第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí)利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 1 氯氣的制備及應(yīng)用最早發(fā)現(xiàn)氯氣的是瑞典化學(xué)家舍勒 他在研究軟錳礦礦石 主要成分是二氧化錳 時(shí) 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(shí)驗(yàn)室中仍用這種方法制取氯氣 1 實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室制氯氣的化學(xué)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(yīng)該用氫氧化鈉溶液吸收 吸收反應(yīng)的化學(xué)方程式為 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 預(yù)習(xí)交流1實(shí)驗(yàn)室制氯氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎 如果是 哪種物質(zhì)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Cl2 化學(xué)方程式為 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 預(yù)習(xí)交流2現(xiàn)代化學(xué)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(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法的共同點(diǎn)嗎 答案 1 都是通過氧化還原反應(yīng)制取 2 都是將 1價(jià)的氯氧化為0價(jià)的氯 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 2 其他物質(zhì)的制備原理 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 預(yù)習(xí)交流3怎樣利用化學(xué)反應(yīng)來制備一種新物質(zhì)呢 答案 應(yīng)該根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì) 選擇科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)原理 合適的儀器和藥品 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn) 設(shè)計(jì)安全可靠的實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)室中制備物質(zhì)還要考慮切實(shí)可行和簡(jiǎn)單易行 如果是工業(yè)生產(chǎn) 還需考慮原料的用量 價(jià)格以及設(shè)備的承受能力等 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 一 Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法活動(dòng)與探究請(qǐng)你填寫下列空白 并在通風(fēng)櫥內(nèi)與同學(xué)合作制取并收集一瓶Cl2 1 反應(yīng)原理 儀器 試劑 濃 分液漏斗 圓底燒瓶 雙孔塞 MnO2 濃鹽酸 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 2 裝置設(shè)計(jì) 空白處填試劑 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 3 實(shí)驗(yàn)步驟 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 遷移與應(yīng)用例1在實(shí)驗(yàn)中用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制備純凈干燥的氯氣 1 寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 下圖是一個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖 這個(gè)裝置中有哪些錯(cuò)誤 請(qǐng)分別指出 有幾處填幾處 不夠的話再補(bǔ)充 3 在改正的裝置中 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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 思路點(diǎn)撥本題屬于識(shí)圖題 可圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康?制得干燥 純凈的氯氣 結(jié)合實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行解答 解析 首先應(yīng)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(gè)裝置必須在前 用濃硫酸洗氣是為了除掉水蒸氣 應(yīng)該在后 圖中兩個(gè)洗氣瓶的進(jìn) 出氣導(dǎo)管都裝反了 特別注意一個(gè)細(xì)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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 2 燒瓶下面缺石棉網(wǎng) 鐵圈下面缺酒精燈 盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了 兩個(gè)洗氣瓶中的進(jìn)氣管應(yīng)插入液面下 而出氣管口應(yīng)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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 遷移訓(xùn)練1根據(jù)化學(xué)方程式MnO2 4HCl 濃 MnCl2 Cl2 2H2O 足量MnO2與200mL10mol L 1的濃鹽酸反應(yīng)制Cl2時(shí) 由關(guān)系式4HCl Cl2知最多可制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl211 2L 這種結(jié)論對(duì)嗎 答案 不對(duì) MnO2只與濃鹽酸反應(yīng) 不能與稀鹽酸反應(yīng) 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 鹽酸濃度越來越小 當(dāng)變?yōu)橄←}酸時(shí) 反應(yīng)停止 此時(shí)還有未反應(yīng)掉的HCl 生成的氯氣比理論值要少 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 1 制取Cl2時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 1 制取時(shí)要注意反應(yīng)物之一是 濃鹽酸 反應(yīng)條件為 加熱 一旦鹽酸成為稀鹽酸 反應(yīng)將不再進(jìn)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(yuǎn)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(qiáng)堿溶液 如NaOH溶液 吸收多余的Cl2 防止污染空氣 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2 再拆卸裝置 避免污染空氣 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 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(dāng)然個(gè)別時(shí)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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 二 常見氣體的制取活動(dòng)與探究完成下列四個(gè)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 O2 NH3 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 H2 CO2 O2 Cl2 根據(jù)反應(yīng)原理 反應(yīng)物狀態(tài) 固態(tài)或液態(tài) 和反應(yīng)條件 是否加熱 選擇 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 2 凈化裝置根據(jù)裝置的特點(diǎn)與氣體的性質(zhì) 請(qǐng)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(yīng)的氣體 加熱條件下不與除雜劑反應(yīng)的氣體 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 3 收集裝置請(qǐng)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 H2 NH3 CH4 CO2 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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 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(xué)知識(shí) 完成下表 常見尾氣處理裝置表 H2 CO Cl2 CO2 SO2 所有危險(xiǎn) 有污染 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 遷移與應(yīng)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 解析 制取H2一般在啟普發(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(xiàng)符合題意 答案 A 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 遷移訓(xùn)練2某學(xué)生用實(shí)驗(yàn)室常見的酸 堿 鹽和金屬為反應(yīng)物 并利用一個(gè)底部有小孔的試管和一個(gè)廣口瓶組裝成即開即停的簡(jiǎn)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(yīng)的離子方程式 答案 H2 CO2 其他合理答案也可 H22Al 2OH 6H2O2 Al OH 4 3H2 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 解析 由于該裝置是一個(gè)固液反應(yīng)不加熱制取氣體的裝置 并且固體物質(zhì)應(yīng)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?yàn)殍F絲網(wǎng)會(huì)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(yīng)的離子方程式為2Al 2OH 6H2O2 Al OH 4 3H2 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 一 二 1 啟普發(fā)生器原理中學(xué)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(yīng) H2S FeS與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng) 和CO2 石灰石與稀鹽酸反應(yīng) 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(yīng)認(rèn)真體會(huì) 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 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(yīng)先除雜后干燥 若采用加熱除去雜質(zhì) 應(yīng)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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 1 2 3 4 5 1 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(xiàng)裝置無出氣口 B C兩項(xiàng)裝置不能防倒吸 D項(xiàng)裝置能防倒吸 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 1 2 3 4 5 2 實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)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(yīng) 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(dǎo)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 檢查氣密性 再加入藥品后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 檢驗(yàn)純度后再收集 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 1 2 3 4 5 3 下圖所示是一套實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(yīng)制取NO2會(huì)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(yīng)不需加熱 CO2跟濃硫酸不反應(yīng)且密度大于空氣 可用這套裝置 用MnO2跟濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣需加熱 氯酸鉀和MnO2反應(yīng)制取氧氣需采用 固 固加熱 裝置 均不符合題意 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 1 2 3 4 5 4 2017寧夏大武口區(qū)校級(jí)月考 高錳酸鉀 KMnO4 與濃鹽酸不需加熱就能發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cl2 若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置制備純凈 干燥的Cl2 其中有錯(cuò)誤的裝置是 A B C D 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 1 2 3 4 5 答案 C解析 裝置 可以用來制備Cl2 正確 Cl2會(huì)與NaOH溶液反應(yīng) 故不能用NaOH溶液來除去Cl2中混有的HCl 應(yīng)該用飽和食鹽水 錯(cuò)誤 用濃硫酸干燥Cl2時(shí) 應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)短管出 錯(cuò)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(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 5 下圖表示在沒有通風(fēng)櫥的條件下制取收集純凈的氯氣時(shí)設(shè)計(jì)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 其作用是 水槽中應(yīng)盛放的液體是 2 簡(jiǎn)述操作過程 從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始 在收集氯氣之前 應(yīng) 當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí) 應(yīng) 當(dāng)氯氣收集完畢時(shí) 應(yīng) 1 2 3 4 5 問題導(dǎo)學(xué) 即時(shí)檢測(cè) 答案 1 NaOH溶液吸收多余的氯氣飽和食鹽水 2 打開B夾 關(guān)閉A夾打開A夾 關(guān)閉B夾關(guān)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(yīng)該有制氣 凈化 收集 尾氣吸收4個(gè)裝置 此處用了3個(gè)裝置 顯然有一個(gè)裝置有兩個(gè)作用 從裝置看 除雜用飽和食鹽水 收集時(shí)用排飽和食鹽水法 這兩個(gè)裝置合為一個(gè) 所以水槽中應(yīng)盛放飽和食鹽水 Cl2有毒 必須進(jìn)行尾氣吸收 則燒杯中一般放NaOH溶液 以吸收多余的Cl2 要收集純凈的Cl2 必須排凈裝置中的空氣 所以收集Cl2前應(yīng)打開B夾 關(guān)閉A夾 當(dāng)氯氣的純度符合要求時(shí) 進(jìn)行收集Cl2的操作 此時(shí)應(yīng)打開A夾 再關(guān)閉B夾 收集完氯氣后 要進(jìn)行尾氣吸收 此時(shí)不再需要Cl2 所以要關(guān)閉A夾 打開B夾