高中化学 2.3.1利用化学反应制备物质课件 鲁科版 .ppt

第3节化学反应的利用第1课时利用化学反应制备物质 1 掌握实验室制备氯气的原理 净化方法及尾气处理方法 2 了解常见气体的实验室制备装置及收集方法 3 了解一些常见物质的制备原理 一 氯气的实验室制法1 反应原理 化学方程式 离子方程式 2 反应特点 固体 液体气体 4hcl 浓 mno2mncl2 cl2 2h2o 2cl 4h mno2mn2 cl2 2h2o 3 实验装置 分液漏斗 浓盐酸 naoh溶液 4 实验步骤 从下到上 从左到右 关闭分液漏斗活塞 导管伸入水中 用手捂热或微热烧瓶 导管口若 有气泡冒出 停止加热后导管内上升一段水柱 烧瓶 固体mno2 分液漏 斗 浓盐酸 向上排空气法 排饱和食盐水法 黄绿 变蓝 5 尾气处理 尾气用 吸收 防止污染空气 反应的离子方程式 6 工业制法 电解饱和食盐水 1 化学方程式为 在反应中氧化剂是 还原剂是 2 离子方程式为 naoh溶液 cl2 2oh cl clo h2o 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 h2o nacl 2cl 2h2o2oh h2 cl2 二 利用化学反应制取其他物质 zn h2so4 znso4 h2 或zn 2hcl zncl2 h2 c h2o g co h2 co h2o g co2 h2 caco3 2hcl cacl2 co2 h2o caco3cao co2 fe2o3 3co2fe 3co2 fe2o3 3co2fe 3co2 s o2so2 2so2 o22so3 so3 h2o h2so4 v2o5 2nh4cl ca oh 2cacl2 2h2o 2nh3 n2 3h22nh3 nano3 h2so4 浓 nahso4 hno3 4nh3 5o24no 6h2o 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 思考辨析 1 判断正误 1 实验室制取氯气的装置是固体和液体反应不需要加热的装置 分析 实验室制取氯气原理是利用二氧化锰和浓盐酸反应 反应需要加热 所以所用的装置是固体和液体加热生成气体的装置 2 实验室在收集氯气时 可以用排饱和食盐水的方法收集 分析 由于氯气在饱和食盐水中的溶解度较小 可以用排饱和食盐水的方式收集氯气 3 实验室制取氢气和实验室制取二氧化碳所用的装置相同 分析 实验室制取氢气和实验室制取二氧化碳的反应原理均是固体和液体反应不加热 所以二者均是采用的固液反应不加热装置 2 问题思考 1 实验室在制取氯气和氧气时均用到二氧化锰 二氧化锰在两个反应中所起的作用完全相同吗 分析 不相同 在制取氯气时二氧化锰是氧化剂 在制取氧气时二氧化锰是催化剂 2 请分别用双线桥法来表示氯气实验室制法和工业制法反应原理中的电子转移过程 分析 实验室制法 知识链接 烧瓶 实验室中使用的有颈玻璃器皿 用来盛液体物质 因可以耐一定的热而被称作烧瓶 其通常有平底烧瓶和圆底烧瓶之分 安全使用方法如下 a 应放在石棉网上加热 使其受热均匀 加热时 注入的液体不超过其容积的2 3 不少于其容积的1 3 烧瓶外壁应无水滴 b 平底烧瓶不能长时间用来加热 c 不加热时 若用平底烧瓶作反应容器 无需用铁架台固定 电解饱和食盐水的工业用途 工业上用电解饱和食盐水的方法来制取naoh cl2和h2 并以它们为原料生产一系列化工产品 称为氯碱工业 氯碱工业是最基本的化学工业之一 它的产品除应用于化学工业本身外 还广泛应用于轻工业 纺织工业 冶金工业 石油化学工业等 一 氯气的实验室制法装置解读及注意事项 1 实验装置图及各部分解读 1 发生装置 反应原理 用mno2作氧化剂 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 用kmno4 k2cr2o7 kclo3等作氧化剂 2kmno4 16hcl 浓 2mncl2 2kcl 5cl2 8h2o 2 净化装置 除去氯气中混有的氯化氢气体可用 a 装置 除去氯气中混有的水蒸气可用 b 或 c 装置 3 收集装置 可以用向上排空气法 a 或排饱和食盐水法 b 收集氯气 4 尾气吸收装置 用强碱溶液 如naoh溶液 吸收多余的cl2 2 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 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 学而后思 1 制取氯气的装置中为何用分液漏斗而不用长颈漏斗 提示 分液漏斗可以控制浓盐酸的滴加速率 以控制化学反应速率 而且还可以防止浓盐酸的挥发 2 根据化学方程式mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 足量mno2与200ml10mol l 1的浓盐酸反应制cl2时 由关系式4hcl cl2知最多可制得标准状况下11 2l的cl2 这种结论对吗 试分析原因 提示 不对 mno2只与浓盐酸反应 不能与稀盐酸反应 随着反应的进行 盐酸浓度越来越小 当变为稀盐酸时 反应停止 此时还有未反应掉的hcl 实际生成的氯气比理论值要少 二 常见的实验室制气装置解读1 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 2 装置解读 1 发生装置 发生装置的选取原则 制取气体的实验装置通常是根据制取气体所需要的反应物状态 固体或液体 及反应条件 加热或不加热 来进行选择 常见装置图 中学阶段常见的气体发生装置有三类 2 净化装置 3 收集装置 常规收集方法 收集气体需要根据气体的性质 溶解性及与空气的相对密度和化学性质 来选择 其他方法 球胆或袋囊 塑料袋 4 尾气处理 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 知识备选 常见的吸收尾气时的防倒吸装置1 装置的选用原则 1 气体极易溶于水 2 气体极易与瓶中的液体发生反应 2 倒吸原理 由于气体溶于水或气体与液体反应导致内外形成压强差 3 主要装置 学而后思 1 是否所有气体均可以用排水法或者排空气法收集 试分析原因 提示 不是 一些气体极易溶于水 只能用排空气法收集 如氨气 氯化氢等 一些气体易与空气中的某些气体发生反应 不能用排空气法收集 如no气体等 2 实验室制取氨气 收集氨气时用什么方法可以验证氨气已经收集满 提示 两种方法 一种是将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口 若变蓝 则证明收集满 另一种是用蘸有浓盐酸的玻璃棒进行验证 若有白烟生成 则证明氨气已经收集满 类型一氯气的实验室制法 典例 2013 郑州高一检测 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 请分别指出在这个装置中有哪些错误 有几处填几处 3 烧杯中的naoh溶液的作用是 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 浓盐酸和二氧化锰只有在加热的条件下才能反应 2 对于制取干燥的气体只有在最后一步才能除去水蒸气 即干燥装置只能放在收集装置的前边 解析 用mno2和浓盐酸共热制得的氯气中 有挥发出来的hcl气体和水蒸气 题目中要求制得纯净干燥的氯气 这是两种要除去的杂质 用水洗法是为了除去hcl气体 这个装置必须在前 用浓硫酸洗气瓶是为了除掉水蒸气 它应该在后 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 盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了 3 吸收多余的氯气 互动探究 1 若用 典例 中的装置制取氯气 应该选用什么试剂 发生反应的化学方程式是什么 提示 此装置为不需要加热便能反应 可以用高锰酸钾和浓盐酸的反应来制取 反应的化学方程式为2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 2 装置中的水的作用是什么 你认为应该选用什么试剂更适合本步的操作 提示 装置中水的作用是除去氯气中的氯化氢 由于氯化氢极易溶于水而氯气在饱和食盐水中的溶解度较小 所以最好选用饱和食盐水进行本步操作 变式训练 要制取纯净气体 必须根据气体的逸出环境分析可能含有的杂质 再根据气体本身和杂质的性质决定除杂方案 干燥是除去水蒸气的一种除杂方法 下列不能用来干燥氯气的干燥剂是 a 浓硫酸b 五氧化二磷c 无水氯化钙d 生石灰 解析 选d 由于氯气能与碱反应 所以不能用生石灰干燥氯气 变式备选 实验室制取氯气时有如下操作 操作顺序正确的是 连接装置 检查气密性 缓缓加热 加入mno2粉末 从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸 将多余氯气用naoh溶液吸收 用向上排空气法收集氯气a b c d 解析 选d 本题考查了实验室制取cl2时的气密性检查 药品加入顺序及cl2的收集方法 尾气吸收方法 有利于培养逻辑性思维 加好药品后才进行加热操作 a错误 制取气体时 应首先检查装置的气密性再加药品 b错误 加药品时 应先加固体药品于烧瓶中 再加液体药品 c错误 由于cl2的密度大于空气 所以可用向上排空气法收集 由于cl2有毒 为防止污染空气 用naoh溶液作尾气吸收剂吸收多余的cl2 d正确 类型二利用化学反应制备其他气体 典例 下图所示是气体制取装置 下列能用此装置制取气体并能 随开随用 随关随停 的是 a 大理石和稀硫酸制取二氧化碳b 锌粒和稀硫酸制氢气c 浓盐酸和二氧化锰制取氯气d 固体nh4cl和消石灰制取氨气 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 注意装置的特点 本装置不需要加热 2 所用的固体应该是块状固体 解析 选b 能用启普发生器制取的气体应满足的条件 块状固体和液体进行反应 生成的气体难溶于反应液 反应不需要加热 反应过程中不能有太大热量变化 生成物除气体外应易溶于水 大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水 附着在大理石的表面阻止反应的进行 a项不合题意 浓盐酸与二氧化锰反应需要加热 且mno2为粉末状固体 c项不合题意 固体nh4cl和消石灰制取氨气需要加热 且氨气易溶于水 d项不合题意 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 教师借助本题进一步给学生强调制取气体的装置在选用时应该注意的事项 2 给学生讲解启普发生器的原理及使用的注意事项 3 要求学生必须对实验室制取常见气体的反应原理和实验过程非常熟悉 方法规律 常见制气装置的注意事项 1 固固加热 试管口应略向下倾斜 试管夹夹在试管的中上部 药品应平铺于试管底部 导管不宜伸入试管过长 实验开始时应先检查实验装置的气密性 加热时 先预热且应用外焰加热 2 固液不加热 启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体 实验开始时应先检查实验装置的气密性 简易装置的长颈漏斗应插入液面以下 3 固液加热 实验开始时应先检查实验装置的气密性 加热时要预热 受热要均匀 加热易暴沸的混合物时要加入沸石防止暴沸 变式训练 2013 福州高一检测 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 氨水和氧化钙d 碳酸钙和稀盐酸 解析 选d 铜屑与浓硝酸反应制取no2 没有尾气吸收装置 a项不合题意 用mno2跟浓盐酸反应制取氯气需加热 b项不合题意 氨水和氧化钙制取氨气虽不需加热 但不能用浓硫酸做干燥剂 c项不合题意 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 d项符合题意 变式备选 下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是 a no和o2b hcl和nh3c h2和cod so2和co2 解析 选d a和b选项中的两组气体常温下会发生反应 不能共存 c选项中的h2不能用向上排空气法收集 而co一般用排水法收集 d选项中的so2和co2常温下不发生反应 而且两者的密度均比空气大 都可以用向上排空气法收集 所以符合题意的选项为d 1 用向上排空气法收集cl2和hcl时 可以用于检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是 a 湿润的淀粉ki试纸b 湿润的蓝色石蕊试纸c 蘸有浓氨水的玻璃棒d 湿润的红色石蕊试纸 解析 选b a项只能检验cl2是否充满 但无法检验hcl是否充满 故a错 b项cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色 而hcl只能使其变红 因此 既可验满又可区别 故b对 c项cl2和hcl气体遇到浓氨水均产生白烟 因此 只能验满不能区别 故c错 d项只能检验cl2是否充满 但无法检验hcl是否充满 故d错 2 关于工业生产的下列叙述中 正确的是 a 将氢气和氯气混合后光照 使其反应生成氯化氢 再用水吸收得盐酸b 加热氯化铵和消石灰的混合物制取氨气c 以石灰石 纯碱 石英为原料 在玻璃熔炉中制取普通玻璃d 工业上采用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁 解析 选c 氯气和氢气混合光照易爆炸 不能用于工业生产 工业上用n2和h2在高温高压 催化剂条件下制取nh3 工业上采用电解熔融氯化镁制取镁 3 已知hcl难溶于ccl4 则如图所示装置中 不适宜于hcl气体尾气吸收的是 解析 选b hcl气体极易溶于水 尾气吸收时应注意防止倒吸 倒置的漏斗吸水后漏斗口会脱离水面 使漏斗内的水又流入烧杯中 导管内hcl与水接触 溶于水 使导管内压强迅速减小 会造成倒吸 hcl难溶于ccl4 导管内气体压强不会减小 不会造成倒吸 由于干燥管的容积较大 不会倒吸 4 2013 赤峰高一检测 下列装置或操作能达到实验目的的是 解析 选c a中由于氨气的密度小于空气的密度 所以用向下排空气法收集是正确的 但集气瓶瓶口不能密封 塞橡皮塞 可塞一团疏松的棉花 目的是防止气体对流 收集到较纯的氨气 b中洗气装置中的导管应为长进短出 c中通过观察长颈漏斗中液面是否下降 可以检查装置的气密性 d中收集密度比空气大的二氧化碳气体用向上排空气法 应该为长管进气 短管排出空气 5 2013 济南高一检测 今有下列气体 h2 cl2 hcl nh3 no h2s so2 用如图所示的装置进行实验 1 烧瓶干燥时 从a口进气可收集的气体是 从b口进气可收集的气体是 2 烧瓶中充满水时 可用来测量 等气体的体积 3 当烧瓶中装入洗液 用于洗气时 气体应从 口进入烧瓶 解析 1 用排空气法收集气体时 要注意气体的密度及是否与空气中的某种成分发生反应 由于h2 nh3的密度比空气小 且不与空气中的成分发生反应 可用向下排空气法来收集 结合本题干燥烧瓶的位置特征 h2 nh3应从a口进 将空气从b口赶出 cl2 hcl h2s so2的密度比空气大 且不与空气中的成分发生反应 应从b口进 将空气从a口赶出 no能与空气中的o2反应 不能用排空气法收集 2 对于难溶于水的气体 可用排水法收集 可以用来收集 测量的气体有h2 no 3 当烧瓶中装有洗液时 被净化的气体应从b口进 答案 1 h2 nh3cl2 hcl h2s so2 2 h2 no 3 b 物质制备实验探究实验室提供下列药品 蒸馏