2018-2019版高中化学_第2章 化学键 化学反应与能量 2.3.1 利用化学反应制备物质课件 鲁科版必修2

第3节化学反应的利用,第1课时利用化学反应制备物质,自主阅读,自主检测,一、氯气的实验室制法1.反应原理、仪器试剂,2.装置设计,自主阅读,自主检测,3.实验步骤,4.尾气处理尾气用NaOH溶液吸收,防止污染空气。反应的离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。,自主阅读,自主检测,二、氯气的工业制法,三、利用化学反应制备其他物质,自主阅读,自主检测,自主阅读,自主检测,1.用下列两种方法制取氯气:用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,则所得氯气()A.比多B.比多C.一样多D.无法比较解析：根据4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2,用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,所得氯气为1mol,而用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,会因随反应的进行浓盐酸逐渐变稀而使反应逐渐停止,最后有一定量的氯化氢剩余,所得氯气的物质的量小于1mol。答案：A,自主阅读,自主检测,2.实验室制取氯气时有如下操作,正确的顺序是()连接好装置,检查气密性缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出在烧瓶中加入二氧化锰粉末往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中A.B.C.D.解析：制取气体的正确顺序是先选择仪器,然后连接好装置,检查气密性,再加入药品后进行实验,检验纯度后再收集。答案：C,3.如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体,该装置可用于()A.铝和稀盐酸生成氢气B.二氧化锰和H2O2反应生成氧气C.碳酸钠和盐酸生成二氧化碳D.KMnO4和浓盐酸生成氯气解析:A项,制取H2不需加热,H2中混有的HCl、H2O(气)杂质可分别用水、浓硫酸除去,H2用向下排空气法收集,A项正确;B、C、D项,O2、CO2、Cl2不能用向下排空气法收集。答案:A,自主阅读,自主检测,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,讨论探究制取Cl2的装置中能否用长颈漏斗代替分液漏斗?为什么?探究提示：不能。分液漏斗可以防止浓盐酸的挥发,而且分液漏斗还可以控制浓盐酸的滴加速率,以控制化学反应速率。,氯气的实验室制法及注意事项,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,实验装置图及各部分解读,1.实验药品:浓盐酸与二氧化锰或浓盐酸与高锰酸钾。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,2.反应原理:用氧化剂(MnO2、KMnO4)氧化浓盐酸中的HCl而生成Cl2,发生反应的化学方程式是:3.发生装置:氯气的发生装置使用的仪器主要有圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、酒精灯。4.收集方法:向上排空气法、排饱和食盐水法。5.验满方法:因氯气是黄绿色气体,若观察到整个集气瓶内都是黄绿色,则说明氯气已收集满。可在集气瓶口放一湿润的淀粉碘化钾试纸,若试纸变蓝,说明集气瓶内已收集满氯气。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,6.尾气的吸收:因氯气是一种有毒气体,在制备或使用时一定要注意防止其污染环境。实验室中常用NaOH溶液来吸收多余的氯气。7.氯气的净化:应将气体先通入盛有饱和食盐水的洗气瓶(目的是除去氯气中混有的氯化氢气体),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶,然后再用向上排空气法收集,便可得到干燥纯净的氯气。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,【例题1】某校化学兴趣小组用浓盐酸与二氧化锰加热反应来制取并收集氯气,装置如图所示:,(1)写出该反应的化学方程式。(2)上述反应中,还原剂是,若有1mol氧化剂参加反应,转移电子的物质的量是mol。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,(3)实验开始前,某学生对装置进行了气密性检查。方法是连接好装置后,用弹簧夹夹住(填“A”或“B”)处橡皮管;向分液漏斗中加水并打开活塞,当加到一定量时,停止加水,静置观察,当观察到分液漏斗中时,表明该装置不漏气。(4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气,你认为其中错误的是。A.氢氧化钠溶液B.碳酸钠浓溶液C.浓硫酸D.氢氧化钙溶液答案：(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O(2)HCl2(3)B液面不下降(4)C,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,规律方法点拨气密性检查注意事项(1)气密性检查一般要在装入药品之前进行。(2)气密性检查必须包括操作、现象、结论三个步骤,缺一不可。(3)对于气密性不合格的仪器,要找出原因对症修复或更换。其他注意事项:(1)制取时要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”,一旦盐酸成为稀盐酸,反应将不再进行。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,或者减慢滴加浓盐酸速率,都可以减少HCl挥发。(3)漏斗颈下端要离MnO2稍远些,防止泡沫堵塞漏斗口。(4)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,成功体验1某课外活动小组利用如图所示的装置制取氯气。提供的试剂有:浓盐酸、饱和NaCl溶液、NaOH溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,(1)浓盐酸在此反应中显示出来的性质是。A.只有还原性B.还原性和酸性C.只有氧化性D.氧化性和酸性(2)装置C中盛放的试剂是。(3)尾气处理时需关闭弹簧夹a和弹簧夹,打开弹簧夹。处理尾气时发生反应的离子方程式是。(4)若用含1.6mol氯化氢的浓盐酸与足量的高锰酸钾反应,在标准状况下生成的氯气体积。A.=11.2LB.11.2LC.11.2LD.无法确定,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,解析：分析装置图知M中装浓盐酸,B中装KMnO4固体,A是尾气吸收装置,C应是收集装置,内装饱和NaCl溶液。浓盐酸与KMnO4反应制Cl2,由化学方程式可看出HCl在反应中部分被氧化成Cl2,浓盐酸体现还原性和酸性。因为KMnO4与浓盐酸反应才能制取氯气,随着反应的进行,n(HCl)不断减少,又不断生成H2O,c(HCl)不断减小,即使KMnO4足量,HCl也不可能完全反应,所以在标准状况下,生成的Cl2应少于11.2L。答案：(1)B(2)饱和NaCl溶液(3)bc2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O(4)C,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,气体的制备是高考化学实验中常考的内容,涉及气体的制备与性质的实验多出现在选择题中,在非选择题中,就气体制备的反应原理、装置的选择、气密性检查、收集等进行考查。讨论探究在实验室中制取H2、CO2、NH3、SO2、Cl2、O2时,是否均可以用右图所示装置来制取?,常见气体的制取,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,探究提示：该实验装置可以用于常温下制备块状固体和液体试剂反应生成不溶于该液体的气体。氨气易溶,二氧化硫、氯气和氧气使用的是粉末状固体,都不符合条件。该装置只能用于制备氢气和二氧化碳。,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,常见的实验室制气装置解读装置组成“四大部分”:实验室制取气体的装置,一般由“四大部分”组成:,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,1.气体发生装置,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,2.气体收集装置,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,3.气体除杂装置,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,4.尾气处理装置尾气中若有易燃、易爆或有毒的气体,需增加尾气处理装置,防止气体排入空气,污染环境。常见尾气处理装置,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,【例题2】下列三个问题均与如图所示实验装置有关。,(1)制取无色、非金属氧化物气体时,锥形瓶X内的药品应是()A.铜和稀硝酸B.铜和浓硝酸C.碳酸钙和稀硫酸D.亚硫酸钠和浓盐酸,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,(2)洗气瓶Y中所装的液体应是(不允许非水杂质混在气体中)()A.浓硫酸B.NaOH溶液C.饱和NaHSO3溶液D.饱和NaHCO3溶液(3)检验集气瓶Z是否集满气体,置于瓶口的滤纸上所蘸的溶液是()A.BaCl2溶液B.酸性KMnO4溶液C.碘化钾淀粉溶液D.澄清石灰水,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,解析：(1)铜和稀硝酸反应生成NO,NO气体不能用排气法收集;铜和浓硝酸反应生成NO2,NO2气体呈红棕色;碳酸钙和稀硫酸反应生成CO2,但该反应不能持续进行;亚硫酸钠和浓盐酸反应生成SO2,SO2通常为无色气体,可用向上排空气法收集。(2)这里要求选择除去SO2气体中的HCl气体的试剂。SO2和HCl的混合气体通入NaHSO3溶液,发生化学反应:NaHSO3+HClNaCl+H2O+SO2,这不仅除去了HCl,还增加了SO2。(3)这里要求选择检验SO2气体的试剂。SO2遇BaCl2溶液、碘化钾淀粉溶液均不产生现象;SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液退色;SO2虽然与澄清石灰水发生反应生成固态、白色的CaSO3,但在滤纸上观察不到该现象。答案：(1)D(2)C(3)B,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,规律方法点拨1.在物质的制备中,原理的选择一般要注意以下几点:一是反应原理必须科学;二是原料尽可能易得;三是反应过程尽量“绿色化”;四是符合实际操作。2.气体发生装置的选择。,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,成功体验2下列制备和收集气体的实验装置中合理的是(),探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,解析：A项,收集装置试管口应放一团棉花;B项,反应需要加热,且收集装置的导管应长进短出;C项,收集装置的导管应短进长出;D项正确。答案：D,123,1.实验室制备Cl2时,下列物质能代替MnO2的是()A.CaOB.稀硫酸C.SO2D.KMnO4解析：实验室制取Cl2发生反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,MnO2是氧化剂,故可选用强氧化剂KMnO4代替MnO2。答案：D,123,2.右图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A.铜屑和浓硝酸B.二氧化锰和浓盐酸C.氯酸钾和MnO2D.碳酸钙和稀盐酸解析:铜屑与浓硝酸反应制取NO2会产生污染,但没有尾气吸收装置;用碳酸钙与稀盐酸制CO2的反应不需加热,CO2跟浓硫酸不反应且密度大于空气,可用这套装置。用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热,氯酸钾和MnO2反应制取氧气需采用“固、固加热”装置,均不符合题意。答案:D,123,3.关于实验室制取Cl2的反应,下列说法错误的是()A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2B.每生成1molCl2,转移电子的物质的量为2molC.每消耗