1、第3讲 物质的制备和合成 考纲导学 第37讲 考纲导学 考纲要求 命题预测 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.绘制和识别典型的实验仪器装置图。3.了解一些简单化合物的制备原理和方法，能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并能评价和改进方案。能对收集的实验数据等进行分析处理。1.常见气体的制法。是高考的必考点，主要在选择题中考查实验室制气体的基础知识，难度较小。2.基础实验能力。往往以元素化合物知识为载体，整合基础知识和实验技能于一体，在非选择题中考查，难度中等。3.将突出对物质的制备与合成和固体混合物的分离结合的考查。要点探究 探究点一 气体的制备
2、【知识梳理】一、常见气体的实验室制备第37讲 要点探究 制取装置反应原理收集方法氧气向上排空气法或排水法2H2O2=MnO22H2OO2第37讲 要点探究 制取装置反应原理收集方法氧气二氧化碳向上排空气 法或排水法2KClO3=MnO22KCl3O2或 2KMnO4=K2MnO4MnO2O2CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2向上排空气法第37讲 要点探究 制取装置反应原理收集方法氢气氯气向上排空气 法或排水法ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO2 4HCl(浓)=MnCl22H2OCl2向上排空气法或排饱和食盐水法第37讲 要点探究 制取装置反应原理收集方法氨气向下排空气法 Ca(OH
3、)22NH4Cl=CaCl22H2O2NH3浓氨水和生石灰(或 氢氧化钠固体或碱 石灰)制取 二、实验室制取气体的发生与收集1实验室制取气体的装置：实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。中学教材中分为三组：第37讲 要点探究 反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等试管要干燥试管口略低于试管底加热时先均匀加热再固定加强热第37讲 要点探究 反应装置类型反应装置图 适用气体操作注意事项固、液加热型或液、液加热型Cl2、HCl等烧瓶加热时要垫石棉网反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型或液、液不加热型H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用
4、长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块状固体与液体反应，且气体不溶于水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速2气体收集方法：确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。(1)常见的收集方法第37讲 要点探究 收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应或难溶于水收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大第37讲 要点探究 收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3第37讲 要点探究(2)创新的收集装置(思考：根据气体的流向判断收集气体的种类)第37讲
5、 要点探究 3净化与干燥装置尾气吸收处理装置有三种：用倒扣漏斗;玻璃管(如用NaOH溶液吸收Cl2);点燃法。(1)设计原则：根据净化药品的状态及条件。极易溶于水的气体能溶于水或溶于溶液的气体的吸收处理CO第37讲 要点探究(2)装置基本类型装置类型液体除杂剂(不加热)固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)装置示意图第37讲 要点探究(3)气体的净化剂的选择：选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：易溶于水的气体杂质可用来吸收；酸性杂质可用吸收;碱性杂质可用吸收；水分可用来吸收；能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)
6、的物质也可作为吸收剂。干燥剂碱性物质酸性物质水【要点深化】气体制备实验应注意的问题1看药品和装置是部分给出还是有剩余。若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充；若有剩余，则应进行筛选和淘汰。2题目条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。3实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，容易被忽略。第37讲 要点探究 4药品的名称和仪器的规格。有些题目要求指出药品的名称，这类问题最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。此
7、外也应注意某些仪器的规格。5会画简单的实验装置图。6仪器连接的顺序。安装顺序是否合理，例如，是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应先干燥，后又经过水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确，例如，洗气时“进气管长、出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。7实验操作的顺序。连接仪器，按气体发生除杂干燥主体实验尾气处理顺序连接好仪器；在整套装置连接完毕，应先检查装置的气密性，然后装入药品，再进行实验操作。第37讲 要点探究 8设计实验时还要考虑以下因素：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；防氧化(
8、如H2还原CuO后要“先灭灯再停通氢”，白磷切割宜在水中进行等)；防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。第37讲 要点探究 第37讲 要点探究【典例精析】例1 2010海南卷 AG各物质间的关系如下，其中B、D为气态单质。请回答下列问题：
9、(1)物质C和E的名称分别为、;(2)可选用不同的A进行反应，若能在常温下进行，其化学方程式为;浓盐酸四氧化三铁2H2O2=MnO22H2OO2第37讲 要点探究 若只能在加热情况下进行，则反应物A应为;(3)反应的化学方程式为;(4)新配制的F溶液应加入以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是，实验现象为。KClO34HCl(浓)MnO2=MnCl22H2OCl2铁粉KSCN(或NH4SCN)溶液溶液变红第37讲 要点探究 解析 从E与C反应生成F、G的混合物，可知E中某元素呈两种价态，即E为Fe3O4，从而推出B是O2，有MnO2参与的制取O2的反应，一是KClO3分解，二是过氧化
10、氢分解，前者需要加热而后者不需要。由此分析出D单质可能是Cl2，G为FeCl3，C为盐酸，为防止新配制的FeCl2溶液变质，应加入少量铁钉，以防其被氧化为三价的铁。检验G溶液中阳离子常用的试剂为KSCN。第37讲 要点探究 点评这是一道“气体的制取”用于推断的好题。可从反应条件入手分析制得的气体单质，“二氧化锰且加热”说明是利用浓盐酸制氯气，“中二氧化锰”则是双氧水制氧气。实验室制取气体不但可从反应条件入手分析，还要注意物质状态、产物的影响：如NaCl固体能够与浓硫酸反应制取HCl，但是NaCl溶液则不利于可溶性气体HCl的制取；CaCO3与H2SO4能够生成CO2，但是产物CaSO4微溶阻碍
11、了反应的继续进行。变式题从气体的制取、收集及装置的创新使用等角度进行“全方位”的考查。第37讲 要点探究 2011衡阳模拟实验室常用的几种气体发生装置如图372A、B、C所示：第37讲 要点探究(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是。检查C装置气密性是否良好的操作方法是ss。(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是(填序号，下同)。密度 颜色 溶解性 热稳定性 与氧气反应浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，如导气管处有气泡产生，松开手或热毛巾后，导气管处形成一段稳定的液柱，则说明气密
12、性良好第37讲 要点探究 图373是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是。b(3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的。CO2 NO Cl2 H2第37讲 要点探究 解析(1)利用氨水易分解的性质，可以用C装置制取氨气，通常使用的药品是浓氨水和氧化钙或碱石灰、固体氢氧化钠等。检查C装置气密性是否良好的操作方法是将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，如导管处有气泡产生，松开手或热毛巾后，导气管处形成一段稳定的液柱，则说明气密性良好。(2)气体收集方法的选择与气体的密度、溶解性、是否与空气中的氧气反应有关。图中b不能用来收集气体，因为气体不能排出。(3)若用A
13、装置与D装置相连制取收集X气体，应该满足的条件是：反应需要加热，气体不与浓硫酸反应，气体密度比空气大，则X可能是Cl2。探究点二 气体的除杂、干燥与尾气处理【知识梳理】1净化原则：不减少被净化的气体的量；不引入新的杂质；操作简便，易于分离。2气体净化的原理、装置(如图374)和方法：第37讲 要点探究(1)易溶于水或能与水反应不生成其他气体杂质的用水吸收。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来除去。(2)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的A,或盛碱石灰的B或C或D来除去杂质。(
14、3)还原性杂质，可用氧化性较强的物质做吸收剂来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质做吸收剂来吸收。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛的E来除去杂质。第37讲 要点探究 NaOH溶液灼热CuO(4)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溶液的A除去杂质。3气体净化时应注意的事项(1)用洗气瓶吸收杂质时，气流方向是长管进，短管出。用干燥管吸收杂质时，气流方向是口进，口出；用玻璃管吸收杂质时，气流方向可以任意选择。(2)当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是在前，在后；若用加热装置除杂时，通常是在前，在后
15、第37讲 要点探究 CuSO4大小除杂干燥干燥除杂4气体的干燥干燥是使用适宜的干燥剂和装置除去气体中混有的少量水分。常用装置有干燥管(A)、U形管(B)(内装固体干燥剂)和洗气瓶(C)(内装液体干燥剂)，如图375所示。第37讲 要点探究 图375常用的干燥剂有：(1)浓硫酸(酸性干燥剂)：可干燥N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等(不可干燥还原性或碱性气体，如H2S、HBr、HI、NH3等)。(2)P2O5(酸性干燥剂)：可干燥H2S、HBr、HI及浓硫酸能干燥的气体(不可干燥NH3等)。(3)无水CaCl2(中性干燥剂)：可干燥
16、除NH3以外的其他气体(因NH3能与CaCl2反应生成络合物CaCl28NH3)。(4)碱石灰(碱性干燥剂)：可干燥NH3及中性气体(N2、O2、H2、CO、NO、CH4、C2H4、C2H2等，不能干燥酸性气体)。第37讲 要点探究 【要点深化】气体制备、除杂中实验装置的选择与改进有关气体的制取、净化和收集的综合考题是高考命题的热点，复习时应注意总结基础知识，以不变应万变。1装置的选择(1)制气装置的选择根据反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置的类型。(2)反应装置的选择第37讲 要点探究 气液(用洗气瓶)气固(用干燥管或 U 形管)气固(用硬质玻璃管)第37讲 要点探究 固液(液液)(
17、用烧瓶)固固 (用试管)(3)除杂、干燥装置的选择主要有洗气瓶、干燥管和 U 形管等。(4)冷凝装置的选择连接冷凝水的冷凝管、放置在冷水中的 U 形管及连接单孔塞的长玻璃导管等。(5)集气装置的选择集气瓶、烧瓶、试管等。(6)尾气处理装置的选择(2)液封装置：为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管(见液封式)。第37讲 要点探究 图376(3)防污染安全装置：如图377所示，灼烧式可用于除尾气CO；吸收式可用于除Cl2、H2S等；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。第37讲 要点探究 第37讲 要点探究【典例精析】例2 实验室里可按如图378所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()AHCl BCl2 CCO DNH3图378第37讲 要点探究 例2 D 解析 HCl、Cl2的密度比空气大，CO与空气密度相近，不能用图示的集气装置收集，且Cl2、CO不能用图示的尾气处理装置处理。点评易溶气体的吸收要防止倒吸，一般要求一旦发生倒吸现象末端能够与液面分离，当然也可在吸收装置与前面反应装置或收集装置之间增加安全瓶。变式题从溶解性原理上很好的解决了倒吸问题。