袋收集。 5.气体的净化 （1）净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。 （2）气体的净化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或盛碱石灰的b或c或d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CO
4、2（CO），可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。 选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2（H2S），可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。 6.尾气的吸收 对于有毒、有害、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。 （1）吸收原则 能充分吸收气体。不能倒吸。（2）常见装置 吸收溶解度较小的尾气（如Cl2、SO2等）用图A装置。 吸收溶解度较大的尾气（如HCl、NH3等）用图B、C装置。CO等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如图D、E。 【特别提醒】（1）当气体中含有多种杂质时，若采用
5、洗气装置，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。（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。 【举一反三】下图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是（） A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B.锌粒和稀硫酸制氢气 C.浓盐酸和二氧化锰制氯气 D.电石和水制取乙炔【热点题型】题型二 制备实验方案的设计 例2、.化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从下图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使用，固定装置不必画出） .实验室制备少量
6、硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑，加入20%30%的稀硫酸溶液，在50 80 水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。 （1）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式：_。 （2）硫酸溶液过稀会导致_。 （3）采用水浴加热的原因是_。 （4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）。 （5）溶液趁热过滤的原因是_。 塞紧试管口的目的是_。（6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是。 【提分秘籍】 1.制备实验方案设计的基本思路 最佳途径原则：原理正确、方法可行、仪器简单、操作方便、经济安全、绿色环保。 2.典型物
7、质的实验室制备 （1）选择最佳反应途径 用铜制取硫酸铜2CuO2 2CuOCuOH2SO4（稀）=CuSO4H2O 用铜制取硝酸铜 2CuO2 2CuO CuO2HNO3（稀）=Cu（NO3）2H2O 用铝制取氢氧化铝 2Al3H2SO4=Al2（SO4）33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 Al2（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，而不能选用强碱溶液；同理用偏铝酸盐与酸反应制取氢氧化铝，应选用通入CO2，而不
8、能选用强酸溶液；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，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）；在亚铁盐溶液中加几滴苯或植物油以隔绝空气；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。 【举一反三】某研究小组制备消毒液（主要成分NaClO）设计了A、B两套装置。并查阅到下列资料，“在加热情况下
9、卤素和碱液发生如下反应3X26OH5XXO3H2O”。回答下列问题： （1）装置A的大试管内发生反应的离子方程式为_。 （2）装置A中能否省去盛饱和NaCl溶液的洗气瓶？_， 理由是_。 （3）装置A中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？，理由是_。 （4）装置A中能否省去盛冰水的烧杯？，理由是_。 （5）装置B中制备Cl2时发生的电解反应的化学方程式为_。 （6）装置B中a端应接电源的极，理由是_。【热点题型】题型三 非气体物质制备 例3、某实验小组利用如下装置(部分固定装置略去)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是_。(2)反应过程中末端导管必
10、须始终插入试管A的水中，目的是_。(3)制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞K并通入N2；点燃酒精灯，进行反应；反应结束后，_；拆除装置，取出产物。(4)数据记录如下：空瓷舟质量m0/g瓷舟与钙的质量m1/g瓷舟与产物的质量m2/g14.8015.0815.15 计算得到实验式CaxN2，其中x_。若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：_。【提分秘籍】制备装置的识图技巧明确目的；所制备物质是否有特殊性质(即是否需要特殊保护)；制备过程中是否产生有毒气体等；进入每一装置的物质是什么，吸收了什么物质或产生了什么物质。【举一反三】碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3是一种用途广泛的
11、化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：步骤一：废铜屑制硝酸铜如图，用胶头滴管吸取浓硝酸缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。步骤二：碱式碳酸铜的制备向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70 左右，用0.4 molL1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。完成下列填空：(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式_。(2)上图装置中NaOH溶液的作用是_。(3)步骤二中，水浴加热所需仪器有_、_(加热、夹持仪器、石棉网除外)，水浴加热的优点是_。(4)若实验得到2.42 g样品(只含CuO
12、杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是_。【高考风向标】1（2014天津卷）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是()A制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体D制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气2（2014山东卷）下列实验操作或装置(略去部分夹持仪器)正确的是() A配制溶液 B中和滴定 C制备乙酸乙酯 D制备收集干燥的氨气3（2014新课标全国卷）下列图示实验正确的是()4（2014安徽卷）为实现下列实验目的，依据下表提供的主要仪器，所用试剂合理的是()选项实验目的主要仪器试剂A分离Br2和CCl4的混合物分液漏斗、烧杯Br2和CCl4的混合物、蒸馏水
