2018-2019版高中化学第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1.掌握实验室制备氯气的原理、装置、收集、净化及尾气处理的方法。2.知道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。核心素养1.科学探究：根据原料确定反应原理，要求综合考虑环保、节约、反应条件适宜、产品纯净等因素。2.模型认知：知道物质制备实验方案设计的一般方法，特别是气体制备综合实验的思维模型，基本按“制气净化主体实验尾气吸收”顺序连接仪器，并能运用模型解答相关问题。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.工业制法化学方程式：。离子方程式：。反应中氧化剂是，还原剂是。2.实验室制法(1)反应原理化学方程式：。,一、氯气的实验室制法,H2O,Cl,离子方程式：。反应中氧化剂是，还原剂是。(2)实验装置,MnO2,Cl,制气装置类型：固体液体气体。仪器名称：a。,分液漏斗,气体净化：装置B的作用是，装置C中的试剂是浓硫酸，其作用是。尾气吸收：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,NaOH溶液,吸收多余的氯气，防止污染,空气,2NaOHCl2=NaClNaClOH2O,(3)实验步骤,下,上,左,右,关闭分液漏斗活塞，将导管,伸入水中，用手捂热或微热烧瓶，导管口若有气泡放,出，停止加热后导管内上升一段水柱,圆底烧瓶,MnO2,分液漏斗,浓盐酸,向上排空气,湿润的淀粉-KI试纸,蓝,1.实验室制备氯气反应原理(强氧化剂浓盐酸)(1)实验室是利用氧化还原反应制备Cl2。MnO2为氧化剂，HCl部分表现酸性，部分表现还原性，为还原剂。随着反应的进行，盐酸浓度逐渐变小，当变为稀盐酸时，反应停止。反应中有大量HCl挥发也是造成HCl不能完全参与反应的重要原因。(2)实验室制备Cl2的其他方法若实验室无MnO2，可以用强氧化剂KMnO4、KClO3、K2Cr2O7代替MnO2制Cl2。16HCl(浓)2KMnO4=2KCl2MnCl25Cl28H2O6HCl(浓)KClO3=KCl3Cl23H2O,2.氯气净化(先除HCl，后除水蒸气),3.实验室制取氯气注意事项必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。,例1(2017南宁高一检测)关于实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的反应，下列说法中错误的是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，起还原剂作用的HCl消耗2molD.足量MnO2与含0.4molHCl的浓盐酸共热可得到0.1molCl2,答案,解析,解析实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，MnO2为氧化剂、HCl为还原剂，Cl由1价0价，故每生成1molCl2转移2mol电子。每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，其中起还原作用的HCl为2mol。由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，变为稀盐酸时，反应停止，故0.4molHCl不能完全反应，放出Cl2小于0.1mol。,(1)必须加热，常温下MnO2与浓盐酸不反应；(2)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应；(3)随着反应的进行，盐酸浓度变小，当变为稀盐酸时，反应就会停止；(4)浓盐酸在此反应中表现出酸性和还原性，表现还原性和表现酸性的HCl的物质的量之比为11；(5)此反应中氧化剂MnO2和还原剂HCl的物质的量之比为12，而不是14。,浓盐酸和MnO2制取氯气反应原理的理解,思维启迪,解析,例2(2017蚌埠高一检测)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在圆底烧瓶中加入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。,(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。,实验室制取Cl2的实验操作,规律方法,解析,例3实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。,答案,(1)按气流从左到右，装置正确的连接为a_，_，_，_(填各接口字母)。,f,h,b,c,e,d,g,解析仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾气吸收的顺序。,解析,(2)装置E的作用是_，装置D的作用是_。,答案,解析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。,除掉氯气中混有的HCl,吸收多余的氯气,(3)装置A和D中反应的化学方程式：A_；D_。,Cl22NaOH=NaClONaClH2O,解析,(4)某校化学兴趣小组称取8.7g二氧化锰与足量10molL1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10molL1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“”“,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,解析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；10molL1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V1V2。,思维启迪,实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成：,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,Zn粒、稀硫酸,bc,CaCO3、稀盐酸,bc,MnO2、浓盐酸,d,Ca(OH)2、NH4Cl,a,c,Na2SO3、浓H2SO4,c,(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固固加热、固液加热、固液不加热三种。(2)收集气体装置选择：根据气体的性质(溶解性及与空气的相对密度和化学性质)。(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。(4)尾气处理装置选择：点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法。吸收法：如Cl2、HCl、SO2、NO、H2S等可用氢氧化钠溶液吸收；NH3可用水或稀硫酸吸收。转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化成无毒气体即可排放。如CO能转化为CO2排放。,例4(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)。,答案,解析,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,B,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,A.aaddeB.bbddgC.ccddgD.ddccf,C,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。,解析,例5实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(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。,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的说法正确的是A.实验室中可用MnO2与1molL1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,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析A项，实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2，1molL1盐酸为稀盐酸，错误；B项，反应前后氯由1价变为0价，每生成1molCl2，转移电子2mol，正确；C项，反应MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，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。,1,2,3,4,5,6,7,2.下列物质可用来干燥Cl2的是碱石灰浓硫酸无水CaCl2P2O5A.B.C.D.,答案,解析,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等还原性气体，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。,1,2,3,4,5,6,7,3.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,答案,解析,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。,1,2,3,4,5,6,7,4.在氯气的制备实验中，有位同学设计了如图所示的制备装置，其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管和玻璃管。下列对其作用的叙述中正确的是,答案,A.防止氯气造成大气污染B.使反应的氯气循环使用C.使烧瓶内的压强与大气压保持一致D.使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶,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,答案,解析,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。,1,2,3,4,5,6,7,6.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：_。,答案,解析,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。,1,2,3,4,5,6,7,(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：,答案,_；_；_；_；_。(有几处填几处),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流向应该是长导管进，短导管出,1,2,3,4,5,6,7,(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：_。,答案,吸收挥发出的氯化氢气体,吸收水蒸气,吸收多余的氯气,1,2,3,4,5,6,7,7.已知：2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，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。,答案,解析,(1)请为该实验选择合适的发生装置_(填“A”或“B”)。,B,解析由