2024山东科技版化学高考第一轮复习-化学反应的利用（学案含答案） (一)

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

【本讲教化信息】

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

I.利用化学反应制备新物质

2.氯气的制法

3.化学反应为人类供应能源

4.原电池原理

二.教学目的

I.相识利用化学反应造福人类

2.驾驭氯气的制备方法和原理

3.了解化学反应供应能源有哪些应用

4.了解原电池的工作原理

5.预料考查新分子的合成

三.教学重点、难点

1.如何利用化学反应新物质，氯气的试验室制法。

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.试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，电极的推断和原电池的应用。

五.学问要点

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

I.氯气的试验室制法

（1）反应原理：MnO2+4HC1G农苣=Mn02+C%T+2H2。

（2）试验装置如图

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，汲取尾气中的氯气。

（3）验满方法

假如采纳排空气法收集氯气，可在瓶口用潮湿的淀粉碘化钾试纸（变蓝）来检验，也可

以用潮湿的有色布条（褪色）来检验。

（4）试验步骤

①组装仪器使之构成成套装置：I.组装仪器的依次是：“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：

检验装置的气密性确定要在装入药品之前进行。应把制备装置、净扮装置、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。

留意：盛有浓盐酸的分液漏斗要盖上上11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，确保盐酸能顺当流下。

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。

要通过视察气泡产生的快慢来推断MnO2和浓盐酸反应的快慢，利用酒精灯限制反应速

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。

通电人上

2.工业制氯气的反应原理2NaCl+2H2。=--=2NaOH+H2T+C12T

占燃

3.工业合成盐酸的反应原理Hz+CJ二二之2H。

4.工业上合成消毒剂一一二氧化氯（CIO?）

（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

装置固体反应物固液反应物固液反应物

类型（加热）（不加热）（加热）

装

置

示

尽

图

主要圆底烧瓶、分液漏

酒精灯、大试管分液漏斗、大试管

仪器斗、酒精灯、石棉网

固体反应物固液反应物固液反应物

装置类型

（加热）（不加热）（加热）

典型气体。2、NH?等笆等5、HQ等

（1）在用简易装置

（1）试管口应稍向

时，如用长颈漏斗，

下倾斜，以防止产生

漏斗颈的下口应伸

的水蒸气在管口冷

入液面以下，否则起

凝后倒流而引起试（1）先把固体药

操不到液封的作用。

管炸裂。（2）铁夹应品加入烧瓶，然后

作（2）加入的液体反

夹在距试管口1/3加入液体药品。

要应物（如酸）要适当。

处。（3）胶塞上的导（2）要正确运用

J占、、、（3）块状固体与液

管伸入试管里面不分液漏斗。

态的混合物在常温

能太长，否则会阻碍

下反应制备气体可

气体的导

用启普发生

出。

器制备。

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

\、圜L

装置示意图L1J

不溶于水（液）的密度小于空气的

适用范围密度大于空气的气体

气体气体

也、。2、NO、5、HQ、C0.

2、

典型气体H2NH3

COS02

4.干燥装置基本类型

液体除杂剂固体除杂剂固体除杂剂

装置类型

（不加热）（不加热）（加热）

常温下不与除杂加热条件下不与除杂

适用范围不溶于水（液）的气体

剂反应剂反应

1—►

agn___(U

装置

示意图•一

a■..一

5.气体的净化剂的选择

选择气体汲取剂应依据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的汲取剂只能汲取气体

中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般状况下：①易溶于水的气体杂质可用水来汲取;

②酸性杂质可用碱性物质汲取；③碱性杂质可用酸性物质汲取；④水分可用干燥剂来汲取；

⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为汲取剂。

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CO?、SO2、NO,>HC1、也、。2、。2等。

（2）碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性

或中性的气体，如NH?、H,、。2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。2、H2等

气体。

7.尾气汲取装置：有毒污染环境的气体应在最终，安装尾气汲取装置试验室常用的尾

气汲取装置如图

溶于水或能溶于水的气体汲取装置如图（a）,极易溶于水的气体选用（b）或（c）装置。

（三）化学反应为人类供应能源

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

例1.现有如下反应

A.3H2+FC2O3=2FC+3H2O

B.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

C.Ba（OH）2+H2SO4=BaSO4>L+2H2O

D.NH4HCO3=NH3T+CO2T+H2O

（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（压序号填空）。

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.在试验室中用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。

（2）下图是一个学生设计的试验装置图。

这个装置中有哪些错误？请分别指出：

①____________________________________________________________________________

②____________________________________________________________________________

③____________________________________________________________________________

④____________________________________________________________________________

⑤____________________________________________________________________________

（有几处填儿处）

（3）在改正的装置中，①洗气瓶中的H?。、②浓H2so「③烧杯中的NaOH溶液各

起什么作用？

分析：本题属识图题，要求学生依据试验目的，对全套试验装置错误之处作出推断，学

生必需对试验室制取氯气的反应原理和试验过程特别熟识。

首先应依据试题要求制得干燥纯净的氯气。用MnO?和浓盐酸共热制得的氯气中有挥发

出来的H。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HC1气体，这个

装置必需在先，用浓硫酸洗气是为了除掉水蒸气，它应当在后，图中两个洗气瓶的位置和进

出气导管都装反了。

答案：（1）Mu。？+4HC1（浓）已乂11。2+CLT+2H2。

（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II导管应深插在液面下，而出II导管应靠近瓶塞

（3）①汲取未反应的氯化氢②汲取水蒸气@汲取多余的氯气

例3.据报道，锌电池可能取代目前广泛运用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有

铅污染。其电池反应为2Zn+O?^=2ZnO,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Zn-Zif++2e-

C.正极发生氧化反应

D.电解液确定不是强酸

4-

r~i

分析：Zn与O?反应的电子转移状况为2Zn+O2~=2ZnO,所以Zn作负极，负极

发生氧化反应：Zn^Zn2++2e-o02是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，

2+

电池的化学反应不是2Zn+O2=2Zn0,而是Zn+2H，-Zn+H2TO

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反应猛烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明

显改变。假如把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出.据此推断它们的活动性由强到弱的

依次是（）

A.D、C、A、BB.DNA、B>CC.D、B、ACD.B、A、D、C

分析：A、B形成原电池，B