高中化学 （课标点击+预习导学+典例精析+课堂导练）第2章 第3节 第1课时 利用化学反应制备新物质同步辅导与检测课件 鲁科版必修2.ppt

第3节化学反应的利用第1课时利用化学反应制备新物质 1 了解实验室制备氯气的原理 2 了解氯气的收集 净化及尾气处理方法 3 知道可以利用化学反应制取许多物质 体验化学科学对个人生活和社会发展的贡献 知识清单 氯气的制法 1 氯气的实验室制法 1 反应原理化学方程式 2 仪器和试剂 仪器 试剂 3 实验装置 1 1 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 2 铁架台酒精灯石棉网圆底烧瓶分液漏斗双孔橡皮塞导气管 浓盐酸mno2饱和食盐水 2 氯气的工业制法化学方程式 离子方程式 反应中 氧化剂是 还原剂是 应用思考 现代化学工业中用电解饱和食盐水的方法制取氯气 你能找出氯气的实验室制法和工业制法的共同点吗 提示 原理一致 都是用氧化剂把 1价的氯元素氧化为氯气 综合拓展 氯气的实验室制法和净化方法及注意事项1 实验装置图 2 反应原理 1 化学方程式为 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 反应中 氧化剂是mno2 还原剂是hcl 2 制取时要注意反应条件是 浓盐酸 和 加热 一旦盐酸称为稀盐酸 反应将不再进行 3 若无mno2 可以用kmno4 k2cr2o7 kclo3等氧化剂代替 如2kmno4 16hcl 浓 2mncl2 2kcl 5cl2 8h2o但不需要加热 3 制备气体的类型 固体 液体 气体 4 收集方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 5 净化方法 用饱和食盐水除去hcl 再用浓h2so4除去水蒸气 6 尾气吸收 用强碱溶液 如naoh溶液吸收 反应的离子方程式为 2oh cl2 cl clo h2o 7 注意事项 1 为了减少制得的cl2中hcl的含量 加热温度不宜过高 减少hcl挥发 2 漏斗颈下端要离mno2稍远些 防止泡沫堵塞漏斗口 3 实验结束后 先使反应停止并排出残留的cl2 再拆装置 避免污染空气 特别提示 利用化学反应制备物质 应该根据物质的性质 选择科学合理的反应原理 合适的仪器和药品 如果是工业生产 还需考虑原料是否经济 步骤是否简便 操作是否安全 实验室中制备物质还要考虑切实可行和简单易行 尝试应用 1 请回答下列实验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 在实验室制取适量no气体 下图中最适合完成该实验的简易装置是 填序号 根据所选的装置完成下表 不需要的可不填 简单描述应观察到的实验现象 解析 1 kmno4与浓盐酸发生反应2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 装置b采用向上排空气法收集cl2 装置c起安全瓶作用 防止d中的液体倒吸入b中 cl2具有毒性 装置d中naoh中naoh溶液用于吸收多余的cl2 防止污染环境 2 实验室制取no气体通常用铜与稀硝酸反应 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 由于no易与空气中的o2反应生成no2 不宜用排空气法收集no气体 应用排水法收集no 故装置 和 是错误 装置 和 比较 更简单 a中cu与稀硝酸反应生成no气体 b中盛满水 用排水法收集no 答案 1 向上排气收集氯气安全瓶作用 防止d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 反应开始时 a中铜表面出现无色小气泡 反应速率逐渐加快 a管上部空间无色逐渐变为浅红棕色 随着反应的进行又逐渐变为无色 a中的液体则无色变为浅蓝色 b中的水面逐渐下降 b管中的水逐渐流入烧杯c中 2 在实验室中用mno2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气 1 写出反应的化学方程式 2 下图是一个学生设计的实验装置图 这个装置中有哪些错误 请分别指出 有几处填几处 可不填满 也可补充 3 在改正后的装置中 饱和食盐水 浓h2so4 naoh溶液各起什么作用 解析 本题属识图题 要求学生根据实验目的 对全套实验装置错误之处做出判断 学生必须对实验室制取氯气的反应原理和实验装置非常熟悉 首先应根据试题要求制得干燥 纯净的氯气 用mno2和浓盐酸共热制得的氯气中 有挥发出来hcl气体和水蒸气 这是两种要除掉的杂质 用饱和食盐水是为了除去hcl气体 这个装置必须在前 用浓硫酸洗气是为了除掉水蒸气 应该在后 题图中两个洗气瓶的进出导管都装反了 答案 1 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 2 烧瓶下面缺石棉网 铁圈下面缺酒精灯 盛有浓h2so4的洗气瓶和盛有饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了 两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下 而出口导管应靠近瓶塞 3 吸收挥发出的氯化氢 吸收水蒸气 吸收多余的氯气 知识清单 利用化学反应制备其他物质 应用思考 明代诗人于谦曾写下著名诗篇 石灰吟 千锤万凿出深山 烈火焚烧若等闲 粉身碎骨浑不怕 要留清白在人间 请你用化学方程式表达诗中所叙述的物质转变的三个反应 综合拓展 实验室制取气体并进行性质验证的环节气体的制取一般包括气体的发生装置 收集装置 净化装置和尾气处理装置四部分 1 气体制备装置 2 气体收集装置 3 气体除杂装置基本类型 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 常见尾气处理装置表 特别提示 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 易溶于水的气体杂质可用水来吸收 酸性杂质可用碱性物质吸收 碱性杂质可用酸性物质吸收 水可用干燥剂来吸收 能与杂质反应生成沉淀 或可溶物 的物质也可作为吸收剂 尝试应用 1 可用如图所示装置制取 必要时可加热 净化 收集的气体是 a 用nh4cl与naoh反应制nh3b 大理石和稀盐酸反应制备co2c 锌和稀硫酸制氢气d 硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢 解析 本题着重考查常见气体的制备原理 解题的关键在于正确选择法身装置 干燥试剂 收集方法 nh3的发生装置为固体反应物加热型 且不能用浓硫酸干燥 也不能用向上排空气法收集 氢气不能用向上排空气法收集 硫化氢不能用浓硫酸干燥 所以正确的答案为b 答案 b 2 如图所示 若关闭 阀 打开 阀 让一种含氯气的气体经过甲瓶后 通入乙瓶 布条不褪色 若关闭 阀打开 阀 再通入这种气体 布条褪色 甲瓶中所盛的试剂可能是 浓h2so4 naoh溶液 h2o 饱和nacl溶液a b c d 解析 本题借助实验考查氯气的性质及其漂白原理 解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的物质是hclo 或潮湿的氯气 先判断通入的cl2是否带有水蒸气 根据 阀开 阀关时 乙处红色布条褪色 说明通入的cl2是潮湿的 潮湿的cl2在 阀关闭时通过甲瓶 看不到乙处红色布条有明显的变化 说明甲瓶溶液吸收了cl2或吸收了cl2中的水蒸气 答案 d 气体的制备原理 按下述实验制备气体 合理而又实用的是 a 锌粒与稀硝酸反应制备氢气b 大理石与浓硫酸反应制备二氧化碳c 二氧化锰与稀盐酸反应制备氯气d 二氧化锰与双氧水混合制备氧气 解析 锌粒与稀硝酸反应得不到氢气 大理石与浓硫酸反应制备二氧化碳也不合理 因为生成的硫酸钙会附着在大理石的表面 阻止反应的进一步进行 制备氯气需二氧化锰与浓盐酸反应 答案 d名师点睛 在气体的制备中 原理的选择是最关键的 反应原理必须科学 反应速率应当适中 实验室常用氯酸钾与二氧化锰混合加热制备氧气 但二氧化锰与双氧水混合制备氧气比前者更容易 近年来 大有取代前者的趋势 变式训练 解析 实验室制备气体必须遵循药品易得 操作简单 安全 有效的原则 高锰酸钾分解反应是实验室制备氧气常用的方法 过氧化氢催化分解用于实验室制备少量氧气 硝酸铵的加热分解生成的混合气体 难易分离 且易发生爆炸 no2热分解也显然不能用于实验室制备氧气 答案 c 气体的制备装置 如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 本题涉及气体制备 干燥和收集三方面的知识 铜屑与浓硝酸反应制取no2没有尾气吸收装置 用碳酸钙与稀盐酸反应制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反应制取氧气需加热 均不符合题意 答案 d名师点睛 判断制取 干燥气体的装置和干燥剂是否正确 应该了解有关物质间反应的条件和所生成气体的物理性质 密度 溶解性等 与化学性质 酸碱性 对氧化剂的稳定性 变式训练 2 拟用如图所示装置制备下表中的三种干燥 纯净的气体 图中铁架台 铁夹及气体收集装置均已略去 必要时可以加热 a b c d表示相应仪器中加入的试剂 1 上述方法中可以得到干燥 纯净的气体是 2 指出不能用上述方法制取的气体 并说明理由 可以不填满 气体 理由是 气体 理由是 气体 理由是 解析 所给装置虽然加热时可以产生cl2 但在c装置中用naoh溶液除hcl的同时 cl2也被吸收 饱和nh4cl溶液与消石灰作用产生nh3 但在通过c装置时被水吸收 最后也得不到nh3 铜与稀硝酸作用产生no气体 部分被装置中的氧气氧化为no2 但在通过c装置中的水时 3no2 h2o 2hno3 no又得到no 经p2o5干燥得到纯净的no 答案 1 no 2 cl2反应生成的cl2被c装置中用naoh溶液吸收 nh3反应生成的nh3被c装置中用水吸收 启普发生器原理 下图是气体制取装置 下列能用此装置制取气体并能 随开随用 随关随停 的是 解析 本题的实验装置实际上是启普发生器的改进装置 适用于 固体 难溶于水的块状固体 液体 及不加热制取气体的反应 图中多孔塑料板就是用来盛放块状固体的 实验室制备气体装置的选择 往往是由制取该气体的方法 原理 来确定 用化学方法制取气体 就需考虑反应中反应物状态和反应条件 如实验室制取氢气和二氧化碳两气体在原理上是基本一致的 制h2用zn 2hcl 稀 zncl2 h2 或zn h2so4 稀 znso4 h2 制co2用caco3 2hcl 稀 cacl2 h2o co2 共同特点是 固体与液体反应 反应在常温即可发生 不需加热 解题的关键在于除具备上述知识外 还有对题中装置的认识和理解 答案 c 名师点睛 中学阶段能用启普发生器制取的气体只有三种 h2 锌粒与稀硫酸或稀盐酸反应 h2s fes与稀盐酸或稀硫酸反应 和co2 石灰石与稀盐酸反应 理解启普发生器的原理 下面的装置均在高考题中考查过 应认真体会 变式训练 3 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 填入编号 2 若用上述装置发生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 解析 本题要求组装一个随开随用 随关随停的co2发生装置 即利用启普发生器的原理来制备co2气体 由图中所给仪器分析 可以用球形干燥管代替启普发生器的球形漏斗 烧杯代替反应器 故所选的仪器是a c d e 若制co2气体 caco3与稀h2so4反应生成的微溶物caso4沉积在大理石表面 阻碍反应的进行 因此不能同时选用这两种药品 同时na2co3晶体能溶于水 不可用启普发生器制取co2 只能将浓hno3加水稀释为稀硝酸 再与块状的caco3反应制备co2 故选用药品为 浓硝酸 水 块状大理石 答案 1 a c d e 说明 铁架台不选不扣分 2 浓硝酸 水 块状大理石 1 双选题 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 解析 本题考查了实验室制取氨气的方法 nh4cl固体受热分解生成nh3和hcl 而当温度降低时 nh3和hcl又重新化合成固体nh4cl 气体进入干燥管的