模块6　主题2　第3讲　常见物质的制备 课件 2025高考化学一轮复习

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1. 了解常见气体的制备原理，能根据反应物的状态及反应条件等，灵活选用气体的发生、净化、尾气处理装置等。2. 能通过常见物质的制备原理、方法迁移，解决一些不熟悉的问题。
1. 常见气体的制备原理(1) 下列化学反应中都有SO2产生，其中适合用作实验室制取SO2的原理有哪些？
活动一 物质制备的化学原理
②Na2SO3＋H2SO4(较浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2) 结合上述制备原理的选择，归纳作为实验室制备气体的反应，通常必须满足的条件有哪些？【答案】 反应条件易于实现，通常为常温或者加热；制备的气体较纯净，易于分离(一般地，反应物没有气体，产物只有一种气体)；反应速率易于控制。
2. 两种典型非气态物质的制备原理(1) 氢氧化铝的制备①下列反应原理中，最适合于实验室制取氢氧化铝的是哪些？A. Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4B. Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4　C. NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaClD. NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3【答案】 BD
②若用铝单质、NaOH溶液、稀硫酸制备Al(OH)3，通常选择下列制取路径：
该方案中，第一步为Al分别与NaOH、H2SO4反应，应如何分配Al在这两个反应中的比例？【答案】 Al在与NaOH、H2SO4反应中的比例为3∶1。
(2) 乙酸乙酯的制备①写出制备乙酸乙酯的原理的化学方程式。
②从反应速率与平衡移动的角度看，为了促进反应向正反应方向移动，可以采取哪些措施？(已知：酯化反应为吸热反应)【答案】 增大反应物(CH3COOH或CH3CH2OH)的浓度、减小生成物(CH3COOCH2CH3或H2O)的浓度、升高温度。③从中学所做的酯化反应实验看，采取的是什么措施？【答案】 减小生成物(CH3COOCH2CH3或H2O)的浓度。
1. 常见的气体制备与收集装置(1) 常见的气体发生装置下面是常见气体的发生装置图，根据要求回答问题。
活动二 物质的制备与收集装置
①采用下列原理制备气体时，分别应选用什么装置？在后面的括号内写上该装置的字母序号。a. 碳酸钠与酸反应制取二氧化碳(　　)b. 加热氯酸钾与高锰酸钾混合物制取氧气　(　　)c. 用块状电石与水反应制取乙炔(提示：反应剧烈，需控制反应速率)(　　)d. 铝片与氢氧化钠反应制取氢气(　　)e. 加热条件下，用浓盐酸与二氧化锰制取氯气(　　)f. 铜与浓硝酸反应制取二氧化氮(　　)
②实验室制取乙烯的装置，可以通过选用上面哪个装置进行改进？若橡皮塞最多只允许打两个孔，应如何改进所选实验装置？【答案】 D　将分液漏斗换成温度计(或将圆底烧瓶换成蒸馏烧瓶，并将导气管换成温度计)③用上述装置B制取气体，其优点是什么？ 【答案】 可以控制反应的发生与停止
④举例说说上述气体发生装置中的反应容器，哪些一般不能变换？哪些可以变换？应如何变换？【答案】 装置A、B中的试管一般不可用其他仪器代替，而装置C、D中反应容器可以根据制取气体量的多少进行变换，如装置C中试管可以用广口瓶、锥形瓶、烧瓶等代替，D装置中的烧瓶也可以用试管代替。
(2) 常见的气体收集装置气体的收集装置通常可分为排水集气法、向上排空气法和向下排空气法三种：
A. 排水法　B. 向上排空气法C. 向下排空气法
①只适合采用排水集气法收集的常见气体有哪些？用排水法收集气体，何时开始收集？【答案】 NO、N2、CO、C2H4等。当气泡连续并均匀地放出时，开始收集。②只适合采用向上排空气法收集的常见气体有哪些？【答案】 CO2、NO2、Cl2、SO2等。③只适合采用向下排空气法收集的常见气体有哪些？【答案】 NH3等。
④常见气体中，既适合采用排水法收集，又适合采用排空气法收集的气体有哪些？【答案】 H2、O2、C2H2等。
⑤请你分别说明如何用下图装置进行排水集气法、向上排空气法和向下排空气法收集气体？将实验操作的方法填入下表中。
将装置中充满水，气体从导管b通入
(3) 气体的净化与干燥①气体的净化就是根据杂质气体与所净化气体的性质的差异，选择合适的试剂和装置，将杂质气体吸收或转化为所需要的气体。参见“第1讲　物质的分离与提纯”中气体与气体混合物的除杂。
②常见的干燥装置以及使用时的限制见下表。
碱性气体NH3及还原性气体H2S、HBr、HI等
Cl2及酸性气体HCl、H2S、SO2、CO2、NO2 等
(4) 有毒尾气的处理
【答案】 ①用[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收；②在尾气出口处点燃一盏酒精灯；③用瘪的气球或塑料袋收集；④通过灼热的CuO。
2. 常见的非气态物质的制备与收集装置(1) 仔细观察下列两幅物质制取与收集的装置图，回答有关问题。
①制取物质Ⅰ、Ⅱ的原料分别可能是什么状态？【答案】 制取物质Ⅰ的原料是气体和固体。制取物质Ⅱ的原料可能是液体和固体或液体和液体。
②猜想物质Ⅰ、Ⅱ可能的性质分别有哪些？【答案】 物质Ⅰ可能的性质：易升华(凝华)、易潮解或水解等。物质Ⅱ可能的性质：沸点低、易挥发等。③制取物质Ⅰ的装置最后为什么还要连接尾气处理装置？【答案】 制取物质Ⅰ的气体原料有毒，或者反应的副产品有毒。
(2) 制备时不采用专门收集装置的实验。如苯甲酸甲酯的制备，下表为苯甲酸甲酯的制备实验中查得的各物质的有关信息。
实验室制取纯净的苯甲酸甲酯，主要通过四个步骤完成：第一步：在圆底烧瓶中放入少量碎瓷片和一定量的苯甲酸、甲醇，混合均匀后，小心加入3 mL浓硫酸，按如图所示装置完成实验。
第二步：冷凝后，向圆底烧瓶中加入25 mL蒸馏水，将其移到分液漏斗中，振荡、静置、分液，将下层液体移入盛有1 g某固体的干燥锥形瓶中。第三步：准备过滤装置，将一小片棉花平铺、放入普通漏斗中，再将此过滤器置于蒸馏烧瓶口上，将第二步操作所得到的生成物过滤。第四步：……①与中学化学中乙酸乙酯制备的实验装置相比，该装置的主要优点是什么？【答案】 使原料冷凝回流，能够充分反应，提高原料利用率。
②第一步中，粗略取用“一定量的苯甲酸、甲醇”，使用的主要仪器分别是什么？【答案】 天平、量筒。③第二步中，干燥锥形瓶中盛放的固体可能是什么？【答案】 Na2CO3④请你补充“第四步”的实验方案。【答案】 第四步：将所得滤液蒸馏，收集199.6℃ 时的馏分，得到苯甲酸甲酯。
1. 下列物质制备的过程中，所采取措施的目的分别是什么？(1) 制取少量乙酸乙酯实验中，加热试管。【答案】 增大化学反应速率；及时将产物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动。(2) 用CO2替代硫酸与NaAlO2溶液反应制取Al(OH)3，并将Al(OH)3沉淀于低温下干燥。【答案】 操作上易于控制用量，避免Al(OH)3溶解，防止Al(OH)3分解成Al2O3。
活动三 物质制备的基本要求
(3) 将制得的50～80 ℃硫酸亚铁溶液趁热过滤，冷却结晶制备硫酸亚铁晶体。【答案】 减少硫酸亚铁的损失。(4) 用75%的乙醇溶液洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl。【答案】 减少氯化钠晶体的损失。(5) 将结晶出的硫酸铝钾晶体用少量冰水洗涤2～3次。【答案】 降低洗涤过程中硫酸铝钾晶体的损耗。(6) Mn2O3氧化甲苯制苯甲醛的反应需要不断搅拌。【答案】 使反应物充分接触，增大反应速率。
(7) Mg(OH)2－xClx·mH2O水解制备阻燃剂Mg(OH)2的过程中，在393～523 K下水热处理8 h。【答案】 增大水解速率，使水解反应正向移动，有利于Mg(OH)2的生成。(8) 用铜与稀硫酸在加热条件下通入氧气，替代铜直接与浓硫酸反应制取硫酸铜。【答案】 不会产生污染大气的二氧化硫气体；制备等量硫酸铜消耗硫酸少。
2. 通过上面的研究，你认为物质制备的基本要求有哪些？ 【答案】 (1) 实验设计要科学、简单、可行；(2) 所制得的物质要纯净，产率要高；(3) 要有较大的反应速率；(4) 实验要尽量安全、无污染。
1 (江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是　(　　)
A. 用装置甲制取SO2气体B. 用装置乙制取SO2水溶液C. 用装置丙吸收尾气中的SO2D. 用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性【答案】 C
2 (江苏适应性考试)实验室制取NH3时，下列装置能达到实验目的的是(　　)
【解析】 实验室制备氨气时试管口应向下倾斜，A错误；氨气的密度比空气的小，排空气法收集氨气时应短进长出，C错误；氨气极易溶于水，不能用水直接吸收，可采用倒置漏斗，或用水与四氯化碳，且将导管伸入四氯化碳中，D错误。
3 (江苏卷)实验室可用二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1) “酸浸”时，CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为___________________________________________________。
2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2) pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到Cl－含量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为________(填字母)。A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______________________________________________________ _________________。②反萃取的目的是将有机层Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_________________ ______(填两项)。③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_____________(填化学式)。
降低溶液中H＋的浓度，促进Ce3＋的萃取平衡正向移动，提高Ce3＋的萃取率
4 (2023浙江卷)某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF，流程如下：
已知：①含锌组分间的转化关系：
②ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型，39 ℃以下稳定。
请回答下列问题。(1) 步骤Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是________。(2) 下列有关说法不正确的是________(填字母)。A. 步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分B. 步骤Ⅰ，若将过量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液制备ε-Zn(OH)2，可提高ZnSO4的利用率C. 步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用50 ℃的热水洗涤D. 步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是控制ZnO的颗粒大小
(3) 步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是________。(4) 用(CH3COO)2Zn和过量(NH4)2CO3反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO，沉淀无需洗涤的原因是___________________________ _____________________________________________________________。
仪器：a. 烧杯；b. 托盘天平；c. 容量瓶；d. 分析天平；e. 试剂瓶操作：f. 配制一定体积的Zn2＋溶液；g. 酸溶样品；h. 量取一定体积的Zn2＋溶液；i. 装瓶贴标签
(6) 制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2＋浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2＋在一定浓度范围内的关系如图所示。
某研究小组取7.5×10－3 g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105)，经预处理，将其中Cu元素全部转化为Cu2＋并定容至1 L。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含________个铜原子。
【解析】 (1) 初始滴入ZnSO4溶液时，氢氧化钠过量，根据信息①可知，体系中主要含锌组分的化学式是[Zn(OH)4]2－。(2) 步骤Ⅰ，搅拌可以使反应物充分接触，增大反应速率，避免反应物浓度局部过高，A正确；根据信息①可知，氢氧化钠过量时，锌的主要存在形式是[Zn(OH)4]2－，不能生成ε－Zn(OH)2，B错误；由信息②可知，ε－Zn(OH)2 39 ℃以下稳定，故在用50 ℃的热水洗涤时会导致ε－Zn(OH)2分解为其他物质，C错误；由流程可知，控温煅烧时ε－Zn(OH)2会转化为纳米氧化锌，故控温煅烧的目的是控制ZnO的颗粒大小，D正确。(3) 给固体药品加热时，应该用坩埚。(4) 两者反应时，除了生成固体ZnO
【答案】 (1) [Zn(OH)4]2－ 　(2) BC　(3) 坩埚