当前位置: 首页 > >

《金版学案》2015-2016学年高中化学鲁科版必修2课件2.3第1课时利用化学反应制备新物质

发布时间:

化学·必修2(鲁科版)

第2章 化学键 化学反应与能量
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

栏 目 链 接

课标 点击

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

链 接

化学科学对个人生活和社会发展的贡献。

栏 目 链 接

课前 预*

? 知识清单 1.氯气的实验室制法。

(1)药品:MnO2、_浓__盐__酸___。

(2)反应原理:



____M_n_O_2_+_4_H_C_l_(浓__)=_=_△=_=_=_M_n_C_l2_+_C__l2↑__+_2_H_2_O____。

目 链



(3)实验装置示意图:(填写仪器名称或所选试剂)

分液漏斗

圆底烧瓶 饱和食盐水浓硫酸

氢氧化钠

课前 预*

2.氯气的工业制法。

化学方程式:

_2_N__a_C_l_+__2_H__2O__=_通=_=_电=__=_C_l_2_↑__+__H_2_↑__+__2_N__a_O_H____;

栏 目



离子方程式:



_2__C_l_-_+__2_H__2O__=_通=__=电_=_=_C__l2_↑__+___H_2_↑__+__2_O__H__-_____。

课前 预*

3.利用化学反应制备其他物质。

物质

化学方程式或离子方程式

何种反应类型(是氧化还 原反应的请标明)

氢气

Zn+2H+===Zn2++H2↑

置换反应/氧化还原反应

二氧化碳

CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O

复分解反应



生铁(以赤 铁矿为原料)

Fe2O3+3CO=高==温==2Fe+3CO2

氧化还原反应

目 链 接

硫酸(以硫 磺为原料)

S+O2=点==燃==SO2 2SO2+O2催=高=化=温=剂= 2SO3

都是化合反应, 其中前两种是氧 化还原反应

SO3+H2O===H2SO4

课前 预*



N2+3H2高催温==化、==剂 高= 压2NH3

化合反应/氧化还 原反应

硝酸铵 (以氨为 原料)

① 4NH3+5O2催=高=化=温=剂=4NO+6H2O ①氧化还原反应

②2NO+O2===2NO2 ③3NO2+H2O===2HNO3+NO

②化合反应/氧化 还原反应 ③氧化

④HNO3+NH3===NH4NO3

还原反应 ④化合

栏 目 链 接

反应

课前 预*

? 自学检测
1.请将实验室制备Cl2的各步装置与盛放的 相应试剂连线。

(1)发生装置

A.饱和NaCl溶液





(2)干燥装置

B.NaOH溶液

链 接

(3)净化装置

C.MnO2和浓盐酸

(4)尾气处理装置 D.浓H2SO4

解析 (1)—C,(2)—D,(3)—A,(4)—B

课前 预*

2.实验室用MnO2和浓盐酸制取纯净的氯气时, 气体通过两个洗气瓶,按气流先后顺序,两个洗气瓶
依次盛放( D )

A.稀硫酸 饱和食盐水





B.饱和食盐水 稀硫酸





C.水 浓硫酸

D.饱和食盐水 浓硫酸

解析 第一个洗气瓶盛饱和NaCl溶液,除去Cl2中的 HCl;第二个洗气瓶盛浓H2SO4,除去Cl2中的水蒸气。

课前 预*

3.下列装置或操作能达到实验目的的是( C )

栏 目 链 接

课前 预*

解析 A中,由于氨气的密度小于空气的密度,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,以收集到较纯的氨气;B中,洗气时气体应长

目 链

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,收集密度比空气重的

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。

栏 目 链 接

课堂
解 惑 要点1实验室制取氯气的原理及有关的注意事项

1.反应原理:用氧化剂(MnO2 或 KMnO4 等)氧化浓盐酸中的 Cl-得到氯气。反应中 Cl-的还原能力也因浓度的增大而增强。反应

中的氧化剂也可用别氧化剂代替,如 KClO2、K2Cr2O2 等。





MnO2+4HCl(浓)==Δ===MnCl2+Cl2↑+2H2O。

链 接

氧化剂:MnO2,还原剂 HCl,同时 HCl 又起酸的作用,只有一

部分 HCl 被氧化。

另 外 : 16HCl( 浓 ) + 2KMnO4===2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ↑ + 8H2O。

6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O。

课堂 解惑

2.加热方式:缓慢加热,因为加热过快温度过高会加快浓盐酸

的挥发,当浓盐酸变稀时反应停止。同时浓盐酸应慢慢加入。

3.制气装置:进行“固+液――Δ→气体”型制备装置设计时,常用



圆底烧瓶和分液漏斗,制 Cl2 装置如下图。







课堂 解惑

4.净化装置:制Cl2的过程中必然混有HCl和H2O, 除去Cl2中的HCl可用如图所示的原理和方法来完成。除 去Cl2中的H2O可用下图中a或b所示的原理和方法来完成。
栏 目 链 接

课堂 解惑
5.收集装置:若要收集干燥的氯气,可用下图a 所示的原理和方法;收集纯度较大的Cl2,可用下图b所 示的原理和方法。
栏 目 链 接

课堂 解惑

6.尾气吸收装置:常用如下图所示装置和方法, 反应原理为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。

栏 目 链 接

课堂 解惑

综上分析,实验室中加MnO2和浓盐酸制取Cl2,收 集纯净而又干燥的Cl2,可设计如图所示的成套装置。

栏 目 链 接

课堂 解惑

特别提示 (1)验满常用观察法,因为Cl2为黄绿色气

体;还可用湿润的蓝色石蕊试纸先变红后又退色的

特点来检验;也可利用Cl2能使湿润的碘化钾淀粉试



纸变蓝来检验。

目 链



课堂 解惑

? 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。









课堂 解惑

装置B、C、D的作用分别是: B__向__上__排__气__收__集__氯__气___________________________;

C_安__全__瓶__作__用__,__防__止__D_的__液__体__倒__吸__进__入__试__管__B__中______;

栏 目

D吸__收__尾__气__,__防__止__氯__气__扩__散__到__空__气__中__污__染__环__境________。

链 接

(2)在实验室制取适量NO气体。

①下图中最适合完成该实验的简易装置是___Ⅰ_____。

课堂 解惑
栏 目 链 接

课堂 解惑

②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)。

应加入的物质

所起的作用

A 铜屑和稀硝酸 制取NO气体

B



排水收集O气体

C

主要是接收B中排出的水

D

栏 目



③简单描述应观察到的实验现象



_____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。

课堂 解惑

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Ⅱ和Ⅳ是错误。装Ⅰ和

Ⅲ比较,Ⅰ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。

课堂
解 惑 要点2实验室制取气体的一般环节及实验装置

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。



装置基 本类型

固体反应 物(加热)

固—液反应 物(不加热)

固—液反应 物(加热)

目 链 接

装置示 意图

课堂 解惑

主要仪 器

酒精灯、大试管

分液漏斗、圆底 烧瓶

分液漏斗、圆底 烧瓶、酒精灯、
石棉网



装置选 择依据

根据反应原理、 反应物状态和反
应条件来选择

目 链 接

典型气 体

O2、NH3

H2

Cl2

课堂 解惑

(2)气体收集装置。

装置类 型

排水(液) 集气法

向上排空气集气 向下排空气集气







装置示 意图

目 链 接

适用范 围
典型气 体

不溶于水(液)的气 密度大于空气的 密度小于空气的



气体

气体

H2、O2、NO、 Cl2、HCl、CO2、

CO

SO2

H2、NH3

课堂 解惑

(3)气体除杂装置基本类型。

装置类型

液体除杂剂(不加 热)

固体除杂剂(不加 热)

固体除杂剂(加热)



适用范围

不溶于水(液)的 气体

常温下不与除杂 剂反应的气体

加热条件下不与 除杂剂反应的气


目 链 接

装置示意 图

课堂 解惑

(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:









装置

适用 气体

难溶于电解质 溶液的易燃气 体,如H2、CO 等

易与电解质溶 所有危险或有

液反应的气体, 污染气体均可

如Cl2、H2S、 用此法(只适用

SO2等

于少量气体)

课堂 解惑

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:



①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质

目 链

可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;



④水可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀

(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。

课堂 解惑

? 尝试应用

2.如下图所示,若关闭Ⅰ阀,打开Ⅱ阀,让一种含

氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不退色;若关闭

Ⅱ阀打开Ⅰ阀,再通入这种气体,布条退色。甲瓶中所盛 栏



的试剂可能是 ( D )

链 接

课堂 解惑

①浓H2SO4 ②NaOH溶液 ③H2O ④ 饱和

NaCl溶液

A.①②③



B.②③④

目 链



C.①②④ D.①②

课堂 解惑

答案 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Ⅰ阀开,Ⅱ阀关时,乙处红色

目 链

布条退色,说明通入的Cl2是潮湿的,潮湿的Cl2在Ⅰ



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。

栏 目 链 接

典例 精析

题型1气体的制备原理

例1 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

目 链



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

典例 精析

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,*年来,大有取

链 接

代前者的趋势。

典例 精析

? 变式应用

1.下列反应适用于实验室制备氧气的是( C )

①高锰酸钾热分解:2KMnO4==△===K2MnO4+MnO2+O2↑



②硝酸铵分解:2NH4NO3==△===4H2O+2N2↑+O2↑

目 链

③过氧化氢催化分解:2H2O2=M=n=O==2 2H2O+O2↑



④二氧化氮分解:2NO2==△===2NO↑+O2↑

A.只有① B.①和②

C.①和③ D.①③④

典例 精析

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。



典例 精析

题型2 气体的制备装置

例2 如下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( )









典例 精析

A.铜屑和浓硝酸 B.二氧化锰和浓盐酸

C.氯酸钾和MnO2 D.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

目 链

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。 解析 D

典例 精析

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

栏 目

(酸碱性、对氧化剂的稳定性)。

链 接

典例 精析

? 变式应用

2.拟用如下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

栏 目

入的试剂。

链 接

典例 精析

气体

a

b

c

d

Cl2

浓盐酸

MnO2

NaOH溶 液

浓H2SO4



NH3

饱和NH4Cl 溶液

消石灰

H2O

固体 NaOH

目 链 接

NO

稀硝酸

铜屑

H2O

P2O5

(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是 __________N_O______________________________。

典例 精析

(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)。

①气体__C__l2____,理由是

___反__应__生__成__的__C_l_2_被__c_装__置__中__用__N_a_O__H_溶__液__吸__收__;

栏 目



②气体__N__H_3___,理由是



___反__应__生__成__的__N_H__3被__c_装__置__中__用__水__吸__收____________;

③气体________,理由是 _______________________________。

典例 精析
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。




友情链接: