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1、第3節(jié)化學反應的利用 第1課時利用化學反應制備物質(zhì) 目標導航預習導引 目標導航預習導引1.氯氣的制備及應用最早發(fā)現(xiàn)氯氣的是瑞典化學家舍勒。他在研究軟錳礦礦石(主要成分是二氧化錳)時,把鹽酸和軟錳礦礦石混合在一起加熱,發(fā)現(xiàn)有一種令人窒息的黃綠色氣體生成。這種氣體就是氯氣。至今,實驗室中仍用這種方法制取氯氣。(1)實驗室制法實驗室制氯氣的化學方程式為制取氯氣的裝置中的主要玻璃儀器有圓底燒瓶、分液漏斗、酒精燈、集氣瓶、燒杯;采用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集氣體;尾氣有毒,應該用氫氧化鈉溶液吸收,吸收反應的化學方程式為 目標導航預習導引預習交流1實驗室制氯氣的反應是氧化還原反應嗎?如果是,哪種物質(zhì)
2、是氧化劑?哪種物質(zhì)是還原劑?答案:是。氧化劑是MnO2,還原劑是HCl。(2)工業(yè)制法 工業(yè)上采用電解飽和食鹽水的方法制取Cl 2?；瘜W方程式為 目標導航預習導引預習交流2現(xiàn)代化學工業(yè)中用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣,你能找出氯氣的實驗室制法和工業(yè)制法的共同點嗎?答案:(1)都是通過氧化還原反應制取。(2)都是將-1價的氯氧化為0價的氯。 目標導航預習導引2.其他物質(zhì)的制備原理 目標導航預習導引 目標導航預習導引預習交流3怎樣利用化學反應來制備一種新物質(zhì)呢?答案:應該根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì),選擇科學合理的實驗原理,合適的儀器和藥品;根據(jù)實驗的特點,設計安全可靠的實驗裝置;實驗室中制備物質(zhì)還要考慮切實可
3、行和簡單易行。如果是工業(yè)生產(chǎn),還需考慮原料的用量、價格以及設備的承受能力等。 問題導學即時檢測一二一、Cl2的實驗室制法活動與探究請你填寫下列空白,并在通風櫥內(nèi)與同學合作制取并收集一瓶Cl2。(1)反應原理、儀器、試劑(濃) 分液漏斗圓底燒瓶雙孔塞MnO 2 濃鹽酸 問題導學即時檢測一二(2)裝置設計(空白處填試劑) 問題導學即時檢測一二(3)實驗步驟 問題導學即時檢測一二遷移與應用例1在實驗中用MnO2和濃鹽酸反應制備純凈干燥的氯氣。(1)寫出反應的化學方程式:。 (2)下圖是一個學生設計的實驗裝置圖。這個裝置中有哪些錯誤?請分別指出。;。 (有幾處填幾處,不夠的話再補充)(3)在改正的裝置
4、中,洗氣瓶中的飽和食鹽水,濃硫酸,燒杯中的NaOH溶液各起什么作用? 問題導學即時檢測一二思路點撥本題屬于識圖題,可圍繞實驗目的(制得干燥、純凈的氯氣),結(jié)合實驗室制取氯氣的反應原理和實驗裝置進行解答。解析:首先應根據(jù)試題要求制得干燥、純凈的氯氣。用MnO2和濃鹽酸共熱制得的氯氣中,混有揮發(fā)出來的HCl氣體和水蒸氣,這是兩種要除掉的雜質(zhì)。用飽和食鹽水是為了除去HCl氣體,這個裝置必須在前,用濃硫酸洗氣是為了除掉水蒸氣,應該在后,圖中兩個洗氣瓶的進、出氣導管都裝反了。特別注意一個細節(jié),加熱圓底燒瓶等底面積大的容器需要隔著石棉網(wǎng)。 問題導學即時檢測一二(2)燒瓶下面缺石棉網(wǎng)鐵圈下面缺酒精燈盛濃硫酸
5、的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了兩個洗氣瓶中的進氣管應插入液面下,而出氣管口應靠近瓶塞(3)吸收揮發(fā)出的氯化氫氣體吸收水蒸氣吸收多余的氯氣 問題導學即時檢測一二遷移訓練1根據(jù)化學方程式MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O,足量MnO2與200 mL 10 molL-1的濃鹽酸反應制Cl2時,由關系式4HClCl2知最多可制得標準狀況下的Cl2 11.2 L。這種結(jié)論對嗎?答案:不對。MnO2只與濃鹽酸反應,不能與稀鹽酸反應。隨著反應的進行,鹽酸濃度越來越小,當變?yōu)橄←}酸時,反應停止,此時還有未反應掉的HCl,生成的氯氣比理論值要少。 問題導學即時檢測一二1.制取Cl2
6、時應注意的事項(1)制取時要注意反應物之一是“濃鹽酸”,反應條件為“加熱”,一旦鹽酸成為稀鹽酸,反應將不再進行。(2)為了降低制得的Cl2中混有HCl的含量,加熱溫度不宜過高,或者減慢滴加濃鹽酸速度,都可以減少HCl揮發(fā)。(3)漏斗頸下端要離MnO2稍遠些,防止泡沫堵塞漏斗口。(4)凈化方法:用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸除去水蒸氣。(5)尾氣吸收:用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收多余的Cl 2,防止污染空氣。(6)實驗結(jié)束后,先使反應停止并排出殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。 問題導學即時檢測一二特別注意氣體凈化包括除雜與干燥,一般情況下,采用溶液作除雜試劑,故先除雜后干燥;當然
7、個別時候采用加熱操作除去雜質(zhì),則先干燥后加熱。2.一套完整的制氣體方案包括制氣裝置凈化裝置收集裝置尾氣吸收裝置。 問題導學即時檢測一二二、常見氣體的制取活動與探究完成下列四個表格:(1)氣體的發(fā)生裝置利用下列裝置能制取哪些你知道的氣體?將選擇的依據(jù)填入表中空白處。O 2 NH3 問題導學即時檢測一二H2 CO2 O2 Cl 2 根據(jù)反應原理、反應物狀態(tài)(固態(tài)或液態(tài))和反應條件(是否加熱)選擇 問題導學即時檢測一二(2)凈化裝置根據(jù)裝置的特點與氣體的性質(zhì),請你將各裝置凈化氣體的范圍填入下表中。不溶于水(溶液)的氣體 常溫下不與除雜劑反應的氣體 加熱條件下不與除雜劑反應的氣體 問題導學即時檢測一二
8、(3)收集裝置請你填寫表中空白,并思考選擇氣體收集裝置的依據(jù)是什么?難溶于 微溶于H2、O2、NO、CO CO 2、Cl2、HCl、SO2 選擇氣體收集裝置的依據(jù):根據(jù)氣體的溶解性或密度。 問題導學即時檢測一二(4)尾氣的處理尾氣中若有易燃、易爆或有毒的氣體,需增加尾氣處理裝置,防止氣體排入空氣,污染環(huán)境。根據(jù)以前所學知識,完成下表:常見尾氣處理裝置表H 2、CO Cl2、CO2、SO2 所有危險 有污染 問題導學即時檢測一二遷移與應用例2下圖裝置可以用來產(chǎn)生、凈化、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于()A.鋅和鹽酸生成氫氣B.二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣C.碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳解
9、析:制取H 2一般在啟普發(fā)生器中完成,但此氣體發(fā)生裝置也可以完成制取干燥的H2,該項符合題意。答案:A 問題導學即時檢測一二遷移訓練2某學生用實驗室常見的酸、堿、鹽和金屬為反應物,并利用一個底部有小孔的試管和一個廣口瓶組裝成即開即停的簡易氣體發(fā)生裝置(如圖所示),該裝置中裝有銅絲網(wǎng)隔板,利用該裝置可制取哪些氣體?(答兩種即可)。若將銅絲網(wǎng)隔板改為鐵絲網(wǎng)隔板,則該裝置可用于制取何種氣體?。寫出反應的離子方程式:。 答案:H 2、CO2(其他合理答案也可)H22Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2 問題導學即時檢測一二解析:由于該裝置是一個固液反應不加熱制取氣體的裝置,并且固體物質(zhì)應
10、該是塊狀固體,所以可以制取的氣體有H2、CO2等。若將銅絲網(wǎng)改成鐵絲網(wǎng),需要酸來制取的氣體就不符合了(因為鐵絲網(wǎng)會被酸溶解掉),可以考慮用鋁和氫氧化鈉溶液制取氫氣,則制取氫氣的反應的離子方程式為2Al+2OH-+6H 2O 2Al(OH)4-+3H2。 問題導學即時檢測一二1.啟普發(fā)生器原理中學階段能用啟普發(fā)生器制取的氣體只有三種:H2(鋅粒與稀鹽酸或稀硫酸反應)、H2S(FeS與稀鹽酸或稀硫酸反應)和CO2(石灰石與稀鹽酸反應)。理解啟普發(fā)生器的原理,下面的裝置均在高考試題中考查過,應認真體會。 問題導學即時檢測一二2.凈化氣體的原則凈化氣體的原則:一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,應先除雜
11、后干燥;若采用加熱除去雜質(zhì),應先干燥后加熱;不引入新的雜質(zhì)氣體,不能減少被凈化氣體的量。 問題導學即時檢測1 2 3 4 51.下圖所示的各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收易溶性氣體,且能防止倒吸的是()答案:D解析:A項裝置無出氣口;B、C兩項裝置不能防倒吸;D項裝置能防倒吸。 問題導學即時檢測1 2 3 4 52.實驗室制取氯氣時有如下操作,正確的順序是()連接好裝置,檢查氣密性緩緩加熱,加快反應,使氣體均勻逸出在燒瓶中加入二氧化錳粉末往分液漏斗中加入濃鹽酸,再緩緩滴入燒瓶中用向上排空氣法收集氯氣,尾氣導入吸收劑中A.B.C.D.答案:C解析:制取氣體的正確順序是先選擇儀器,然后連接好裝置,檢
12、查氣密性,再加入藥品后進行實驗,檢驗純度后再收集。 問題導學即時檢測1 2 3 4 53.下圖所示是一套實驗室制氣裝置,用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列各組物質(zhì)中能利用這套裝置進行實驗的是()A.銅屑和濃硝酸B.二氧化錳和濃鹽酸C.氯酸鉀和MnO2D.碳酸鈣和稀鹽酸答案:D解析:銅屑與濃硝酸反應制取NO 2會產(chǎn)生污染,但沒有尾氣吸收裝置;用碳酸鈣與稀鹽酸制CO2的反應不需加熱,CO2跟濃硫酸不反應且密度大于空氣,可用這套裝置。用MnO2跟濃鹽酸反應制取氯氣需加熱,氯酸鉀和MnO2反應制取氧氣需采用“固、固加熱”裝置,均不符合題意。 問題導學即時檢測1 2 3 4 54.(2017寧夏大武口區(qū)校級
13、月考)高錳酸鉀(KMnO4)與濃鹽酸不需加熱就能發(fā)生反應產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置制備純凈、干燥的Cl2,其中有錯誤的裝置是() A.B.C.D. 問題導學即時檢測1 2 3 4 5答案:C解析:裝置可以用來制備Cl2,正確;Cl2會與NaOH溶液反應,故不能用NaOH溶液來除去Cl2中混有的HCl,應該用飽和食鹽水,錯誤;用濃硫酸干燥Cl2時,應長管進短管出,錯誤;Cl2的密度比空氣的大,可用向上排空氣法收集,正確,故選C。 1 2 3 4 5問題導學即時檢測5.下圖表示在沒有通風櫥的條件下制取收集純凈的氯氣時設計的裝置圖,圖中A、B是可控制的彈簧夾。(1)燒杯中盛放的液體是,其作用
14、是,水槽中應盛放的液體是。 (2)簡述操作過程:(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始)在收集氯氣之前,應; 當氯氣純度合乎要求時,應;當氯氣收集完畢時,應。 1 2 3 4 5問題導學即時檢測答案:(1)NaOH溶液吸收多余的氯氣飽和食鹽水(2)打開B夾,關閉A夾打開A夾,關閉B夾關閉A夾,打開B夾解析:收集純凈的氯氣(此處指除去HCl后的氯氣),應該有制氣、凈化、收集、尾氣吸收4個裝置。此處用了3個裝置,顯然有一個裝置有兩個作用。從裝置看,除雜用飽和食鹽水,收集時用排飽和食鹽水法。這兩個裝置合為一個。所以水槽中應盛放飽和食鹽水。Cl2有毒,必須進行尾氣吸收,則燒杯中一般放NaOH溶液,以吸收多余的Cl 2。要收集純凈的Cl2,必須排凈裝置中的空氣,所以收集Cl2前應打開B夾,關閉A夾。當氯氣的純度符合要求時,進行收集Cl2的操作,此時應打開A夾,再關閉B夾。收集完氯氣后,要進行尾氣吸收,此時不再需要Cl2,所以要關閉A夾,打開B夾。
2019版高中化學魯科版必修二課件：課時12 利用化學反應制備物質(zhì)
