第7课时 物质制备型综合实验
[课型标签:实验课 提能课] 考点一 无机物的制备
1.无机物制备的三大原则 (1)选择最佳反应途径 如用铝制取氢氧化铝: 2Al+3H2SO4
Al2(SO4)3+3H2↑、
2Na[Al(OH)4]+3H2↑、
8Al(OH)3↓+3Na2SO4,当n(Al)∶n([Al(OH)4])=1∶3时,Al(OH)3
3+
-
2Al+2NaOH+6H2O
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]产率最高。 (2)选择最佳原料
如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,而不能选用强碱氢氧化钠溶液;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
如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。
2.物质制备类化工流程题的解题策略 (1)熟悉常用的操作方法及其作用 ①对原料进行预处理的常用方法及其作用 酸与酸接触反应或溶解,使可溶性金属进入溶液,不溶物通过过滤除去 浸 灼烧 煅改变结构,使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土 烧 ②常用的控制反应条件的方法
除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 a.调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:
ⅰ.能与H反应,使溶液pH增大;ⅱ.不引入新杂质。例如:若要除去Cu中混有的Fe,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。 b.控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 c.趁热过滤。防止某物质降温时会析出。
d.冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 (2)识别流程图
化工流程中箭头指出的是投料(反应物),箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物),返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。 3.气体的制备、净化、收集 (1)常见气体制备装置 反应装 置类型 固、固 加热型 固、液加 热型 Cl2、 或液、 HCl等 液加 热型 ②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片(或沸石) ①烧瓶加热时要垫石棉网; 反应装置图 适用 气体 ①试管要干燥; O2、 ②试管口略低于试管底; NH3等 ③加热时先均匀加热再固定加热 操作注 意事项 +
2+
3+
固、液不 ①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下; 加热型 或液、液 不加 热型 H2、CO2、 ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体不溶SO2、NO、 于水; NO2等 ③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速 (2)气体的收集装置
(3)气体的定量测定装置
(4)可作为冷凝或冷却的装置
(5)防倒吸装置
(6)涉气类制备实验操作流程 仪器连接→检查气密性→填装药品→ 防倒吸、防氧化措施→实验过程→仪器拆卸 (7)涉气类制备实验先后顺序 ①装配仪器时:先下后上,先左后右。
②加入试剂时:先固后液。
③实验开始时:先检查装置气密性,再加药品,后点燃酒精灯。
④净化气体时:一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气。
⑤防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。 ⑥防氧化实验:往往是最后停止通气。
题型一 以陌生无机物制备为主线的综合实验题
[典例1] (2016·全国Ⅲ卷)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂,医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题: (一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是 。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于 。
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号)。 a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 (二)过氧化钙的制备 CaCO3
滤液
白色结晶
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 。 (4)步骤③中反应的化学方程式为 ,
该反应需要在冰浴下进行,原因是 。
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是 , 产品的缺点是 。
解析:(1)石灰石与盐酸反应后的溶液中含有Ca、Fe、H,因此加入氨水的目的是调节溶液pH使 Fe(OH)3沉淀;沉淀颗粒较大时,滤纸的微孔不易堵塞,有利于过滤分离。
(2)过滤时,漏斗下口的尖端应与烧杯内壁紧贴;滤纸边缘应低于漏斗边缘;用玻璃棒搅动漏斗中的混合物,易戳破滤纸使过滤失败,故a、d、e均不规范。
(3)有少量固体存在,说明盐酸无剩余,由于CO2能溶于水,故此时的溶液呈酸性,煮沸的目的是除去溶液中的CO2,以防止与③中的氨水反应。
(4)CaCl2、NH3·H2O、H2O2反应生成CaO2、NH4Cl和H2O,由此结合原子守恒可写出该反应的化学方程式;温度过高时双氧水易分解,使H2O2利用率降低。 (5)将CaO2用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面的水分。
(6)用CaCO3煅烧后的产物CaO,直接与H2O2反应制取CaO2,与(二)的步骤相比,其步骤少一步,工艺更简单,操作更方便,但其中的CaCO3没有除去,故产品的纯度较低。 答案:(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离 (2)ade
(3)酸 除去溶液中的CO2 (4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2
CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O
CaO2·8H2O↓
2+
3+
+
+2NH4Cl 温度过高时双氧水易分解 (5)除去结晶表面水分
(6)工艺简单、操作方便 纯度较低
[对点精练1] (2024·四川攀枝花统考)氯化亚铜(CuCl)可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂。CuCl是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化。实验室采用如图装置和下列步骤制备氯化亚铜。
2024高考化学一轮复习第十章第7课时物质制备型综合实验教案鲁科版
