山西省大同一中高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 夯實(shí)基礎(chǔ) 專(zhuān)題三十《物質(zhì)的制備》課件
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山西省大同一中高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 夯實(shí)基礎(chǔ) 專(zhuān)題三十《物質(zhì)的制備》課件
第3節(jié)物質(zhì)的制備1掌握氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器,反應(yīng)原理和收集方法)。2掌握常見(jiàn)氣體制備原理以及裝置選擇。3掌握幾種無(wú)機(jī)物、有機(jī)物的制取。 回歸教材 一、氣體的制備氣體反應(yīng)原理(反應(yīng)條件、化學(xué)方程式)O2_NH3_Cl2_NO_1制備原理2KCl3O22KClO3K2MnO4MnO2O22KMnO42NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2OMnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O氣體反應(yīng)原理(反應(yīng)條件、化學(xué)方程式)C2H4_H2_CO2_NO2_(續(xù)表)CH3CH2OHCH2=CH2H2OZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O固體固體;加熱固體液體;不加熱 固(或液)體液體;加熱可用于制_等可用于制_等可用于制_等2.發(fā)生裝置O2、NH3C2H2NO、CO、C2H4H2、CO2、H2S、SO2、NO2、Cl2、HCl、固體固體;加熱固體液體;不加熱固(或液)體液體;加熱(1) 試管口應(yīng)稍向下傾斜,以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂;(2)鐵夾應(yīng)夾在距試管口 1/3 處;(3) 膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長(zhǎng),否則會(huì)妨礙氣體的導(dǎo)出(1)在用簡(jiǎn)易裝置時(shí),如用長(zhǎng)頸漏斗,漏斗頸的下口應(yīng)伸入液面以下,否則起不到液封的作用;(2)加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適當(dāng);(3)塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備(1) 先把固體藥品加入燒瓶,然后加入液體藥品;(2)要正確使用分液漏斗(續(xù)表)3.收集方法溶于水(液體)小于裝置類(lèi)型排水(液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法裝置示意圖適用范圍不_的氣體密度_空氣的氣體密度_空氣的氣體典型氣體H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4大于4.凈化與干燥(1)易溶于水的氣體雜質(zhì)可用_來(lái)吸收;酸性雜質(zhì)可用_吸收;堿性雜質(zhì)可用_吸收;水分可用_來(lái)吸收;能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。水堿性物質(zhì)酸性物質(zhì)干燥劑(2)酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4 等氣體;堿性干燥劑可以用來(lái)干燥顯堿性或中性的氣體,如 NH3、H2、O2、CH4 等氣體;中性干燥劑可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如 O2、H2、CH4 等。一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質(zhì),則是先干燥后加熱。5尾氣吸收NaOH 溶液點(diǎn)燃法尾氣處理與凈化、干燥的原理和裝置是一樣的。對(duì)于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕?或點(diǎn)燃),使它們變?yōu)闊o(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的物質(zhì)。如尾氣 Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用_吸收,尾氣 CO 可用_處理。二、典型無(wú)機(jī)物的制備1Fe(OH)3 膠體的制備沸騰沸水FeCl3 飽(1)實(shí)驗(yàn)步驟:在潔凈的小燒杯里加入約 25 mL 蒸餾水,加熱至_,然后向_中逐滴加入 12 mL_繼續(xù)煮沸至液體呈_,停止加熱。紅褐色(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:所制膠體呈紅褐色透明狀。(3)有關(guān)化學(xué)方程式:_。FeCl33H2OFe(OH)3(膠體)3HCl和溶液2從海水中提取鎂(1)冶煉原理:_。(2)工藝流程分析。MgCl2(熔融)MgCl2_:海水中含有 MgCl2,但豐度(濃度)太低,所以要富集;蒸發(fā)濃縮_:海水中除含有 MgCl2 外,還含有 Na、K、提純??梢杂脙r(jià)格最便宜的堿 Ca(OH)2 使 Mg2生成 Mg(OH)2沉淀分離出來(lái)。分離、提純水解HClCa2、 、Cl、Br、I等其他可溶性離子,所以還要分離、24SO 制得無(wú)水MgCl2:若在空氣中加熱MgCl26H2O,MgCl2會(huì)_生成Mg(OH)Cl或MgO,所以為了抑制MgCl2的水解并帶走M(jìn)gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣,應(yīng)在干燥的_氣流中加熱MgCl26H2O得到無(wú)水MgCl2。3氨堿法制純堿(1)工業(yè)流程:(2)原理:NaClNH3H2OCO2=_ ,2NaHCO3_,向_中加足量食鹽晶體制成飽和氨鹽水,然后向飽和氨鹽水中通入足量的 CO2 生成_,因?yàn)?NaHCO3 在該狀態(tài)下溶解度小,先結(jié)晶析出,再加熱分解 NaHCO3 得到_。這種制堿方法是我國(guó)化學(xué)家侯德榜發(fā)明創(chuàng)造的,所以叫侯氏制堿法。NaHCO3NH4ClNa2CO3H2OCO2濃氨水NaHCO3純堿、水和二氧化碳 自主測(cè)評(píng) 1如下圖所示裝置可用于收集氣體并驗(yàn)證其某些化學(xué)性質(zhì),正確的是()。選項(xiàng) 氣體試劑現(xiàn)象結(jié)論ANH3酚酞試液溶液變紅色NH3 的水溶液顯堿性BNO2KI 淀粉溶液溶液變藍(lán)NO2 的水溶液有氧化性CX澄清石灰水溶液變渾濁X 是 CO2DCl2紫色石蕊試液溶液先變紅后褪色Cl2 有酸性和漂白性解析:氨水密度比空氣小,不能用向上排空氣法收集,且氨氣極易溶于水,進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),導(dǎo)管不能插入溶液中,否則會(huì)造成倒吸,A 錯(cuò)誤;NO2 通入 KI 淀粉溶液,溶液變藍(lán)是由于NO2 溶于水生成 HNO3,HNO3 有氧化性,將碘離子氧化為碘單質(zhì),B 正確;能使澄清石灰水變渾濁的還有二氧化硫氣體等,C 錯(cuò)誤;氯氣使紫色石蕊試液先變紅后褪色,是由于其和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,D 錯(cuò)誤。答案:B2下列各組氣體在常溫下能共存且能用向上排空氣法收集的是()。ANO 和 O2CH2 和 COBHCl 和 NH3DSO2 和 CO2解析:NO 與 O2 反應(yīng)生成 NO2,不能共存,A 錯(cuò)誤;HCl與 NH3 反應(yīng)生成 NH4Cl,不能共存,B 錯(cuò)誤;H2 和 CO 可以用排水法收集,C 錯(cuò)誤;SO2 和 CO2 的密度大于空氣,故可用向上排空氣法收集,D 正確。答案:D3下圖是一套實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置,用于發(fā)生、干燥、收集和吸收有毒氣體,下列各實(shí)驗(yàn)?zāi)芾眠@套裝置進(jìn)行的是()。AMnO2 和濃鹽酸制氯氣B鋅粒和稀硫酸制氫氣C銅片和濃硝酸制二氧化氮D濃氨水和生石灰制氨氣解析:MnO2 和濃鹽酸制氯氣需要加熱,A 錯(cuò)誤;鋅粒和稀硫酸制氫氣收集裝置是短進(jìn)長(zhǎng)出,B 錯(cuò)誤;濃氨水和生石灰制氨氣,不能用濃硫酸作干燥劑,氨氣會(huì)被濃硫酸吸收,D 錯(cuò)誤。答案:C4下列能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?A.作為安全瓶防止倒吸C.干燥 HBr)。B.噴泉實(shí)驗(yàn)D.制取 Fe(OH)2解析:A 中若液體倒吸入廣口瓶,由于左邊導(dǎo)管在瓶底,液體會(huì)繼續(xù)倒吸,不能起到安全瓶的作用;B 項(xiàng) CO2 被擠入的NaOH 溶液吸收,壓強(qiáng)減小,噴泉形成;C 項(xiàng) HBr 能被濃硫酸氧化;D 項(xiàng)關(guān)閉止水夾后,H2 仍然送出,不能將 FeSO4 溶液壓入右邊的試管,因而不能制取 Fe(OH)2。答案:B5有下列兩種轉(zhuǎn)化途徑,某些反應(yīng)條件和產(chǎn)物已省略,下途徑SH2SO4A途徑反應(yīng)中體現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性和酸性B途徑的第二步反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過(guò)增大 O2 濃度來(lái)降低成本C 由途徑和分別制取 1 mol H2SO4 ,理論上各消耗1 mol S,各轉(zhuǎn)移 6 mol eD途徑與途徑相比更能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念,是因?yàn)橥緩奖韧緩轿廴鞠鄬?duì)小且原子利用率高解析:途徑反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為:S6HNO3(濃)=H2SO46NO22H2O,屬于濃硝酸和非金屬單質(zhì)的反應(yīng),產(chǎn)物中無(wú)鹽生成,因此濃硝酸只表現(xiàn)氧化性而不表現(xiàn)酸性,A 錯(cuò)。答案:A重點(diǎn)一氣體實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)1反應(yīng)盡可能快一些,反應(yīng)條件盡可能簡(jiǎn)單,操作比較易行,盡量使制備的產(chǎn)物單一易于分離,盡可能使用常用的儀器設(shè)備,反應(yīng)較為安全或安全性可控。2操作步驟:組裝(從下到上、從左到右)檢驗(yàn)氣密性加入藥品排盡裝置內(nèi)的空氣驗(yàn)純性質(zhì)實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)拆除裝置。3若氣體產(chǎn)生需加熱,應(yīng)先用酒精燈加熱產(chǎn)生氣體的裝置,等產(chǎn)生氣體后,再給實(shí)驗(yàn)需要加熱的固體物質(zhì)加熱。4實(shí)驗(yàn)儀器的拆卸要注意安全性和科學(xué)性,有些實(shí)驗(yàn)為防止“爆炸”或“氧化”,應(yīng)考慮停止加熱或通氣的順序,拆卸后的儀器要清洗、干燥、歸位。【例 1】明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料,明礬石的組成和明礬相似,此外還含有氧化鋁和少量的氧化鐵雜質(zhì)。具體實(shí)驗(yàn)流程如下:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)操作 1 所用到的玻璃儀器的名稱(chēng)是_。(2)由溶液 3 制取氫氧化鋁的離子方程式為:_。(3)明礬石焙燒時(shí)產(chǎn)生 SO2,請(qǐng)你寫(xiě)出能驗(yàn)證 SO2 具有還原性且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的化學(xué)方程式: _。(5)實(shí)驗(yàn)室用 Fe2O3 與 CO 反應(yīng)來(lái)制取單質(zhì) Fe。請(qǐng)按氣流由左到右的方向連接下列各裝置,順序?yàn)?A_。在點(diǎn)燃 B 處的酒精燈前,應(yīng)進(jìn)行的操作是_;裝置 C的作用是_。ABCDE檢驗(yàn)SO2具有還原性。(4)檢驗(yàn) 時(shí),應(yīng)先加入濃NaOH溶解析:(1)操作 1 是過(guò)濾,過(guò)濾操作所需要的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯和漏斗。(2)經(jīng)氨水浸泡,過(guò)濾得到固體氫氧化鋁和少量氧化鐵固體,再加入試劑 1 氫氧化鈉溶液并過(guò)濾,得到溶液 3 偏鋁酸鈉溶液,最后通入CO2 得到氫氧化鋁。(3)檢驗(yàn)SO2的還原性方法較多,可以用氯水、溴水或酸性高錳酸鉀溶液來(lái)液,然后加熱,再用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒進(jìn)行檢驗(yàn)。(5)先用NaOH 溶液除去CO 中的 CO2 雜質(zhì),再通過(guò)堿石灰吸收水蒸氣,再通過(guò)B 中紅熱的氧化鐵,再通過(guò)NaOH溶液洗氣除去反應(yīng)產(chǎn)生的CO2,最后點(diǎn)燃未反應(yīng)的CO。4NH答案:(1)玻璃棒、燒杯和漏斗 (3)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(4)取少量溶液 1,加入濃 NaOH 溶液后加熱,有能使?jié)駶?rùn)可)除去 CO 中的 CO2,(5)CEBCD 檢查 CO 的純度有利于點(diǎn)燃 CO的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生,證明有 (其他合理答案也4NH重點(diǎn)二化學(xué)工藝流程中的實(shí)驗(yàn)分析化學(xué)工藝流程的命題來(lái)源很廣,與各個(gè)知識(shí)模塊的結(jié)合點(diǎn)較多,因此分析工業(yè)生產(chǎn)工藝流程題時(shí),應(yīng)將流程路線,試題設(shè)問(wèn)和理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái),它常常結(jié)合工藝流程考查基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。預(yù)處理目的溶解對(duì)金屬及其氧化物通常采用酸溶,如用硫酸、鹽酸、硝酸等,有時(shí)也常用堿溶(如鋁及氧化鋁等物質(zhì))研磨 增大反應(yīng)物接觸面積,以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒原料的預(yù)處理,不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易提取的物質(zhì)。如海帶中提取碘煅燒使物質(zhì)高溫下分解,或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土1原料的預(yù)處理反應(yīng)條件目的pH 的控制調(diào)節(jié)溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀,利于過(guò)濾分離控制溫度根據(jù)需要升溫或降溫,改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)控制壓強(qiáng) 改變反應(yīng)速率,影響平衡移動(dòng)使用合適的催化劑加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡需要的時(shí)間趁熱過(guò)濾 防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出減少結(jié)晶損失,提高純度冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗有機(jī)溶劑洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì),降低晶體的溶解度,使晶體快速干燥2.控制反應(yīng)條件的方法3.避免工藝流程中產(chǎn)生雜質(zhì)的方法(1)如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對(duì)溫度的控制。如侯氏制堿法中的 NaHCO3。(2)如果產(chǎn)物是一種易水解的鹽,且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時(shí),則要加相對(duì)應(yīng)的酸來(lái)防止水解。(3)如果產(chǎn)物是一種強(qiáng)氧化劑(或強(qiáng)還原劑),則要防止它們與還原性(或氧化性)強(qiáng)的物質(zhì)接觸。(4)如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的 CO2 或水而變質(zhì)的物質(zhì),則要注意在制備過(guò)程中除去 CO2 或水,也要防止空氣中的CO2 或水進(jìn)入裝置中。物質(zhì)制備是中學(xué)化學(xué)試驗(yàn)的重要組成部分,以新物質(zhì)制備為背景的實(shí)驗(yàn)題,涉及知識(shí)面廣、題型多變、思維發(fā)散空間大,能很好地考查綜合運(yùn)用化學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。要解決物質(zhì)的制備、合成等實(shí)際的化學(xué)問(wèn)題往往需要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等思考,所以解題時(shí)首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品),即箭頭進(jìn)出方向,其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理,緊扣信息,搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng),弄清有關(guān)反應(yīng)原理,明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離),最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí),有效地進(jìn)行信息的利用,準(zhǔn)確表述和工整書(shū)寫(xiě)。由于工藝流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測(cè)定等基本操作有機(jī)結(jié)合起來(lái),所以只有復(fù)習(xí)時(shí)牢固掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),才能有效結(jié)合題中的信息,準(zhǔn)確答題?!纠?2】硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬(CuSO45H2O)的生產(chǎn)流程示意圖:溫度/ 20406080100S(石膏)0.320.260.150.110.07S(膽礬)3244.661.883.8114膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度 S(g/100 g 水)見(jiàn)下表:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)紅棕色濾渣的主要成分是_;(2) 寫(xiě) 出 浸 出 過(guò) 程 中 生 成 硫 酸 銅 的 化 學(xué) 方 程 式 :_;(3)操作 I 的操作溫度應(yīng)該控制在_左右;(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作 II 應(yīng)為_(kāi)、_、洗滌、干燥;(5)反應(yīng)產(chǎn)物中的 NO 可以循環(huán)使用,試僅用一個(gè)化學(xué)方程式表示 NO 轉(zhuǎn)化為 HNO3:_。解析:對(duì)比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料中的雜質(zhì)鐵,二是利用溶解度數(shù)據(jù)分離石膏和膽礬。再進(jìn)一步分析,由于目的是制膽礬,則投入的硝酸應(yīng)反應(yīng)完;雜質(zhì)鐵應(yīng)除去,除鐵一般方法是將之氧化成Fe3然后調(diào)節(jié)溶液pH使之水解完全形成 Fe(OH)3 沉淀。該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問(wèn)題自然迎刃而解。答案:(1)Fe(OH)3(2)3Cu2HNO33H2SO4=3CuSO42NO4H2O(3)100 (4)冷卻結(jié)晶過(guò)濾(5)4NO3O2H2O=4HNO3解答流程題要注意的問(wèn)題是:注意化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě),反應(yīng)物、產(chǎn)物的分子式書(shū)寫(xiě)要正確;化學(xué)方程式要配平,電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式一定要書(shū)寫(xiě)正確;等號(hào)或可逆符號(hào)不能少;沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號(hào)要標(biāo)明。注意評(píng)價(jià)或比較實(shí)驗(yàn)方案要全面,反應(yīng)物種類(lèi)多少、是否易得、是否對(duì)環(huán)境有污染;反應(yīng)產(chǎn)物的種類(lèi)多少,對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的分離和提純是否有影響;反應(yīng)條件是否苛刻;儀器、設(shè)備是否要求高;工藝流程、實(shí)驗(yàn)步驟的多少。注意描述語(yǔ)言的規(guī)范性和準(zhǔn)確性,從化學(xué)原理的角度、用化學(xué)語(yǔ)言作答;要抓住主要問(wèn)題,針對(duì)具體問(wèn)題作具體分析;要看清題目要求,按要求答題。規(guī)范實(shí)驗(yàn)裝置類(lèi)試題的答題實(shí)驗(yàn)裝置類(lèi)試題側(cè)重對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)儀器的觀察和思考,要求熟練運(yùn)用化學(xué)語(yǔ)言對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的描述。這類(lèi)試題要求首先要審清題目要求是什么、實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么、關(guān)鍵點(diǎn)是什么,然后根據(jù)學(xué)過(guò)的化學(xué)原理進(jìn)行對(duì)照,通過(guò)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合適的解釋。1巧審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)題的核心,是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循可靠性、簡(jiǎn)捷性、安全性的原則,確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的方案?想過(guò)程,理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,確定實(shí)驗(yàn)操作的方法步驟,把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。3看準(zhǔn)圖,分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。有許多綜合實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合,思考容量大。在分析解答過(guò)程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚_定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。4細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn),在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過(guò)程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因,或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式,繪制變化曲線等?!纠?3】晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;粗硅與干燥 HCl 氣體反應(yīng)制得 SiHCl3:Si3HClSiHCl3H2;SiHCl3 與過(guò)量 H2 在 10001100 反應(yīng)制得純硅。已知 SiHCl3能與 H2O 強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為:_。(2) 粗硅與 HCl 反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的 SiHCl3( 沸點(diǎn)33.0 )中含有少量 SiCl4(沸點(diǎn) 57.6 )和 HCl(沸點(diǎn)84.7 ),提純 SiHCl3 采用的方法為_(kāi)。(3)用 SiHCl3 與過(guò)量 H2 反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去):裝置 B 中的試劑是_。裝置 C 中的燒瓶需要加熱,其目的是_。反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D 中觀察到的現(xiàn)象是_,裝置 D 不能采用普通玻璃管的原因是_,裝置 D 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及_。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑(填寫(xiě)字母代號(hào))是_。b氯水a(chǎn)碘水dKSCN 溶液cNaOH 溶液eNa2SO3 溶液解析:(1)高溫下 C 參與的還原反應(yīng)的產(chǎn)物是 CO 而非CO2,所以粗硅的制備原理是:SiO22CSi2CO。(2)對(duì)沸點(diǎn)不同的液態(tài)混合物分離提純的方法一般選擇分餾(或蒸餾)。(3)從裝置的圖和題目信息可知 A 裝置是制備氫氣,但因含有H2O(g)不能直接還原SiHCl3,所以必須進(jìn)行洗氣干燥,所以裝置B 中的試劑應(yīng)該是濃硫酸;而SiHCl3 與H2 的反應(yīng)制得純硅:SiHCl3H2Si3HCl,其溫度高達(dá)10001100 ,只能在裝置D石英管中進(jìn)行,因?yàn)樵诖朔磻?yīng)溫度下,普通玻璃會(huì)軟化。顯然,裝置C是使液態(tài)的SiHCl3 氣化,并與H2 充分混合。由于硅在高溫下易與空氣中的氧氣反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)要取得成功操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及排盡裝置中的空氣。(4)將試樣用稀鹽酸溶解后溶液中的 Fe 主要以 Fe2離液檢驗(yàn)。子的形式存在,檢驗(yàn)的方法一般是將其氧化成Fe3用KSCN試Si2CO答案:(1)SiO22C(2)分餾(或蒸餾)(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的 SiHCl3 氣化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下,普通玻璃會(huì)軟化SiHCl3 H2Si3HCl排盡裝置中的空氣bd考點(diǎn)一 氣體的制備1利用下列各組中的物質(zhì)制備和收集少量相應(yīng)的氣體,能采用如下圖裝置的是()。濃氨水和固體 NaOH 制 NH3;濃硫酸和濃鹽酸制 HCl;過(guò)氧化氫和二氧化錳制 O2;稀硝酸和銅片制 NO;濃鹽酸和二氧化錳制 Cl2;電石與水制 C2H2。ABCD解析:本題主要考查常見(jiàn)氣體的制備原理、裝置和收集方法。圖示裝置適用于固體(或液體)與液體在不加熱的條件下反應(yīng)制備氣體,所得的氣體能用向上排空氣法收集,該氣體應(yīng)比空氣重且不和空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)。答案:B2用如下圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)。A瓶中盛適量濃硫酸,從 A 口進(jìn)氣來(lái)干燥 NH3B從 B 口進(jìn)氣,用排空氣法收集 CO2C瓶中盛滿水,從 B 口進(jìn)氣,用排水法收集 NO2D瓶中裝滿水,A 口連接導(dǎo)管并伸入量筒中,從 B 口進(jìn)氣,用排水法測(cè)量生成 H2 的體積解析:濃硫酸與 NH3 反應(yīng),不能用濃硫酸干燥 NH3;CO2的密度比空氣大,應(yīng)選擇向上排空氣法,因此應(yīng)從 A 口進(jìn)氣;NO2 與水反應(yīng),不能用排水法收集。答案:D3(2014 年廣東廣州調(diào)研)實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集、尾氣處理(或性質(zhì)實(shí)驗(yàn))裝置如下圖所示,用此裝置和下表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的選項(xiàng)是 ()。解析:Cu 與濃硝酸反應(yīng)生成NO2,A 錯(cuò)誤;濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制 Cl2 需要加熱,B 錯(cuò)誤;NH3 不能用向上排空氣法收集,D 錯(cuò)誤。答案:C選項(xiàng)中的物質(zhì)中收集的氣體中的物質(zhì)ACu 和濃硝酸NONaOH 溶液B濃鹽酸和 MnO2Cl2NaOH 溶液C碳酸鈣和鹽酸CO2澄清石灰水D濃氨水和 CaONH3酚酞溶液考點(diǎn)二無(wú)機(jī)物的制備4某氯堿廠利用廢鐵皮制取凈水劑 FeCl3 溶液,最合理的生產(chǎn)途徑是()。解析:A 項(xiàng)氯氣與廢鐵高溫反應(yīng)對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求較高,而且氯氣利用率低;C 項(xiàng)氫氣與氯氣混合充分光照時(shí)反應(yīng)十分劇烈,易爆炸;D 項(xiàng)廢鐵高溫生成的氧化物不單一。答案:B5(2014年廣東廣州一模)某地煤矸硼經(jīng)預(yù)處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等,一種綜合利用工藝如下:(1)“ 酸 浸 ” 過(guò) 程 中 主 要 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為 :_、_。(2)“酸浸”時(shí)鋁浸出率的影響因素可能有_、_。(寫(xiě)出兩個(gè))(3)物質(zhì) X 的化學(xué)式為_(kāi)?!皦A溶”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為:_。(4)已知 Fe3開(kāi)始沉淀和沉淀完全的 pH 分別為 2.1 和 3.2,品 Al(OH)3,從煤矸石的鹽酸浸取液開(kāi)始,若只用 CaCO3 一種試劑,后續(xù)操作過(guò)程是_。(5)以煤矸石為原料還可開(kāi)發(fā)其他產(chǎn)品,例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后,常溫下向所得 AlCl3 溶液中不斷通入 HCl 氣體,即可析出大量 AlCl36H2O 晶體,結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋析出晶體的原因:_。Al3開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4。為了獲得產(chǎn)Al(OH)3 OH= 2H2O答案 : (1)Al2O3 6H =2Al3 3H2OFe2O3 6H=2Fe33H2O(2)鹽酸的濃度、反應(yīng)溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分?jǐn)嚢?、反?yīng)時(shí)間(任寫(xiě)兩個(gè))(3)CO2(4)加入 CaCO3 調(diào)節(jié) pH 到 3.2,過(guò)濾除去 Fe(OH)3 后,再加入 CaCO3 調(diào)節(jié) pH 到 5.4,過(guò)濾得到 Al(OH)3(5)AlCl3 飽和溶液中存在溶解平衡:AlCl36H2O(s)增大,平衡向析出固體的方向移動(dòng)從而析出 AlCl3 晶體2AlOAl3(aq) 3Cl(aq) 6H2O(l),通入HCl氣體使溶液中c(Cl)