溶液 入NaOH溶液 ②直接排空处理:主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。
③尾气处理装置
a.在水中溶解度较小的有毒气体,多数可通入烧杯中的溶液中,用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。
b.某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(如图丙)。如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
c.收集法,如图丁,尾气也可以采用收集的方法,如CH4、C2H4、H2、CO等。
d.对于溶解度很大吸收速率很快的气体,吸收时应防止倒吸,典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例,未注明的液体为水)。
2 常见几种非气态物质的制备
(1)选择最佳反应途径 ①用铜制取硫酸铜
△
2Cu+O2=====2CuO、CuO+H2SO4===CuSO4+H2O。 ②用铜制取硝酸铜
△
2Cu+O2=====2CuO、CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。 ③用铝制取氢氧化铝
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4 当n(Al3+)∶n(AlO-2)=1∶3时,Al(OH)3产率最高。 (2)选择最佳原料
如用氯化铝溶液制氢氧化铝 ①原理
离子方程式:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4。 ②注意事项:氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于氢氧化钠溶液,但不溶于氨水,制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。
(3)选择适宜操作方法 如实验室制备氢氧化亚铁 ①原理
离子方程式:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。 ②注意事项
a.Fe(OH)2有强还原性,易被氧化而迅速变色,因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸,以便除去水中溶解的氧气。
b.将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下,再将氢氧化钠溶液挤出。
c.还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油,尽量减少与空气的接触。
(4)氢氧化铁胶体的制备
①原理
△
化学方程式:FeCl3+3H2O=====Fe(OH)3(胶体)+3HCl。 ②操作步骤:加热蒸馏水至沸腾,逐滴滴加饱和氯化铁溶液,加热至液体呈红褐色停止加热,不可搅拌。
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制备氢氧化铁胶体时,加入氯化铁溶液不能过快和过多,煮沸至液体变成红褐色透明状时即停止加热,否则易生成沉淀。
3 制备实验方案的设计与评价 (1)物质制备实验方案的设计原则 ①条件合适,操作方便; ②原理正确,步骤简单; ③原料丰富,价格低廉; ④产物纯净,污染物少。 (2)物质制备实验方案的评价
对物质制备实验方案的评价,是指为达到一定的制备目的而对实验方案进行的价值判断,这种评价基于对实验原理的理解,对元素化合物知识的融会贯通,对实验手段优劣的辨析,通过分析和综合,比较和论证,选择最佳方案,其中主要是对方案的简便性、可行性、环
保经济性进行评价。
(3)物质制备实验方案设计与评价应注意的问题
①在满足物质制备条件的前提下,制备装置越简单越好。 ②刚制备好的物质要注意分析可能含有的杂质,在除杂过程中所选择的实验仪器、实验药品和除杂步骤应力求最简化。
③在物质的收集或保存过程中要注意物质储存的环境,避免储存过程中物质受污染或变质。
④如果制备过程中有气体产生,或制备的物质是气体,或使用的试剂有气态物质,一定要确定剩余的气态物质不会污染环境,设计好尾气处理装置。
⑤整个过程结束后要注意对剩余药品的处理,避免污染环境、发生火灾等。
1.思维辨析
(1)将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体。( ) (2)用如图所示装置制备乙酸乙酯。( )
(3)用如图所示装置制取收集干燥氨气。( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
2.请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是:
B____________________________________________________; C____________________________________________________; D____________________________________________________; (2)在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号);
②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填):
A B C D 应加入的物质 所起的作用 ③简单描述应观察到的实验现象__________________________。 答案 (1)向上排空气法收集氯气 安全作用,防止D中的液体倒吸进入集气管B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境
(2)①Ⅰ