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.ppt

第1课时利用化学反应制备物质 第2章第3节化学反应的利用 学习目标定位1 学会实验室制取氯气的方法 会用化学方程式表示其反应原理和尾气的处理 2 知道一些常见物质的实验室制法和工业制法 3 会识别常见的化学仪器 选择正确的气体发生装置 内容索引 新知导学 新知探究点点落实 达标检测 当堂检测巩固反馈 新知导学 1 氯气的制备原理瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时 把盐酸和软锰矿矿石混合在一起加热 意外地发现有一种令人窒息的黄绿色气体生成 这种气体就是氯气 至今 实验室中仍用这种方法制取氯气 1 实验室制备氯气的原理是 2 现在工业上大量制取氯气通常是电解饱和食盐水法 称作氯碱工业 其原理是 3 从氧化还原反应知识的角度分析 上述两个反应的共同之处是 不同点是 一 氯气的实验室制法 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 把 1 价的氯氧化成0价的氯 原料 条件不同 2 实验室制取氯气按下列装置完成实验室制取氯气的实验 1 装置a为气体发生装置 反应的离子方程式是 mno2 2cl 4h mn2 cl2 2h2o 2 装置b的作用是 装置c中的试剂是 其作用是 3 加热一段时间后 装置d中可观察到的现象是 4 装置e中盛放的试剂是 其作用是 反应的化学方程式是 吸收hcl气体 干燥氯气 有黄绿色气体生成 naoh溶液 吸收多余的氯气 2naoh cl2 nacl naclo h2o 浓硫酸 5 氯气集满的检验 将贴在玻璃棒一端的靠近集气瓶口 若试纸变成蓝色 说明气体已经集满 湿润的淀粉 ki试纸 1 氯气的工业制法 电解饱和食盐水 2 氯气的实验室制法原理 强氧化剂 浓hcl 装置 固体 液体气体 收集 向上排空气法 排饱和食盐水法 干燥 如图所示 检验 湿润的淀粉 ki试纸变蓝色 尾气处理 naoh溶液吸收 关键提醒 1 kmno4 kclo3 ca clo 2 naclo常温下也可将浓盐酸氧化为cl2 如 16hcl 浓 2kmno4 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 6hcl 浓 kclo3 kcl 3cl2 3h2o 2 由于ca oh 2微溶于水 吸收cl2时不宜用澄清的石灰水代替naoh溶液 3 注意反应的条件为 浓盐酸 和 加热 一旦盐酸变稀 反应将不再进行 4 为防止盐酸挥发 加热温度不宜过高 且缓缓滴加浓盐酸 1 实验室制取氯气时有如下操作 其中正确的顺序是 连接装置并检查气密性 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 答案 解析 规律方法 解析实验室制取氯气进行实验操作时 先连接装置并检查装置的气密性 再加药品 且先加固体再加液体 为减少hcl的挥发要缓慢加热 利用氯气的密度比空气密度大的性质用向上排空气法收集氯气 氯气有毒 最后用碱液吸收多余氯气以防止污染空气 规律方法 规律方法实验室制取cl2的实验操作 1 先连接装置 后检查气密性 2 先检查气密性 后加药品 3 先加固体 后加液体 4 先排出空气 后收集氯气 5 实验结束后 先停止反应并排出残留的cl2 再拆卸装置 避免污染空气 2 实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气 答案 解析 1 按气流从左到右 装置正确的连接为a 填各接口字母 fhb cedg 解析仪器的连接应按照制备 净化 收集 尾气吸收的顺序 e的作用是除氯化氢杂质 装置d只有一段导气管 是尾气吸收装置 内装氢氧化钠溶液 8 7g二氧化锰物质的量为0 1mol mno2与盐酸完全反应可产生0 1mol氯气 体积为2 24l 10mol l 1的浓盐酸40ml 其中氯化氢的物质的量为0 4mol 若0 4mol氯化氢与足量mno2完全反应也可产生0 1mol氯气 但浓盐酸在反应过程中会逐渐变稀 其中的0 4mol氯化氢不能完全反应 产生的氯气少于0 1mol 所以v1 v2 2 装置e的作用是 装置d的作用是 3 装置a和d中反应的化学方程式 a d 答案 除掉氯气中混有的hcl吸收多余的氯气 cl2 2naoh naclo nacl h2o 4 某校化学兴趣小组称取8 7g二氧化锰与足量10mol l 1的浓盐酸反应 理论上可制得氯气的体积 标准状况 v1 l 若该小组量取了10mol l 1的浓盐酸40ml 与足量的二氧化锰反应 理论上产生氯气的体积为v2 标准状况 则v1 填 或 v2 原因是 答案 方法规律 随着反应的进行 盐酸浓度减小 稀盐酸不与mno2反应 反应不再进行 2 24 方法规律气体制备的三个顺序 1 安装顺序 由下而上 由左而右 2 操作顺序 安装仪器 检查装置气密性 加入药品 先固后液 加热 3 装置顺序 制气 净化 先除杂 再干燥 收集 尾气处理 1 实验室制取o2 h2 co2 nh3 cl2 so2六种气体 从图 中选取它们的发生装置 从图 中选取它们的收集装置 二 常见气体的实验室制法 a c bc bc d a c c zn粒 稀硫酸 caco3 稀盐酸 mno2 浓盐酸 ca oh 2 nh4cl na2so3 浓h2so4 2 实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成 1 气体的发生装置选择 根据反应物状态 固体或液体 及反应条件 是否加热 常见气体发生装置有 三种 2 收集气体装置选择 根据气体的 3 净化装置选择 所选除杂试剂能与杂质反应 但不与主要成分气体反应 如除去氨气杂质可选用 干燥氯气选用 干燥氨气选用 固 固加热 固 液加热 固 液不加热 性质 溶解性及与空气的相对密度和化学 性质 硫酸或p2o5 浓硫酸 碱石灰 4 尾气处理装置选择 点燃法 如等易燃性气体可用此法 吸收法 如cl2 hcl so2 no h2s等可用溶液吸收 nh3可用吸收 转化法 采用一定的方法 使即可排放 如co能转化为co2排放 co h2 ch4 氢氧化钠 水或稀硫酸 有毒气体转化成无毒气体 实验室制取气体并进行性质实验的操作方法步骤 连接组装仪器 检验装置的气密性 装入药品 制取 除杂 净化 干燥 收集 验满 性质验证 尾气处理 拆卸仪器并洗刷收存 可简记为连 检 装 制 净 集 验 拆 3 1 如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 填字母 下同 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 二氧化锰和双氧水制氧气 答案 解析 解析该装置适用于块状固体与液体不加热反应制取气体 大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物 附着在大理石的表面阻止反应的继续进行 a项错误 浓盐酸与二氧化锰反应需要加热 且mno2为粉末状固体 c项错误 二氧化锰为粉末状固体 不易与h2o2分离 d项错误 只有b中锌粒与稀硫酸的反应符合 2 为了净化和收集由盐酸和大理石制得的co2气体 从下图中选择合适的装置并连接 合理的是 答案 解析 方法规律 a a a d d eb b b d d gc c c d d gd d d c c f 解析由盐酸和大理石制得的co2气体中会含有杂质h2o g 和hcl 分别用浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液除去 应先让气体通过饱和nahco3溶液除去hcl 再通过浓硫酸干燥 co2的相对分子质量为44 比空气的大 收集co2时应用向上排空气法 c项正确 方法规律 方法规律题给制气装置适合于块状固体与液体不加热制取气体 4 实验室中某些气体的制取 收集及尾气处理装置如右图所示 省略夹持和净化装置 仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验 最合理的选项是 答案 解析 规律方法 解析该装置为固液反应不加热制取气体 用向上排空气法收集气体 采用防倒吸的方法进行尾气处理 a项 氨气不能使用向上排空气法 错误 b项 正确 c项 铜与稀硝酸反应生成no 在c中无法收集到纯净的no2且不能用水吸收尾气 错误 d项 制取氯气需要加热 错误 规律方法 规律方法解答气体制备解题思路 1 认真审题 看清题目要求 2 反应原理是否正确 包括试剂 状态和浓度 反应条件 3 气体的净化和干燥是否正确 包括顺序 试剂 状态和浓度 装置 4 气体的收集和尾气处理是否正确 包括方法 试剂 状态和浓度 装置 5 是否需要气体防倒吸装置 学习小结 气体实验装置的设计 1 装置顺序 制气装置 净化装置 反应或收集装置 尾气吸收装置 2 安装顺序 由下向上 由左向右 3 操作顺序 装配仪器 检验气密性 加入药品 达标检测 1 下列关于实验室制取cl2的反应 下列说法正确的是a 实验室中可用mno2与1mol l 1盐酸反应制cl2b 每生成1molcl2 转移2mol电子c 每消耗1molmno2 起还原作用的hcl消耗4mold 用烧瓶 铁架台 分液漏斗 导管可用于mno2和浓盐酸反应制备cl2 1 2 3 4 5 答案 解析 6 7 1 2 3 4 5 6 解析a项 实验室用mno2和浓盐酸反应制取cl2 1mol l 1盐酸为稀盐酸 错误 b项 反应前后氯由 1价变0价 为每生成1molcl2 转移电子2mol 正确 c项 反应mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 每消耗1molmno2 参加反应的hcl为4mol 其中起还原作用的hcl为2mol 错误 d项 缺少酒精灯 错误 7 2 下列物质可用来干燥cl2的是 碱石灰 浓硫酸 无水cacl2 p2o5a b c d 1 2 3 4 5 解析碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠 属于碱性干燥剂 不能用碱石灰干燥氯气等与碱反应的气体 可以干燥中性气体和氨气 浓h2so4不能用于干燥氨气及h2s hbr hi还原性气体 可用于干燥氯气等酸性气体和中性气体 p2o5不能干燥氨气 可以用来干燥酸性气体和中性气体 无水cacl2可以用来干燥除氨气之外的常见气体 答案 解析 6 7 1 2 3 4 5 答案 解析 6 3 下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是a 制cl2 mno2 浓盐酸b 制h2 稀硫酸 znc 制o2 mno2 h2o2d 制co2 稀硫酸 caco3 解析碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水 覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行 因此 实验室应该选用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳 7 4 实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集co2气体 下列装置中合理的是 1 2 3 4 5 答案 解析 6 7 解析实验室制取co2的特点是固体和液体反应且不需要加热 由于盐酸易挥发 因此在收集之前需要除去挥发出的hcl气体 因为co2的密度大于空气的 所以采用向上排空气法收集co2气体 若采用长颈漏斗时 长颈漏斗的下端必须插入到溶液中 以防止co2气体从长颈漏斗中挥发出来 d项正确 1 2 3 4 5 6 7 5 下列制备和收集气体的实验装置合理的是 1 2 3 4 5 解析a项 用氯化铵和氢氧化钙制nh3 盛放固体反应物的大试管的管口应该略向下倾斜 防止试管炸裂 b项 用mno2和浓盐酸制cl2需要加热且集气瓶中导管应长进短出 c项 应该用向下排空气法或排水法收集h2 答案 解析 6 7 答案 解析 1 2 3 4 5 6 6 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 解析此类题解应从以下角度分析 反应制气 除杂 干燥 收集 尾气吸收等基本过程 各过程所需试剂 反应条件 装置连接去判断 该反应需要加热 缺少酒精灯和石棉网 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 应先用饱和食盐水除去hcl气体 再用浓硫酸除水蒸气 图中除杂顺序颠倒 两个洗气瓶的进 出气导管出错 7 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 答案 1 2 3 4 5 6 2 下图所示是一个学生设计的实验装置图 这个装置图有哪些错误 请分别指出 有几处填几处 7 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插入液面下 而出口导管应靠近瓶塞 答案 1 2 3 4 5 6 3 在改正的装置中 洗气瓶中的饱和食盐水的作用 洗气瓶中浓h2so4的作用 烧杯中的naoh溶液的作用 7 吸收水蒸气吸收多余的氯气 吸收挥发出的 氯化氢气体 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 已知 2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气 实验装置如下图所示 1 请为该实验选择合适的发生装置