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高中三年级化学

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    [选修—化学与技术](15分)
    氟化钠是一种微溶于水的盐,实验室可通过图22所示的流程以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵;

    已知:20℃时氯化铵的溶解度为37.2g,Na2SiF6微溶于水,请回答下列问题:
    (1)上述流程中①②分别发生化学反应,写出相关的化学方程式:
                                                   
                                                   
    (2)请指出I—IV实验操作的名称;操作I               ,操作II             ,操作III                  ,操作IV                  
    (3)操作II的具体过程是                               
    (4)流程①中的NH4HCO3必须过量,其原因的是                  

    本题信息:化学实验题难度一般 来源:未知
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本试题 “[选修—化学与技术](15分)氟化钠是一种微溶于水的盐,实验室可通过图22所示的流程以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵;已知:20...” 主要考查您对

氯气的制取

乙烯的制取

气体的收集、净化、干燥

其他物质的制备(硫酸铜晶体、铁红等)

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  • 氯气的制取
  • 乙烯的制取
  • 气体的收集、净化、干燥
  • 其他物质的制备(硫酸铜晶体、铁红等)

氯气的实验室制法:

(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。

(2)装置图:

(3) 步骤:





氯气的工业制法:

(1)电解饱和食盐水(氯碱工业),化学方程式为:

(2)电解熔融的氯化钠(可制得金属蚋),化学方程式为:
(3)电解熔融的氯化镁(可制得金属镁),化学方程式为:


乙烯的制取:

(1)实验室里是把酒精和浓硫酸按1:3混合迅速加热到170℃,使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。   
制取乙烯的反应属于液--液加热型
C2H6OCH2=CH2↑+H2O
(2)装置图:

(3) 注意事项:
①酒精和浓硫酸按体积1比3混和,使乙醇利用率提高,必须使用无水酒精,而且必须控制170摄氏度才能制得乙烯。装置连接时由下至上,由左至右。温度计插入液面下。
②烧瓶内加沸石以避免暴沸。
③温度计水银头插入液面下,但不要接触烧瓶底部,以测定液体温度。
④要使液面温度迅速升到170摄氏度,以避免副反应发生。
(4)收集方法:乙烯的密度与空气相当,所以不能用排空气取气法,只能用排水法收集。
检验:点燃时火焰明亮,冒黑烟,产物为水和CO2;通入酸性高锰酸钾溶液中,紫色高锰酸钾褪色。
(5)实验现象:生成无色气体,烧瓶内液体颜色逐渐加深。 
(6)两点说明
①实验室中用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯气体,加热不久圆底烧瓶内的液体容易变黑,原因是:浓硫酸将无水乙醇氧化生成碳单质等多种物质,碳单质使烧瓶内的液体带上了黑色。制得的C2H4中往往混有等气体。
②实验时要求使反应温度迅速卜升到170℃并稳定在170℃左右,因该温度下主要产物是乙烯和水,而在140℃时主要产物是乙醚和水,当温度高于170℃ 时,乙醇和浓硫酸发生的氧化反应更加突出,反应产物有等多种物质。相关反应方程式为:



收集方法及装置:

a.排水集气法:适用于收集不溶于水,不与水反应的气体。装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。

b.向上排空气法:适用于收集密度比空气大不与空气反应的气体,装置如下:如采用第二个装置,气体应长进短出。

c.向下排空气法:适用于收集密度比空气小不与空气反应的气体。装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。


气体净化:

装置:


气体干燥:

(1)干燥原则:
干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。
①酸性干燥剂不能干燥碱性气体。
②碱性干燥剂不能干燥酸性气体。
③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。注意H2、CO、SO2虽具有还原性,但可用浓H2SO4干燥。
(2)常见物质干燥




实验室制取甲烷(CH4):

(1)反应原理:CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3
(2)发生装置:固+固
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理:无
(6)检验方法:①点燃,淡蓝色火焰,燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮(NO):

(1)反应原理:3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法
(5)尾气处理:收集法(塑料袋)
(6)检验方法:无色气体,暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮(NO2):

(1)反应原理:Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢(HCl):

(1)反应原理:2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl?
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:水(防倒吸装置)
(6)检验方法:①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备:

(1)实验原理:铜是不活泼金属,不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜,必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成Cu2+,Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜: Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0~100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质,溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜,经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离,得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大,可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中,加适量水,加热成饱和溶液,趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却,析出硫酸铜,过滤,与可溶性杂质分离,得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑,灼烧至表面呈现黑色,冷却;
②加5.5mL3mol/L硫酸,2.5mL浓硝酸,反应平稳后水浴加热,补加2.5mL3mol/L硫酸,0.5mL浓硝酸;
③铜近于完全溶解后,趁热倾滗法分离;
④水浴加热,蒸发浓缩至结晶膜出现;
⑤冷却、过滤;
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例,加热溶于水,趁热过滤;
⑦滤液冷却、过滤、晾干,得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重,计算产率。

实验室制取硫化氢(H2S):

(1)反应原理:FeS+2HCl→H2S↑+FeCl2
(2)发生装置:固+液→气(启普发生器)
(3)净化方法:饱和NaHS(除HCl),固体CaCl2(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:CuSO4溶液或碱液吸收(H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O)
(6)检验方法:①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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