1、第四讲 物质的制备 【考纲要求】 1掌握常见气体 的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法） 。 2能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 3掌握物质制备实验设计的基本要求，并能根据题目要求，设计切实可行的制备方案。 【复习方略】 中学制备实验中最重要的就是有关气体的制备。按考试说明的要求：应该掌握 H2、O 2、CO 2、Cl 2、SO 2、NH 3、NO、NO 2、CH 2=CH2 等的实验室制法，所以在复习中不 仅要明确这些气体制备的试剂、仪器、反应原理和收集方法，而且还要能够运用这些原理 设计一些新气体的制备方法和方案。 此外还有一些无机物和有机物的制备，典型的有氢氧化铝、氢氧
2、化亚铁、硫酸亚铁等 的制备，有机物主要有乙酸乙酯、肥皂等的制备。 【精题点评】 例 1.下列反应适用于实验室制备氧气的是 高锰酸钾热分解 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2 硝酸铵热分解 2NH4NO3 4H2O+2N2+ O2 过氧化氢催化分解 2H2O2 2H2O +O2 二氧化氮热分解 2NO2 2NO+ O2 A只有 B和 C和 D 点评：一般说来，物质的实验室制法所要求的条件为：反应尽可能快一些、比较容易 进行；实验操作比较简单易行，且安全可控；尽量使制备的产物单一而易于分离。对反应 物的成本以及能耗，可较少考虑，这一点和物质的工业制法是截然不同的。 从以上论述容易得出：氧
3、气的实验室制法除可用高锰酸钾热分解外，过氧化氢的催化 分解也简单易行。方法和 制得的都是混合气体且不易分离，而且硝酸铵受热可能发生 爆炸，二氧化氮是气体，作为反应物使反应不易实现。 答案：C。 例 2.右图是一套实验室制备气体的装置，用于 发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这 套装置进行实验的是 A铜屑和稀硝酸 B二氧化锰和浓盐酸 C浓硫酸和无水乙醇 D碳酸钙和稀硝酸 点评：由题所给装置可看出：气体发生装置没 有热源，不加热；干燥用浓硫酸；收集气体用向上 排空气法。必须同时符合这三个条件的才是合题意的答案。A 制得的一氧化氮不能用排空 气法收集,B 、C 两个制备都需加热，D 用碳酸钙
4、和稀硝酸反应可以顺利制得二氧化碳，同 时可以用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集。 答案：D 例 3下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 点评：氯化钠溶液的电解产物有氢氧化钠、氢气和氯气。要想检验这三种产物，每一 个检验都应有明显的实验现象，氢氧化钠在溶液中遇到酚酞变红色，四个装置都可以做到。 由图可知，氢气的检验应是先收集起来再移近火焰进行可燃性检验，所以在装置的左侧的 电极应产生氢气，从而排除 A、C；氯气可使碘化钾淀粉溶液变蓝，所以氯气的检验方法 应用碘化钾淀粉溶液不应是氢氧化钠溶液。 答案 ：D。 例 4.氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下： 依据 上图，完成
5、下列填空： （1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生变化的反应式为 ， 与电源负极相连的电极附近，溶液 pH (选填：不变、升高或下降 )。 （2）工业食盐含有 Ca2+、Mg 2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为 、 。 （ 3）如果粗盐中 SO42-含量较高，必须填加钡试剂除去 SO42-，钡试剂可以是 。 aBa(OH) 2 bBa(NO 3)2 cBaCl 2 （4）为有效除去 Ca2+、Mg 2+、SO 42-，加入试剂合理的顺序为 a先加 NaOH，后加 Na2CO3，再加钡试剂 b先加 NaOH，后加钡试剂，再加 Na2CO3 c先加钡试剂，后加 NaOH，再加 N
6、a2CO3 （5）脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填写 操作名称）除去 NaCl。 （6）在隔膜法电解饱和食盐水时，电解槽分割为阳极区和阴极区，防止氯气与氢氧化 钠反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，氯气与氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和 氢气，相应的化学方程式为 。 化盐 NaOH Na2CO3 精制 粗盐 H2O 电解 H2 Cl2 10%NaOH、16%NaCl 脱盐 沉渣 50%NaOH 溶液 电解 点评：题目给出了生产的工艺流程，它为学生提供了解题线索，也告诉学生工业大生 产和实验室的研究是有差异的。 由图可以看出由 NaOH 和 Na2
7、CO3 来沉淀 Ca2+、Mg 2+，很容易得出（2）的离子方程 式。 （3） 、 （4）两问都是除杂质的问题，依据除杂质不能引入新杂质，即使引入也必须再除 去的原则， （3）不可用 Ba(NO3)2，因为 NO3 无法除去，同样（4）不可选 a,因为过量的 Ba2+不能除去。通过溶解度的差异从混合液中分离溶质的方法是，蒸发、冷却（结晶） 、过 滤。 答案：（1）2Cl 2e =Cl2；升高 （2）Ca 2+ CO32 = CaCO3 Mg2+2OH =Mg(OH)2 (3)ac (4)bc (5)蒸发；过滤 （6）NaCl+H 2O = NaClO+H2 【基础过关】 一、选择题（每小题只有
8、一个选项符合题意） 1实验室中进行下列实验时，加碎瓷片以防暴沸的是 A制乙烯 B制氯气 C稀释浓硫酸 D制氢气 2欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚，有如下操作，蒸馏 过滤 静置分液 加入 足量的钠 通入过量的 CO2 加入足量的氢氧化钠溶液 加入足量的 氯化铁溶液 加入乙酸和浓硫酸后加热，其合理的操作顺序是 A B C D 3下列所述都涉及基本的化学实验，其中正确的是 A某同学用氨气做喷泉实验时，水未能充满整个烧瓶，原因可能是收集的氨气不纯净 B在实验室中可用排空气集气和排水集气两种方法收集 NO2 气体 C做完实验后，若仪器内附有不易用水洗净的物质，应用合适的化学试剂洗涤,之后不 必用水冲洗 D
9、洗涤大口玻璃仪器时，不必用毛刷，用手将内壁洗净即可 4某学生实验完毕后，用下列方法清洗所用仪器： 用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管； 用热的氢氧化钠溶液洗涤盛过油脂的烧杯； 用二硫化碳洗涤沾有硫磺的试管； 用盐酸洗涤盛过饱和石灰 水的试剂瓶。则 A除 外都正确 B 除 外都正确 C只正确 D 全都正确 5既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的气体是 ACl 2 BSO 2 CCO DNO 2 6气体 X 可能含有 NH3、Cl 2、HBr 、CO 2 中的一种或几种。将 X 通入硝酸银溶液产生 不溶于稀硝酸的淡黄色沉淀，若将 X 通入澄清的石灰水中，没有沉淀生成。则下列有 关 X 成分的判断正确的是 A
10、可能含有 HBr B一定不含有 CO2 C一定不含有 NH3 和 Cl2 ，可能含有 CO2 D 一定含 HBr，可能含 CO2 和 Cl2 7按下述实验方法制备气体，合理而又适用的是 A锌粒与稀硝酸反应制备氢气 B把 2molL-1 的硫酸和乙醇混合加热到 170oC 制乙烯 C亚硫酸钠与浓硫酸反应制备 SO2 D大理石和稀硫酸反应制备 CO2 8一定量的稀硫酸与过量的锌粒反应时， 为减缓反应速率且不影响生成氢气的总量，向 稀硫酸中加入适量的下列试剂，不能达到目的的是 A蒸馏水 B食盐水 C硫酸铵固体 D醋酸钠固体 9为除去氯化亚铁溶液中混有的少量的氯化铁，最好的方法是向此溶液中 A通入氯气
11、 B加入锌粉 C加入铁粉 D加入铜粉 10下列是除去括号内杂质的有关实验操作方法，其中错误的是 AFeCl 2 溶液（FeCl 3）：加入足量的铁粉，反应后过滤 B苯(苯酚)：加入足量的溴水振荡，然后过滤 CCO 2(SO2)： 通过装有足量的酸性 KMnO4 溶液的洗气瓶，再干燥 D乙酸乙酯（乙酸）：加入足量的饱和碳酸钠溶液振荡，然后分液 二、填空题 11在 Inorganic Syntheses 一书中，有一装置是用以制备某种干燥的纯净气体。如图所示： 其 A 中应盛放一种密度比 B 中密度小的液体。下表中为几种液体的密度 溶液名称 浓盐酸 浓硫酸 浓氨水 浓氢氧化钠 溶液 浓醋酸 密度
12、（ g/mL） 1.19 1.84 0.89 1.41 1.06 现从上述液体中选出几种适宜的试剂来利用该装置制出干燥纯净气体。 （1）制备出的气体其化学式是_。 （2）应选用的试剂（写名 称）： A 中盛_ ，B 中盛_。 （3）装置中毛细管的作用是_ _ 。 12 合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途： ； 。 实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 固态氯化铵加热分解 固体氢氧化钠中滴加浓氨水 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热 III为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置 均已略去） 。 毛细管 A B 实
13、验操作 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹 a、b、c、d、e。在 A 中加入锌粒，向长颈漏 斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹 c、d、e，则 A 中有氢气发生。在 F 出口处收集氢 气并检验其纯度。 关闭弹簧夹 c，取下截去底部的细口瓶 C，打开弹簧夹 a，将氢气经导管 B 验纯后点 燃，然后立即罩上无底细口瓶 C，塞紧瓶塞， 如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分 钟后火焰熄灭。 用酒精灯加热反应管 E，继续通氢气，待无底细口瓶 C 内水位下降到液面保持不变 时，打开弹簧夹 b，无底细口瓶 C 内气体经 D 进入反应管 E，片刻后 F 中的溶液变红。 回答下列问题： （1）检验氢气纯度的目的是
14、。 （2）C 瓶内水位下降到液面保持不变时， A 装置内发生的现象是 ， 防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹 b 的原因是 ，C 瓶内气体的成份是 。 （3）在步骤中，先加热铁触媒的原因是 。反应管 E 中发生反应的化学方程式是 。 【能力提升】 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1向下列溶液中通入过量 CO2，最终出现浑浊的是 A氢氧化钙饱和溶液 B苯酚钠饱和溶液 C醋酸钠饱和溶液 D氯化钙饱和溶液 2已知 a g 物质 M 在 O2 中充分燃烧后，产物被足量 Na2O2 充分吸收，Na 2O2 固体增重 a g，当 M 为 H2 或 CO 时，上述说法成立。据此推断，M 不
15、可能是 AH 2 和 CO 混合物 B甲烷和乙烯混合物 C甲醇 D乙二醇 3下列各种变化中，不属于化学变化的是 A向鸡蛋白溶液中加入饱和硫酸铵溶液，析出蛋白质 B向白色无水硫酸铜粉末中滴加少量水 C向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，制取氢氧化铁胶体 D向鸡蛋白溶液中滴加硝酸铅溶液，析出白色沉淀 4提纯含有少量 Ba(NO3)2 杂质的 KNO3 溶液，可以使用的方法是 A加入过量 Na2CO3 溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 B加入过量 K2SO4 溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 C加入过量 Na2SO4 溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 D加入过量 K2CO3 溶液，过
16、滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸 5KClO 3 和 MnO2 的混合物加热分解后，先要对所得混合物进行分离，为此有下列方法可 供选择： 干燥 过滤 溶解 水洗 盐酸洗涤 高温灼烧 蒸发滤液并结晶 高温加碳还原，其中正确的组合是 A B C D 6某工厂排放的酸性废水中含有较多量的重金属 Cu2+离子，这对农作物和人畜均有害。 欲采用化学药剂法除掉有害成分，应该选用下列药品中的 A食盐和硫酸 B铁粉和生石灰 C胆矾和石灰水 D苏打和硫酸 7不用其它试剂，限用化学方法区别下列两组内的四种溶液：NH 4Cl、NaOH、AgNO 3 和 KNO3； Al2(SO4)3、BaCl 2、K 2CO3 和
17、盐酸。下列说法正确的是 A只有一组可以区别 B只有第组可以区别 C两组都可以区别 D两组都不能区别 8将 W1 g 光亮的铜丝在空气中加热一段时间后，迅速插入下列物质中，取出干燥，如 此反复几次，最后取出铜丝，用蒸馏水洗涤、干燥，称其质量为 W2 g。实验时由于所 插入的物质不同，铜丝的前后质量变化可能不同，下列所插物质与铜丝的质量关系不正 确的是 A石灰水 W1 W2 D乙醇 W1 W2 9有下列试剂：NaOH 溶液 饱和 NaHCO3 溶液 Na2CO3 溶液 硝酸酸化的硝 酸钡溶液 氨水 酸性高锰酸钾溶液，欲除去 CO2 中含有少量 SO2 杂质，应选用 的试剂是 A B C D 二、填
18、空题 10拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收 集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d 表示相应仪器中加入的试剂） 。 气体 a b c d C2H4 乙醇 浓 H2SO4 NaOH 溶液 浓 H2SO4 Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH 溶液 浓 H2SO4 NH3 饱和 NH4Cl 溶液 消石灰 H2O 固体 NaOH NO 稀 HNO3 铜屑 H2O P2O5 （1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是 。 （2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满） 。 气体 ，理由是 。 气体 ，理由是 。 气体 ，理由是 。 气体 ，
19、理由是 。 11下图表示某种盐的制备步骤： 已知：水合盐 B 含有 45.3%的水；无水盐 C 焙烧分解，放出两种无色刺激性气体 E 和 F，并生成红棕色固体 D。请 回答下列问题： （1）写出化学式： B ， D ，E ，F 。 （2）写出反应的离子方程式 稀硫酸A ： 。 （3）由水合盐 B 制备无水盐 C 过程中用氮气做保护气的原因： 。 12下列图甲和图乙是有关硝酸和铜反应的实验装置示意图，请回答下列问题： 稀硫酸 金属屑 A 滤液 水合盐 B过滤，除杂质 80 结晶 300 氮气保护 无水盐 C （1）装置甲能否制取 NO （填“能” 、 “不能”） （2）为了研究稀硝酸与 Cu 反
20、应生成的气体是 NO 气体，用装置甲进行实验是否可行？ 并说明理由 。 （3）有人设计了装置乙进行实验，证明稀硝酸与 Cu 反应生成 NO 气体。 请将有关操作 补充完全： 将活塞打开，从 U 型管的长管口 a 注入稀硝酸，注到 为止。 （4）用装置乙进行实验时，反应在什么情况下可自动停止 。 （5）用装置乙进行实验时，如何证明生成的无色气体是 NO 。 （6）如果要获得浓硝酸跟铜反应与上述稀硝酸跟铜反应的实验形成鲜明对照的效果，应 该选择哪套装置（装置甲或装置乙）进行怎样的操作，同时指出实验现象和结论。 13海水及盐卤中均有氯化镁存在，某海盐厂利用本厂副产品 MgCl26H2O 做原料，在 523以上加热，制取耐火材料 MgO 和盐酸。 （1）写出该法制取盐酸的反应方程式 。 （2）此法制备 36.5的浓盐酸是否还需要加入水? ，说明理由 （3）在干燥的氯化氢气流中加热 MgCl26H2O 也可制得无水 MgCl2，干燥的 HCl 的作用是 。 （4）若该工厂不再增加其它原料（干燥剂可循环利用，忽略水蒸气的损失） ，利用 MgCl26H2O 同时制取 MgO、36.5的浓盐酸和无水 MgCl2，请你根据（1） （2） （3） 反应原理为该厂设计工艺流程提出合理建议（可用文字说明也可以用流程图说明） 。 提示：先将 MgCl26H2O 在 523以上加热。
