山东科技版化学高考第一轮复习-化学反应的利用（学案）

年级高三学科化学版本山东科技版内容标题复习《化学必修2》第2章第3节【本讲教育信息】一.教学内容：高考第一轮复习：《化学必修2》第2章化学键 化学反应与能量第3节化学反应的利用1.利用化学反应制备新物质2.氯气的制法3.化学反应为人类提供能源4.原电池原理二.教学目的1.认识利用化学反应造福人类2.掌握氯气的制备方法和原理3.了解化学反应提供能源有哪些应用4.了解原电池的工作原理5.预计考查新分子的合成三.教学重点、难点1.如何利用化学反应新物质，氯气的实验室制法。2.怎样将化学能转化为电能，原电池的工作原理。四.考点分析 本节内容在高考中主要考查点是：1.实验室制备氯气的反应原理和尾气处理方法，制备装置及收集方法。2.原电池工作原理，原电池中的电极反应，电极的判断和原电池的应用。五.知识要点 人类利用化学反应，不但要利用化学反应产生的新物质，还要充分利用化学反应过程中产生的能量。在化学反应中，能量以不同的形式表现出来，通常有热能、电能等。（一）氯气的制法1.氯气的实验室制法 （1）反应原理： （2）实验装置如图 装置中所盛试剂及其作用：C饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢气体；D浓硫酸，除去氯气中的水蒸气（或干燥氯气）；F氢氧化钠溶液，吸收尾气中的氯气。（3）验满方法如果采用排空气法收集氯气，可在瓶口用湿润的淀粉碘化钾试纸（变蓝）来检验，也可以用湿润的有色布条（褪色）来检验。（4）实验步骤①组装仪器使之构成成套装置：I.组装仪器的顺序是：“先左后右、先下后上”；II.气体在洗气瓶中的走向是长管进气，短管出气。②检验装置的气密性：检验装置的气密性一定要在装入药品之前进行。应把制备装置、净化装置、收集装置作为一个整体来检验气密性。检验方法是：关闭分液漏斗的活塞，将最末端的导气管插入盛水的烧杯中，用手捂热圆底烧瓶（或点燃酒精灯，对圆底烧瓶微微加热），若导气管的末端有气泡冒出，且松手后（或拿开酒精灯后）导气管内有一段水柱，则装置的气密性良好。③向有关仪器中加入相应的化学药品，重新连接各仪器。注意：盛有浓盐酸的分液漏斗要盖上上口塞，以防盐酸挥发，但要使塞上的孔（或凹槽）与口上的孔对齐，使分液漏斗内外气压平衡，确保盐酸能顺利流下。④打开分液漏斗的活塞，使浓盐酸流到圆底烧瓶中，缓缓加热。加热要缓缓进行，以减弱盐酸的挥发，提高氯气的纯度，节约盐酸。要通过观察气泡产生的快慢来判断和浓盐酸反应的快慢，利用酒精灯控制反应速率，使气流连续、平稳。⑤收集氯气：收集起来的氯气要盖严，瓶口朝上放置。⑥停止制气：要先将插入氢氧化钠溶液的导气管拿出，再停止加热。2.工业制氯气的反应原理3.工业合成盐酸的反应原理4.工业上合成消毒剂——二氧化氯（）（二）常见气体的制备1.一套完整的制取气体的装置，应当由四部分组成：2.发生装置基本类型装置类型固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热）装置示意图主要仪器酒精灯、大试管分液漏斗、大试管圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、石棉网装置类型固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热）典型气体、等等、等操作要点（1）试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管炸裂。（2）铁夹应夹在距试管口1/3处。（3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。（1）在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用。（2）加入的液体反应物（如酸）要适当。（3）块状固体与液态的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。（1）先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品。（2）要正确使用分液漏斗。3.收集装置基本类型装置类型排气（液）集气法向上排空气集气法向下排气法装置示意图适用范围不溶于水（液）的气体密度大于空气的气体密度小于空气的气体典型气体、、、CO、、、、4.干燥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加热条件下不与除杂剂反应装置示意图5.气体的净化剂的选择 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酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；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。6.气体干燥剂的类型及选择 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类： （1）酸性干燥剂。如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如、、、、、、等。 （2）碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如、、等气体。 （3）中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如、等气体。7.尾气吸收装置：有毒污染环境的气体应在最后，安装尾气吸收装置。实验室常用的尾气吸收装置如图 溶于水或能溶于水的气体吸收装置如图（a），极易溶于水的气体选用（b）或（c）装置。（三）化学反应为人类提供能源1.化学能转化成热能 （1）加热饭盒：利用Mg与水的反应放出热量将食物加热。 （2）铝热反应：利用铝与铁的氧化物反应放出大量的热，将铁熔化成铁水，来焊接钢轨。2.化学能转化成电能 原电池原理知识要点实例概念将化学能转化为电能的装置实质化学能转化为电能构成前提能自发地发生氧化还原反应构成条件①两个电极②电解质溶液③“两极”“一液”连成回路④能自发地发生氧化还原反应电极构成负极：还原性相对较强的材料正极：还原性相对较弱的材料Zn板——负极Cu板——正极电极反应负极：失去电子，氧化反应正极：得到电子，还原反应负极：正极：电荷流向电流流向外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极外电路：电子由Zn板经导线流向板，内电路：、移向板（负极）；、移向板（正极）电极反应式与反应总式的关系两个电极反应式相加即得反应总式负极：正极：总式：重要应用①制作电池②防止金属被腐蚀③提高化学反应速率①制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池②与相连接，置于电解质溶液中，受保护③用粗锌代替纯锌制取，反应速率快3.化学与能源 （1）太阳能：是未来人类最适宜、最安全、最理想的替代能源。 （2）核能：俗称电子能，是指原子核里的核子（中子或质子）重新分配和组合时释放出来的能量【典型例题】例1.现有如下反应 A. B. C. D.（1）有元素化合价升降的反应是（用序号填空）_______________。（2）既属于置换反应又属于氧化还原反应的是（用序号填空）______________。分析：以化合价升降观点来看，A和B属于氧化还原反应，C和D属于非氧化还原反应；以四种基本类型反应的观点来看，A和B属于置换反应，C属于复分解反应，D属于分解反应。答案：（1）A、B（2）A、B例2.在实验室中用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。（2）下图是一个学生设计的实验装置图。这个装置中有哪些错误？请分别指出：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________（有几处填几处）（3）在改正的装置中，①洗气瓶中的、②浓、③烧杯中的溶液各起什么作用？分析：本题属识图题，要求学生根据实验目的，对全套实验装置错误之处作出判断，学生必须对实验室制取氯气的反应原理和实验过程非常熟悉。首先应根据试题要求制得干燥纯净的氯气。用和浓盐酸共热制得的氯气中有挥发出来的气体和水蒸气，这是两种要除掉的杂质。用水洗法是为了除去气体，这个装置必须在先，用浓硫酸洗气是为了除掉水蒸气，它应该在后，图中两个洗气瓶的位置和进出气导管都装反了。答案：（1）（2）①烧瓶下面缺石棉网②铁圈下面缺酒精灯③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞（3）①吸收未反应的氯化氢 ②吸收水蒸气 ③吸收多余的氯气例3.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。其电池反应为，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是（）A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸分析：Zn与反应的电子转移情况为，所以作负极，负极发生氧化反应：。是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是，而是。答案：B、D例4.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（）A.D、C、A、B B.D、A、B、C C.D、B、A、C D.B、A、D、C分析：A、B形成原电池，B不易腐蚀，则A为负极，B为正极，活泼性A>B；A、D放入等浓度盐酸中，D反应剧烈，则活泼性D>A，不能置换B而能置换C，故活泼性。故活泼性为：D、A、B、C。答案：B例5.利用反应设计一个原电池。在下面方格内画出实验装置图，并指出正极为____________，电极反应式____________；负极为____________，电极反应式________。分析：根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成