2019-2020年高中化学 第2章 第3节 课时1 利用化学反应制备物质课件 鲁科版必修2

第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的利用课时1利用化学反应制备物质目标与素养：1.掌握氯气的实验室制法。(科学探究)2.了解氯气的工业制法。(社会责任)3.会识别常见的化学仪器，选择正确的气体发生装置。(科学探究与创新意识)自主预习探新知一、氯气的制法1．实验室制法(1)反应原理化学方程式：__________________________________________。(2)仪器和试剂①仪器：_________、_________、酒精灯、_______、铁架台、石棉网、烧杯。②试剂：________、________、__________。MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O圆底烧瓶分液漏斗集气瓶浓盐酸NaOH溶液MnO2(3)实验装置(4)实验步骤连—根据装置图，按从___到___，从___到___顺序连接。检—检查装置气密性。方法是：关闭分液漏斗活塞，导管伸入水中，______烧瓶，若导管口有气泡冒出，__________后导管内上升一段水柱且保持不动，则说明装置气密性良好。装—装药品，先向_____里加__________，再向_________中加_______。下上左右微热停止加热烧瓶固体MnO2分液漏斗浓盐酸制—点燃酒精灯，加热制气体。集—______________或_______________收集。验—①观察集气瓶中气体的颜色，瓶中充满_____色气体。②用湿润的淀粉­碘化钾试纸放在瓶口，试纸_____。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：_____________________________。微点拨：实验室制备Cl2时，可用KMnO4或KClO3代替MnO2，利用“固体＋液体―→气体(不需要加热)”装置制备：16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O,6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。NaOH溶液2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O2．工业制法(1)化学方程式为________________________________________。(2)离子方程式为____________________________________。2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑二、利用化学反应制备其他物质物质实验室制法工业制法氢气______________________________C＋H2O(g)=====高温CO＋H2CO＋H2O(g)=====高温CO2＋H2二氧化碳____________________________________________________________Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2OCaCO3=====高温CaO＋CO2↑氧气____________________________________硫酸—S＋O2=====点燃SO22SO2＋O2V2O5△2SO3SO3＋H2O===H2SO4氨气2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△______________________N2＋3H2高温、高压催化剂2NH32H2O2=====MnO22H2O＋O2↑分离液态空气CaCl2＋2NH3↑＋2H2O硝酸NaNO3＋H2SO4(浓)=====△NaHSO4＋HNO34NH3＋5O2======高温催化剂4NO＋6H2O2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO2＋4HCl=====△Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O。()(2)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。()(3)生石灰能与水反应，可用来干燥氯气。()(4)实验室制取氢气和实验室制取二氧化碳所用的装置相同。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．用向上排空气法收集Cl2和HCl时，可以用来检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是()A．湿润的KI­淀粉试纸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B[A项，HCl与KI不反应，不能用于HCl的检验；B项，Cl2使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后退色，HCl使其变红；C项，Cl2、HCl与NH3反应现象相同；D项，湿润的红色石蕊试纸不能用于HCl的检验。]3．关于实验室制Cl2，下列说法正确的是()A．可用KMnO4和浓盐酸反应制取B．用碱石灰干燥Cl2C．用排水法收集Cl2D．用饱和石灰水吸收尾气A[KMnO4、MnO2都是氧化剂，都能与浓盐酸反应制取Cl2，A正确。Cl2是酸性气体，能溶于水，不能用碱石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C错误。Ca(OH)2微溶于水，饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾气不彻底，D错误。]核心突破攻重难氯气的实验室制法实验装置图及各部分解读1．实验药品：浓盐酸与二氧化锰或浓盐酸与高锰酸钾。2．反应原理：用氧化剂(MnO2、KMnO4)氧化浓盐酸中的HCl而生成Cl2，发生反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O或2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。3．发生装置：氯气的发生装置使用的仪器主要有圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、酒精灯。4．收集方法：向上排空气法、排饱和食盐水法。5．验满方法：①因氯气是黄绿色气体，若观察到整个集气瓶内都是黄绿色，则说明氯气已收集满。②可在集气瓶口放一湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，说明集气瓶内已收集满氯气。6．尾气的吸收：因氯气是一种有毒气体，在制备或使用时一定要注意防止其污染环境。实验室中常用NaOH溶液来吸收多余的氯气。7．氯气的净化：应将气体先通入盛有饱和食盐水的洗气瓶(目的是除去氯气中混有的氯化氢气体)，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶，然后再用向上排空气法收集，便可得到干燥纯净的氯气。[素养养成]科学探究：实验室制取氯气时的四点注意事项(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)实验结束后，先使反应结束并排出残留Cl2，再拆卸装置，以免污染空气。(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为溶液中含有氢氧化钙的量少，吸收不完全。【典例1】实验室欲制备纯净干燥的Cl2。(1)下图是一个学生设计的实验装置图。请分别指出这个装置中有哪些错误(全部填上)。①___________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________；④___________________________________________________；⑤___________________________________________________；⑥___________________________________________________；⑦___________________________________________________。(2)在改正的装置中，请写出下列各试剂的作用：①饱和食盐水_________________________________________；②浓硫酸_____________________________________________；③NaOH溶液_________________________________________。(3)除浓硫酸外，还可选用下列________(填序号)物质干燥Cl2。①碱石灰②无水CaCl2③P2O5(4)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的方法装置正确的是________(填字母)。ABCD[解析](1)、(2)，首先应根据题目要求制得纯净、干燥的Cl2。稀盐酸与MnO2不反应，应选用浓盐酸，并且应在加热条件下与MnO2反应，为防止圆底烧瓶破裂，应垫石棉网加热。反应生成的Cl2中含有挥发出来的HCl和水蒸气，用饱和食盐水是为了除去HCl气体，用浓硫酸是为了除去水蒸气。应先除去HCl，再除水蒸气，图中两个洗气瓶的进出导管长短反了。图中用向上排空气法收集Cl2时进出气导管的长短反了，最后多余的Cl2用NaOH溶液吸收，防止污染空气，但集气瓶没有出气导管，易产生危险。(3)因为Cl2能与碱反应，不能用碱石灰干燥。可用酸性干燥剂(浓硫酸和P2O5)或中性干燥剂(无水CaCl2)干燥，不能用碱性干燥剂(碱石灰)干燥。(4)Cl2密度比空气大，收集Cl2用向上排空气法。Cl2是有毒气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。A没有出气导管，A不可以；B用于收集密度比空气小的气体，B不可以；C用以收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置，C可以；D装置由于Cl2能被NaOH溶液吸收，不能收集Cl2且出气导管不能插入液面中，D不可以。[答案](1)①应选用浓盐酸(或没用浓盐酸或用了稀盐酸)②铁圈下缺少酒精灯③铁圈上方缺少石棉网④装有浓硫酸和装有饱和食盐水的洗气瓶颠倒了⑤两洗气瓶中的进气管应插入液面下，而出气管口应靠近瓶塞⑥收集Cl2的集气瓶进气管应插入到靠近集气瓶的底部，出气管口应靠近瓶塞⑦最后装有NaOH溶液的集气瓶缺少出气导管(2)①吸收挥发出来的HCl气体②吸收水蒸气③吸收多余的Cl2(3)②③(4)C1．下列关于实验室制取Cl2的反应，说法错误的是()A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2B．每生成1molCl2，转移电子的物质的量为2molC．每消耗1molMnO2，起还原作用的HCl消耗4molD．生成的Cl2中，除含有一些水蒸气以外，还含有HCl杂质C[实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2：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。]常见物质的制备1．制备物质应根据物质的性质，选择科学合理的反应原理，合适的仪器及药品。(1)工业生产，还需考虑原料是否经济、步骤是否简单，操作是否安全。(2)实验室制备要切实简单可行。2．一套完整的制取气体的装置，应当由四部分组成：气体发生装置―→气体净化装置―→气体收集装置―→尾气吸收装置【典例2】实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是()A．以MnO2、浓盐酸为原料，制备Cl2B．以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料，制备SO2C．以浓氨水、生石灰为原料，制备NH3D．以Cu、稀硝酸为原料，制备NOB[以MnO2、浓盐酸为原料制备Cl2的反应需要加热，不能用装置A制备，A选项错误；NH3的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，即不能用装置C收集，而且氨气能够被浓硫酸吸收，C选项错误；NO极易被空气中的氧气氧化，所以不能用排空气法收集，而应用排水法收集，D选项错误。][答案](1)能。NaOH溶液倒吸入左边的集气瓶中，不能倒吸入气体收集装置或气体发生装置中，集气瓶能够起到防倒吸的效果，是一种“安全瓶”。(2)不能。H2S具有强还原性，能被浓硫酸氧化，不能用浓硫酸干燥H2S气体。(1)若用如图所示装置代替D装置，能否达到防倒吸的效果？(2)若以FeS、稀硫酸为原料，制备H2S气体，用该装置能否达到实验目的？2．下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是()