物質(zhì)的制備 (2)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題題型專(zhuān)題復(fù)習(xí) 金陵中學(xué) 戴建良江蘇省教學(xué)研究重點(diǎn)課題基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)評(píng)一致性研究（2015JK11-Z004 主持人 劉江田）二氧化氯及亞氯酸鈉的制備 飲用水的消毒 有 毒 性 ， 熔 點(diǎn) ： -59 ， 沸 點(diǎn) ： 11 ， 氣 體 呈 黃 綠色 ， 極 易 溶 于 水 ， 在 堿 性 溶 液 中 劇 烈 反 應(yīng) 生 成 亞 氯 酸鹽 和 氯 酸 鹽 。 ClO2不 穩(wěn) 定 ， 受 熱（85以上）或 見(jiàn) 光易 分 解 ， 引 起 爆 炸 。 常 壓 下 ， 當(dāng) 體 積 分 數(shù) 大 于 15%或水 中 濃 度 大 于 30 易 爆 炸 ， 在 生 產(chǎn) 和 使 用 時(shí) 必 須 用 稀有 氣 體 或 空 氣 等 進(jìn) 行 稀 釋 ， 同 時(shí) 要 避 免 光 照 、 震 動(dòng) 等 。ClO2主 要 用 作 污 水 殺 菌 消 毒 和 紙 漿 漂 白 。ClO2性質(zhì)和用途【 資 料 在 線 】 ： 穩(wěn)定性二氧化氯亞氯酸鈉 工 業(yè) 上 主 要 用 作 漂 白 劑 和 制 備 二 氧 化 氯 的 原 料 ，將 NaClO2和 稀 硫 酸 或 稀 鹽 酸 混 合 即 可 重 新 生 成 ClO2。NaClO2飽 和 溶 液 在 溫 度 低 于 38 時(shí) 析 出 晶 體 是NaClO23H2O， 高 于 38 時(shí) 析 出 晶 體 是 NaClO2， 高 于60 時(shí) NaClO2分 解 成 NaClO3和 NaCl。NaClO2性質(zhì)和用途 任務(wù)1、理解穩(wěn)定性二氧化氯的制備原理 ClO2的 制 備 方 法 ： 在強(qiáng)酸性條件(如H2SO4溶液)下，用還原劑（如Na2SO3）還原氯酸鈉（NaClO3）。 穩(wěn) 定 性 ClO2的 制 備 方 法 ： 將ClO2用NaOH和H2O2混合溶液吸收制成NaClO2。 請(qǐng)寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 任 務(wù) 2、 選 擇 穩(wěn) 定 性 二 氧 化 氯 的 制 備 裝 置 2NaClO3 +Na2SO3 +H 2SO4 = 2ClO2+2Na2SO4 +H 2O 2ClO2+2NaOH +H 2O2=2NaC1O2+O2+2H 2O 反 應(yīng) 大 量 放 熱 硫 酸溶 液N a 2 S O 3 NaClO3固 體 NaOH和 H2O2混 合 溶 液?jiǎn)?題 ： 根 據(jù) 上 述 信 息 ， 對(duì) 該 反 應(yīng) 裝 置 進(jìn) 行 改 進(jìn) ， 說(shuō) 明理 由 。 A B K 硫酸溶液NaOH和H 2O2混合溶液冷水浴NaOH溶液NaClO3和Na2SO3固體B空 氣 A C D 任務(wù)3、設(shè)計(jì)穩(wěn)定性二氧化氯的制備步驟 問(wèn) 題 ： 現(xiàn) 搭 好 裝 置 ， 檢 查 好 裝 置 氣 密 性 ， 裝 好 藥 品 。請(qǐng) 設(shè) 計(jì) 獲 得 無(wú) 水 NaClO2的 實(shí) 驗(yàn) 方 案 。 打開(kāi)止水夾K，緩慢通入空氣；打開(kāi)分液漏斗上口玻璃塞，旋開(kāi)旋塞，緩慢滴加硫酸溶液，C中產(chǎn)生大量氣體，當(dāng)C中氣體明顯減少時(shí)，關(guān)上分液漏斗旋塞。 混合溶液蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾洗滌干燥任務(wù)3、設(shè)計(jì)穩(wěn)定性二氧化氯的制備步驟 將裝置C中的液體取出在約55條件下蒸發(fā)，至出現(xiàn)大量晶體后，高于38趁熱過(guò)濾；乙醇洗滌23次；低于 60干燥，得到無(wú)水NaClO2。約55高于38約55乙醇低于 60 模型建構(gòu)：綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)理 解 實(shí) 驗(yàn) 原 理選 擇 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 方 案制備反應(yīng)分離提純判斷終點(diǎn)據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象 （氣泡、沉淀）控制溶液pH安全環(huán)保速率產(chǎn)率沉淀法（調(diào)節(jié)溶液pH）結(jié)晶法（溫度控制） 制 備 反 應(yīng) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì) 例 1、 （ 2016年 江 蘇 高 考 ） 由 MgSO4溶 液 和Na2CO3溶 液 制 備 MgCO33H 2O： MgSO4+Na2CO3+3 H2 O=MgCO3 3 H2 O+Na2SO4 邊攪拌邊向MgSO4溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無(wú)沉淀生成。過(guò)濾、用水洗滌固體23次，在50下干燥，得到MgCO33H2O。 制 備 反 應(yīng) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì)例2、（2 0 1 7年江蘇高考）利用銀氨溶液和2 molL1水合肼溶液的反應(yīng)制備Ag： 向?yàn)V液中滴加2 molL1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1 molL1 H 2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH 3，待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過(guò)濾、洗滌，干燥。 4Ag(NH 3) 2+N2H 4H 2O=4Ag+N2+4NH 4+4NH 3+H 2O 制 備 反 應(yīng) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì)例3、（2019屆南京市二模，19）請(qǐng)補(bǔ)充完整上述煅燒后混合物（Na2CrO4、Fe2O3）制備N(xiāo)a2Cr2O7晶體的實(shí)驗(yàn)方案：水浸，過(guò)濾， ，得純凈Na2Cr2O7晶體（必須使用的試劑有：硫酸，蒸餾水）。2Na2CrO4+ H2 SO4 =Na2Cr2O7+ Na2 SO4 + H2 O已知：Na2CrO4溶液中加酸調(diào)節(jié)pH為3.5時(shí)，CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72。向?yàn)V液中加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3 .5， 分 離 提 純 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì)溶解度/g 20 30 40 60 80 90Na2SO4 19.5 40.8 48.8 45.3 43.7 42.7Na2Cr2O7 183 198 215 269 376 405例1、（2019屆南京市二模，19）2Na2CrO4+ H2 SO4 =Na2Cr2O7+ Na2 SO4 + H2 O橙紅色 典 型 錯(cuò) 誤 分 析 ：2Na2CrO4+ H2 SO4 =Na2Cr2O7+ Na2 SO4 + H2 ONa2Cr2O7 Na2 SO49 0 溶解度/g 4 0 5 4 2 .79 0 飽和溶液中需要的水/g如兩者都能溶解至少需要的水/g4 0 溶解度/g 2 1 5 4 8 .8降溫至4 0 析出晶體/g 2 6 2 g 1 4 2 g6 5 g 3 3 3 g3 3 3 g 03 3 3 g水最多能溶解7 1 6 g，析出晶體為0 分 離 提 純 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì)溶解度/g 20 30 40 60 80 90Na2SO4 19.5 40.8 48.8 45.3 43.7 42.7Na2Cr2O7 183 198 215 269 376 405例1、（2019屆南京市二模，19）2Na2CrO4+ H2 SO4 =Na2Cr2O7+ Na2 SO4 + H2 O橙紅色 將溶液加熱到9 0 以上，蒸發(fā)結(jié)晶，有大量無(wú)色晶體析出，至有少量橙黃色晶體析出時(shí)，趁熱過(guò)濾，濾液降溫至4 0 結(jié)晶，趁熱過(guò)濾，用蒸餾水洗滌，干燥得Na 2 Cr2 O7晶體。 例2：寫(xiě)出從FeSO4溶液中獲得FeSO47H 2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟。FeSO4溶液蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾洗滌干燥60 0冰水（或乙醇）低溫 加熱濃縮得到60飽和溶液，冷卻至0結(jié)晶，過(guò)濾，少量冰水洗滌，低溫干燥。制 備 反 應(yīng) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 的 設(shè) 計(jì)