第十二讲：高三化学常见物质的实验室制法
编稿人：樊晓芳 审核人：王旭红
一、 考纲要求
1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器装置、反应原理和收集方法）；
2、会根据反应物状态、反应条件、气体性质选择合适的发生、净化、收集和尾气处理装置；
1、
3、掌握几种重要的无机物的制取。
二、 双基回顾
（一）、气体发生装置的类型(根据原理、反应物状态和反应条件等来选择)
1．固体或固体混合物加热制备气体，可用实验室制备 的装置。 如右图所示，可制备的气体有
等。
注意：（l）试管口应稍 倾斜，以防止产生的 在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。（2）铁夹应夹在距试管口 处。
2．块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用 制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置 可制备气体有 等。
注意：在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应
，否则起不到液封的作用；
3．固体与液体或液体与液体的混合物加热制备气体，可用实验室制备
的装置，如右图所示。可制备的气体有： 等。
注意：先把 药品加入 ，然后加入 药品。
（二）、几种气体制备的反应原理
| H2 | O2 | ||
| Cl2 | HCl | ||
| SO2 | NO2 | ||
| NH3 | CO2 | ||
| NO | C2H2 | ||
| CO | C2H4 |
（三）、气体的收集
1． 难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体，都可用 收集。例如H2、O2、NO、CO、CH4、CH2＝CH2、CH≡CH等。
2． 不与空气发生反应，且其密度与空气密度相差较大的气体，都可用 收集。 式量大于29的气体如Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S气体可用瓶口向 的排空气法收集。如式量小于29的气体，如H2、NH3、CH4可用瓶口向 的排空气取气法收集。
（四）、气体的净化与干燥
1． 
气体的净化与干燥装置
气体的净化常用洗气瓶、干燥管。如图所示。
2．气体的净化
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：
①易溶于水的气体杂质可用 来吸收；②酸性杂质可用 物质吸收；
③碱性杂质可用 物质吸收； ④水分可用 来吸收；
⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。
3．气体干燥剂
常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：
①酸性干燥剂，如浓硫酸、 。
能够干燥显 或 的气体，如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂，如 。
可以用来干燥显 性或 性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂，如 等，
可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。
注意：在选用干燥剂时，有还原性的气体不能选用有 的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCl2来干燥NH3（因生成 CaCl2·8NH3），不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
三、例题评析
[例1]下列反应适用于实验室制氢气的是（ ）。
①锌与稀硫酸反应②甲烷热分解③电解稀硫酸④赤热的炭与水蒸气反应
A.只有① B.①② C.①③ D.①②④
[例2](92年上海)（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）
。
（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是 。
[例3]在加热的条件下用NH3还原CuO可以制得纯净的N2和活性铜粉(途径I);用该活性铜粉与空气反应又制得较纯净的N2(途径II)。由于N2在实验室制备常需要用到有毒和易使人致癌的NaNO2，上述方法因CuO与Cu的循环使用，且制出的N2可基本满足要求，故倍受人们关注。下面给出了按途径I和途径II制N2必需的几种实验仪器，其它必要的仪器如铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等仪器均
未列出。请按下列要求填写空白：
(1)按途径I制N2时用浓氨水作原料至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右顺序列出仪器序号)
(2)按途径II制N2时，至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右顺序列出仪器序号的接口顺序)
(3)按途径I制N2时你所选定的仪器组装的装置中，实验时需要加热的仪器序号是
(4)按途径II制N2时，原料气(空气)是通过向 中加入 而送入反应器的
(5)为了保证途径I制得的N2比途径II制得的N2纯净，是在仪器 中加入
以除去杂质气体
(6)写出在仪器(A)中所发生的化学方程式：
[例4]用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入
。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法 。
（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
三、 课堂练习
1、下列实验能成功的是-------------------------------------------( )
A.用食盐、浓硫酸、MnO2混和加热制Cl2 B.将铜丝伸入硫蒸气中得到CuS
C.将白磷放在试管里加强热，冷却后得到红磷
D.足量Cl2通入FeCl2溶液后，将溶液蒸干并灼烧，可得到Fe2O3
2、下列物质的制备合理的是---------------------------------------( )
①硫化铝：将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤；②氯化亚铁：过量的铁与氯气加热反应；③硫酸亚铁：铁先在氧气中燃烧，其产物再与硫酸反应；④硫酸铜：铜先氧化成氧化铜，再与硫酸反应；⑤硫化铜：将铜丝与硫蒸气直接反应
A.④ B.②③⑤ C.③④ D.全部
3、向下列元素的氯化物的水溶液中加入适量的氢氧化钠溶液后，不能得到白色沉淀是 A.Fe B.Al C.Zn D.Cu ( )
4、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是
A B C D
5、下列5个有SO2气体产生的反应中：
① S + O2 == SO2
② Na2SO3+ H2SO4(浓) == Na2SO4 + SO2↑+ H2O
③ Cu + 2H2SO4(浓) == CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
④ C + 2H2SO4(浓) == CO2 ↑+ SO2↑+ 2H2O
⑤ 4 FeS2 + 11 O2 == 2 Fe2 O3 + 8 SO2
(1)适宜于作实验室制取SO2气体的反应有 (填序号,下同)
(2)现有一套实验室用MnO2和HCl(浓)反应制取Cl2的装置,若采用该装置制取SO2气体,则应选择的反应原理是
6、有一乡村中学由于条件所限，仅有一大一小两种试管和稀硫酸。甲、乙两个学生找来铝制废牙膏皮，各自设计了一种装置，制取并收集一试管氢气。
（1）哪个学生设计的装置比较合理？ ，用较合理的装置制取氢气，要使氢气充满收集氢气的试管，应该采取的措施是
（2）实验室还可用 代替稀硫酸与铝反应制取氢气，其反应的离子方程式为 。（必须与上述反应原理不相同）
7、简述用铁粉制取少量氧化铁；用铜粉制取少量硫化铜的实验步聚
第十二讲：常见物质的实验室制法答案
例题评析
[例1]A [例2]（1）acde (2)浓硝酸、水、块状大理石
[例3] (1) BACD或EACD
(2) gabf
(3) BA或(E)A (4) E或分液漏斗 、
蒸馏水或水
(5) C 、 浓硫酸
(6) 2NH3+3CuO == N2+3Cu+3H2O 2Cu+O2== 2CuO
[例4] 方法一 （1）稀H2SO4 铁屑
（2）煮沸
（3）避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二 （1）稀 H2SO4 铁屑
（2）NaOH溶液
（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。
（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。
课堂练习
1、AD 2、A 3、D 4、AC
5、（1）②③ （2）③
6、（1）乙 将小试管伸入的试管底部，待小试管中充满气体后，再慢慢将大试管提起
（2）NaOH溶液 2Al + 2 OH- + 2 H2O == 2AlO2- + 3H2↑
7、【答】：(1)把铁粉放在燃烧匙中加热后，迅速将燃烧匙插入盛满氯气的集气瓶中，铁粉燃烧生成氯化铁。
(2)冷却后，往集气瓶中加入少量馏水并振荡，使生成的氯化铁充分溶解于水，然后加入氢氧化钠溶液，生成氢氧化铁沉淀。
(3)过滤，把滤渣转移到蒸发皿中灼烧，就可得到氧化铁粉未。
【答】：(1)将少量铜粉放入盛有稀硝酸的烧杯中，振荡，使铜粉全部溶解。
(2)过滤，在滤液中滴入硫化钠溶液，再过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，最后将滤渣烘干就得硫化铜粉未。
〖提示〗：直接加热硫与铜的混和物得到的不是硫化铜，而是硫化亚铜!