高考化学第一轮复习-10.3-物质制备-实验方案设计与评价ppt课件-新人教版.ppt
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1、必考部分必考部分第十单元第十单元化学实验基础化学实验基础第第3 3节物质制备实验方案设计与评价节物质制备实验方案设计与评价合作学合作学习习速通关速通关知知识识梳理梳理打基打基础础实验实验探究探究破破难难点点课课 时时 作作 业业速效提升速效提升提素能提素能1掌握常见气体的掌握常见气体的实验室制法实验室制法(包括所用药包括所用药品、仪器、反应原理和收品、仪器、反应原理和收集方法等集方法等)。2.根据反应物的状态根据反应物的状态及反应条件等,灵活选用及反应条件等,灵活选用气体的发生装置。气体的发生装置。3.能对所制得的气体能对所制得的气体进行净化、干燥,对有毒进行净化、干燥,对有毒气体进行尾气处理
2、。气体进行尾气处理。本节内容是高考命题的热本节内容是高考命题的热点之一,主要考查:点之一,主要考查:(1)制备气体的化学原理;制备气体的化学原理;(2)相关装置的选择与组合;相关装置的选择与组合;(3)有关气体的收集、干燥、有关气体的收集、干燥、净化、尾气处理等装置的选择;净化、尾气处理等装置的选择;(4)气密性检查及实验安全气密性检查及实验安全问题。问题。4.能根据试题要求设能根据试题要求设计、评价或改进实验方案。计、评价或改进实验方案。5.了解控制实验条件了解控制实验条件的方法。的方法。6.能绘制和识别典型能绘制和识别典型的实验仪器装置图。的实验仪器装置图。7.能分析或处理实验能分析或处理
3、实验数据,得出合理结论。数据,得出合理结论。(5)以化工生产、生活实际以化工生产、生活实际为命题背景,将本理论、元素为命题背景,将本理论、元素化合物等相关知识与实验内容化合物等相关知识与实验内容有机结合起来。有机结合起来。2015年高考,将会对常见年高考,将会对常见气体制备的考查方式转移到制气体制备的考查方式转移到制取与性质相结合的综合考查中;取与性质相结合的综合考查中;另外,以化工生产、生活中的另外,以化工生产、生活中的化学问题为背景,考查化学基化学问题为背景,考查化学基础知识应用于实验中的能力仍础知识应用于实验中的能力仍是命题的方向。是命题的方向。课课前前知识梳理知识梳理打基础打基础 01
4、夯夯实实基基础础 厚厚积积薄薄发发一、一、O2的制备的制备1实验室制实验室制O2(1)制备方法制备方法用用KClO3和和MnO2或用或用KMnO4制取制取化学方程式:化学方程式:_,_。用用H2O2和和MnO2制取制取化学方程式:化学方程式:_。(2)收集方法收集方法用用_法或法或_法。法。(3)验满验满方法:方法:_,观观察是否复燃。察是否复燃。若用排水法收集若用排水法收集O2时时,若,若_,证证明明O2已收集已收集满满。2工工业业制制O2采用采用_法。法。二、二、CO2的制备的制备1实验室制实验室制CO2(1)发生反应的化学方程式为:发生反应的化学方程式为:_。(2)净化方法:用净化方法:
5、用_除去除去HCl。(3)收集方法:用收集方法:用_法收集。法收集。(4)验满方法:验满方法:_,证明,证明CO2已收集满。已收集满。2工业制工业制CO2:高温煅烧石灰石,化学方程式为:高温煅烧石灰石,化学方程式为:答案:答案:1.(1)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(2)饱饱和和NaHCO3溶液溶液(3)向上排空气向上排空气(4)将燃将燃烧烧的木条的木条放入瓶口立即熄放入瓶口立即熄灭灭三、三、H2的制备的制备1实验室制备实验室制备H2(1)化学方程式:化学方程式:_。(2)收集方法:收集方法:_法或法或_法。法。2工业制法:电解水、水煤气法等。工业制法:电解水、水煤气法等。答案:
6、答案:1.(1)ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)排水排水向下排空气向下排空气四、四、Cl2的制备的制备1实验室制实验室制Cl2(1)发生反应的化学方程式为:发生反应的化学方程式为:_。(2)净化方法:用净化方法:用_除去除去HCl,再用,再用_除除去水蒸气。去水蒸气。(3)收集及验满方法:采用收集及验满方法:采用_法或法或_法,法,用湿润的用湿润的_来检验。来检验。(4)尾气处理:多余的尾气处理:多余的Cl2排放到空气中会造成环境污排放到空气中会造成环境污染,须用染,须用_吸收除去。吸收除去。2工工业业制制Cl2采用采用电电解解饱饱和食和食盐盐水法,化学方程式水法,化学方程式为为:_。(2
7、)饱饱和食和食盐盐水水浓浓H2SO4(3)向上排空气排向上排空气排饱饱和食和食盐盐水淀粉水淀粉KI试纸试纸(4)NaOH溶液溶液五、五、NH3的制备的制备1实验室制实验室制NH3(1)发生反应的化学方程式为:发生反应的化学方程式为:_。(2)除杂:用除杂:用_除去混有的水蒸气。除去混有的水蒸气。(3)收集:只能用收集:只能用_法。法。(4)验满:验满:用湿润的用湿润的_置于试管口,若试纸置于试管口,若试纸_,说明已收集满。,说明已收集满。将蘸有将蘸有_的玻璃棒置于试管口,若有的玻璃棒置于试管口,若有_产生,说明已收集满。产生,说明已收集满。(5)尾气吸收:用尾气吸收:用_吸收多余的吸收多余的N
8、H3。2工工业业制制NH3发发生反生反应应的化学方程式的化学方程式为为:_。六、化学实验方案设计的基本要求六、化学实验方案设计的基本要求1科学性:科学性:_准确、实验操作程序和方法必准确、实验操作程序和方法必须正确。须正确。2安全性:实验设计时应尽量避免使用安全性:实验设计时应尽量避免使用_药药品和进行具有一定危险性的实验操作。品和进行具有一定危险性的实验操作。3可行性:实验设计应条件允许,效果明显,操作可行性:实验设计应条件允许,效果明显,操作方便。方便。4简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用较简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用较_的实验装置,用较的实验装置,用较_的实验步骤和实验
9、药品,的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。并能在较短的时间内完成实验。5经济经济性:在能达到性:在能达到实验实验目的的前提下尽量目的的前提下尽量选选用常用常见见的、容易得到的的、容易得到的仪仪器和器和药药品。品。答案:答案:1.实验实验原理原理2有毒有毒4简简便少便少七、实验操作的顺序七、实验操作的顺序1连接仪器。连接仪器。按气体发生按气体发生_干燥干燥相关实验相关实验_顺序连接好实验仪器。顺序连接好实验仪器。2检验装置的检验装置的_。3装药品,进行实验操作。装药品,进行实验操作。答案:答案:1.除除杂质杂质尾气尾气处处理理2气密性气密性八、评价化学实验方案的一般原则八、评价化学
10、实验方案的一般原则一个实验方案的优劣主要以一个实验方案的优劣主要以_是否科学合理、是否科学合理、_是否简单可行,另外还要从是否简单可行,另外还要从_和和_两个角度去评价。两个角度去评价。答案:答案:实验实验原理操作与装置原理操作与装置绿绿色化学安全性色化学安全性1下列反下列反应应最适用于最适用于实验实验室制室制氢氢气的是气的是 ()锌锌与稀硫酸反与稀硫酸反应应甲甲烷热烷热分解分解电电解稀硫酸解稀硫酸炽热炽热的炭与水蒸气反的炭与水蒸气反应应A只有只有BC D答案:答案:A2实验实验室制取下列气体,所用室制取下列气体,所用药药品和干燥品和干燥剂剂都正确都正确的是的是 ()解析:解析:Cl2不能用碱
11、石灰干燥,不能用碱石灰干燥,B错;错;HCl不能用碱石不能用碱石灰干燥,灰干燥,C错;错;NH3是碱性气体,可以和是碱性气体,可以和P2O5、H2O反应,反应,D错。错。答案:答案:A选选取的气体取的气体药药品品干燥干燥剂剂A.H2Zn和稀和稀盐盐酸酸浓浓H2SO4B.Cl2KClO3和和浓盐浓盐酸酸碱石灰碱石灰C.HCl固体固体NaCl和稀和稀H2SO4碱石灰碱石灰D.NH3NH4Cl和熟石灰和熟石灰P2O53在在实验实验室室进进行下列有关行下列有关实验实验,理,理论论上正确、操作上正确、操作上可行、上可行、经济经济上合理的是上合理的是 ()解析:解析:此题考查实验方案的评价,此题考查实验方
12、案的评价,A项中项中CO2与与NaOH溶液反应产物中可能含溶液反应产物中可能含NaHCO3;B项中项中AgNO3溶溶液价格昂贵;液价格昂贵;C项中项中Fe点燃会产生点燃会产生Fe3O4,与,与H2SO4溶液反溶液反应得混合物。应得混合物。答案:答案:D4如如图图是是实验实验室常室常见见的气体制取、干燥和收集装置。的气体制取、干燥和收集装置。若用若用过过氧化氧化氢氢和催化和催化剂剂二氧化二氧化锰锰制取干燥的氧气,制取干燥的氧气,则则合理合理的装置的装置组组合合为为 ()A BC D答案:答案:C课课堂堂合作学习合作学习速通关速通关 02互互动动探究探究 各个各个击击破破常见气体制备的发生常见气体
13、制备的发生1气体制备的思路及操作顺序气体制备的思路及操作顺序(1)气体制备的思路,可从下面几个方面来归纳:气体制备的思路,可从下面几个方面来归纳:(2)操作操作顺顺序序组组装装仪仪器:自下而上,从左到右,气体器:自下而上,从左到右,气体净净化化时时,先,先净净气装置,后干燥装置;气装置,后干燥装置;检验检验装置的气密性;装置的气密性;装装药药品,品,进进行行实验实验操作;操作;记录实验现记录实验现象、数据;象、数据;拆卸、洗拆卸、洗涤仪涤仪器:自右而左,从上到下。器:自右而左,从上到下。2常常见见气体制气体制备备的的发发生装置生装置实验实验室制室制备备气体气体发发生装置生装置选择选择的依据是反
14、的依据是反应应物的状物的状态态及反及反应应条件。条件。反反应应装装置置类类型型反反应应装置装置图图适用适用气体气体操作注意事操作注意事项项固、固加固、固加热热型型O2、NH3等等试试管要干燥管要干燥试试管口略低于管口略低于试试管底管底加加热时热时先均匀加先均匀加热热再再固定加固定加强强热热固、液加固、液加热热型或型或液、液加液、液加热热型型Cl2、HCl等等烧烧瓶加瓶加热时热时要要垫垫上石上石棉网棉网反反应应物均物均为为液体液体时时,烧烧瓶内要加碎瓷片瓶内要加碎瓷片固、液不固、液不加加热热型型或液、液或液、液不加不加热热型型H2、CO2、SO2、NO、NO2等等使用使用长颈长颈漏斗漏斗时时,要
15、使漏斗下端插入要使漏斗下端插入液面以下液面以下启普启普发发生器只适生器只适用于用于块块状固体和液状固体和液体反体反应应,且气体不,且气体不溶于水溶于水使用分液漏斗既使用分液漏斗既可以增可以增强强气密性,气密性,又可控制液体流速又可控制液体流速(1)启普启普发发生器具有随开随用、随关随停的特点,生器具有随开随用、随关随停的特点,实实验验室中没有启普室中没有启普发发生器生器时时,我,我们们可以可以设计设计成如下装置:成如下装置:(2)刚刚开始排出的气体不能收集,只有当气体开始排出的气体不能收集,只有当气体连续连续并并比比较较均匀地放出均匀地放出时时才能收集,否才能收集,否则则收集的气体中混有空气。
16、收集的气体中混有空气。例例1(2013安徽,安徽,8)实验实验室中某些气体的制取、收集室中某些气体的制取、收集及尾气及尾气处处理装置如理装置如图图所示所示(省略省略夹夹持和持和净净化装置化装置)。仅仅用此用此装置和表中提供的物装置和表中提供的物质质完成相关完成相关实验实验,最合理的,最合理的选项选项是是 ()选项选项 a中的物中的物质质 b中的物中的物质质 c中收集的气体中收集的气体 d中的物中的物质质A浓浓氨水氨水CaONH3H2OB浓浓硫酸硫酸Na2SO3SO2NaOH溶溶液液C稀硝酸稀硝酸CuNO2H2OD浓盐浓盐酸酸MnO2Cl2NaOH溶溶液液由装置分析制备的气体有需在常温下由装置分
17、析制备的气体有需在常温下制备且气体密度比空气大、极易溶于水等性质。制备且气体密度比空气大、极易溶于水等性质。解析解析 本题考查气体的制取、收集、尾气处理等。由本题考查气体的制取、收集、尾气处理等。由于氨气的密度小于空气,故应用向下排空气法,于氨气的密度小于空气,故应用向下排空气法,A错;错;SO2密度比空气大,可以用向上排空气法收集,能被密度比空气大,可以用向上排空气法收集,能被NaOH溶液吸收,溶液吸收,B正确;铜与稀硝酸反应生成正确;铜与稀硝酸反应生成NO,C错;二氧错;二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,化锰与浓盐酸反应需要加热,D错。错。答案答案 B(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的
18、状选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。备,要注意选择不同的发生装置。(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质理性质(溶解性、密度溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用其他排液法,的气体除用排空气法收集外,还可用其他排液法,如如Cl2可用排饱和食盐水法收集。可用排饱和食盐水法收集。实验实验室制室制备备、收集干燥的、收集干燥的SO2,所需,所需仪仪器如下。装置器如下。装置A产产
19、生生SO2,按气流方向,按气流方向连连接各接各仪仪器接口,器接口,顺顺序序为为a_f。装置。装置D的作用是的作用是_,装置,装置E中中NaOH溶液的作用是溶液的作用是_。思路点拨思路点拨:解析:解析:发生装置中生成的发生装置中生成的SO2混有水蒸气,要先用浓混有水蒸气,要先用浓H2SO4干燥后再用向上排空气法收集,在制备有毒气体时干燥后再用向上排空气法收集,在制备有毒气体时应连接尾气处理装置,应连接尾气处理装置,SO2在在NaOH溶液中溶解度较大,溶液中溶解度较大,故故D为安全瓶,防止倒吸。为安全瓶,防止倒吸。答案:答案:decb防止倒吸吸收多余防止倒吸吸收多余SO2 气体的收集、净化与尾气处
20、理气体的收集、净化与尾气处理1气体的收集方法气体的收集方法根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体收集装置根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体收集装置分为三类:分为三类:(1)排水集气法,如排水集气法,如图图。难难溶或微溶于水且与水不溶或微溶于水且与水不发发生反生反应应的气体,均可用排的气体,均可用排水法收集,如水法收集,如CH4、C2H2、O2、H2等。等。刚刚开始排出的气体开始排出的气体不能收集,只有等不能收集,只有等导导气管口急促而气管口急促而连续连续地冒气泡地冒气泡时时,才能,才能收集,否收集,否则则收集的气体中混有空气。收集的气体中混有空气。(2)向上排空气法,如向上排空气法,如图图
21、。跟空气不跟空气不发发生反生反应应且密度比空气大的气体,均可用向且密度比空气大的气体,均可用向上排空气法收集,如上排空气法收集,如O2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO2等。等。(3)向下排空气法,如向下排空气法,如图图。跟空气不跟空气不发发生反生反应应且密度比空气小的气体,均可用向且密度比空气小的气体,均可用向下排空气法收集,如下排空气法收集,如H2、NH3等。等。2气体的气体的净净化与干燥化与干燥(1)气体的气体的净净化化根据根据杂质杂质气体与所制气体的性气体与所制气体的性质质,选择选择合适的合适的试剂试剂和和装置,将装置,将杂质杂质气体吸收或气体吸收或转转化化为为所需要的气体,从而达
22、到所需要的气体,从而达到净净化的目的。化的目的。(2)气体的干燥气体的干燥常常见见的干燥装置以及使用的干燥装置以及使用时时的限制的限制见见下表。下表。液液态态干燥干燥剂剂固固态态干燥干燥剂剂装置装置常常见见干燥干燥剂剂浓浓硫酸硫酸(酸性、酸性、强强氧化性氧化性)无水无水氯氯化化钙钙(中性中性)碱石灰碱石灰(碱性碱性)不可不可干燥的干燥的气体气体碱性气体碱性气体NH3及及还还原性气体原性气体H2S、HBr、HI等等NH3Cl2及酸性气体及酸性气体HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等等3.尾气的吸收尾气的吸收制取、收集有毒气体制取、收集有毒气体结结束束时时,应应增加尾气吸收装置,增加尾气吸收装
23、置,使化学使化学实验实验“绿绿色色”化。如化。如氯氯气气应应用用NaOH溶液吸收。常溶液吸收。常见见的尾气的尾气处处理装置理装置见见下表。下表。序号序号(1)(2)(3)装置装置适用适用范范围围一般用于溶解一般用于溶解度不大的气体度不大的气体的吸收的吸收一般用于极易溶一般用于极易溶解于水的气体的解于水的气体的吸收吸收一般用于可燃性一般用于可燃性气体的气体的处处理理举举例例CO2、NO2、Cl2等用等用NaOH溶溶液吸收液吸收HCl、NH3等用等用水吸收水吸收CO、H2等等例例2(2013全国大全国大纲纲,28)制制备备氮化氮化镁镁的装置示意的装置示意图图如下:如下:回答下列回答下列问题问题:(
24、1)检查检查装置气密性的方法是装置气密性的方法是_,a的名称是的名称是_,b的名称是的名称是_。(2)写出写出NaNO2和和(NH4)2SO4反反应应制制备备氮气的化学方程氮气的化学方程式式_。(3)C的作用是的作用是_,D的作的作用是用是_,是否可以把,是否可以把C与与D的位置的位置对调对调并并说说明理由明理由_。(4)写出写出E中中发发生反生反应应的化学方程式的化学方程式_。(5)请请用化学方法确定是否有氮化用化学方法确定是否有氮化镁镁生成,并生成,并检验检验是是否含有未反否含有未反应应的的镁镁,写出,写出实验实验操作及操作及现现象。象。_。A用于制备用于制备N2,制得的,制得的N2中会混
25、有哪中会混有哪些杂质?些杂质?C和和D的作用是什么?的作用是什么?解析解析 本题主要考查装置气密性的检验、仪器的名称本题主要考查装置气密性的检验、仪器的名称与作用、镁的有关性质等。与作用、镁的有关性质等。(1)装置气密性检验时要将装置设置成密闭体系装置气密性检验时要将装置设置成密闭体系(关闭关闭分液漏斗活塞并在分液漏斗活塞并在G中加入水中加入水),然后利用热膨胀原理来检,然后利用热膨胀原理来检验;验;(2)NaNO2中中N元素显元素显3价,在反应中将价,在反应中将(NH4)2SO4中中3价氮氧化,两者都生成价氮氧化,两者都生成N2,根据化合价升降相等和质,根据化合价升降相等和质量守恒来配平方程
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