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一课时利用化学反应制备物质省公开课一等奖新名.pptx

,第,1,课时利用化学反应制备物质,第,2,章,第,3,节化学反应利用,第1页,学习目标,1.,掌握试验室制备氯气原理、装置、搜集、净化及尾气处理方法。,2.,知道常见物质试验室制法和工业制法。,3.,会识别常见化学仪器，选择正确气体发生装置。,关键素养,1.,科学探究：依据原料确定反应原理，要求综合考虑环境保护、节约、反应条件适宜、产品纯净等原因。,2.,模型认知：知道物质制备试验方案设计普通方法，尤其是气体制备综合试验思维模型，基本按,“,制气,净化,主体试验,尾气吸收,”,次序连接仪器，并能利用模型解答相关问题。,第2页,新知导学,达标检测,内容索引,第3页,新知导学,第4页,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.,试验室制法,(1),反应原理,化学方程式：,。,一、氯气试验室制法,H,2,O,Cl,第5页,离子方程式：,。,反应中氧化剂是,，还原剂是,。,(2),试验装置,MnO,2,Cl,制气装置类型：固体液体,气体。,仪器名称：,a,。,分液漏斗,第6页,气体净化：装置,B,作用是,，装置,C,中试剂是,浓硫酸,，其作用是,。,尾气吸收：,装置,E,中盛放试剂是,，其作用是,_,，反应化学方程式是,。,吸收,HCl,气体,干燥氯气,NaOH,溶液,吸收多出氯气，预防污染,空气,2NaOH,Cl,2,=NaCl,NaClO,H,2,O,第7页,(3),试验步骤,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，停顿加热后导管内上升一段水柱,圆底烧瓶,MnO,2,分液漏斗,浓盐酸,向上排空气,湿润淀粉,-KI,试纸,蓝,第8页,1.,试验室制备氯气反应原理,(,强氧化剂浓盐酸,),(1),试验室是利用氧化还原反应制备,Cl,2,。,MnO,2,为氧化剂，,HCl,部分表现酸性，部分表现还原性，为还原剂。,伴随反应进行，盐酸浓度逐步变小，当变为稀盐酸时，反应停顿。,反应中有大量,HCl,挥发也是造成,HCl,不能完全参加反应主要原因。,(2),试验室制备,Cl,2,其它方法,若试验室无,MnO,2,，能够用强氧化剂,KMnO,4,、,KClO,3,、,K,2,Cr,2,O,7,代替,MnO,2,制,Cl,2,。,16HCl(,浓,),2KMnO,4,=2KCl,2MnCl,2,5Cl,2,8H,2,O,6HCl(,浓,),KClO,3,=KCl,3Cl,2,3H,2,O,归纳总结,第9页,2.,氯气净化,(,先除,HCl,，后除水蒸气,),3.,试验室制取氯气注意事项,必须用浓盐酸，,MnO,2,与稀盐酸不反应。,为了降低制得,Cl,2,中,HCl,含量，加热温度不宜过高，降低,HCl,挥发。,试验结束后，先使反应停顿并排出残留,Cl,2,，再拆卸装置，防止污染空气。,尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收,Cl,2,，因为溶液中,Ca(OH),2,浓度小，吸收不完全。,第10页,例,1,(,南宁高一检测,),关于试验室用,MnO,2,和浓盐酸反应制取,Cl,2,反应，以下说法中错误是,A.,还原剂是,HCl,，氧化剂是,MnO,2,B.,每生成,1 mol Cl,2,，转移电子物质量为,2 mol,C.,每消耗,1 mol MnO,2,，起还原剂作用,HCl,消耗,2 mol,D.,足量,MnO,2,与含,0.4 mol HCl,浓盐酸共热可得到,0.1 mol Cl,2,答案,解析,第11页,解析,试验室用,MnO,2,和浓盐酸反应制取,Cl,2,：,MnO,2,4HCl(,浓,),MnCl,2,Cl,2,2H,2,O,，,MnO,2,为氧化剂、,HCl,为还原剂，,Cl,由,1,价,0,价，故每生成,1 mol Cl,2,转移,2 mol,电子。每消耗,1 mol MnO,2,，参加反应,HCl,为,4 mol,，其中起还原作用,HCl,为,2 mol,。因为伴随反应进行，盐酸浓度变小，变为稀盐酸时，反应停顿，故,0.4 mol HCl,不能完全反应，放出,Cl,2,小于,0.1 mol,。,第12页,(1),必须加热，常温下,MnO,2,与浓盐酸不反应；,(2),必须用浓盐酸，,MnO,2,与稀盐酸不反应；,(3),伴随反应进行，盐酸浓度变小，当变为稀盐酸时，反应就会停顿；,(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,HCl,物质量之比为,1,1,；,(5),此反应中氧化剂,MnO,2,和还原剂,HCl,物质量之比为,1,2,，而不是,1,4,。,浓盐酸和,MnO,2,制取氯气反应原理了解,思维启迪,第13页,解析,例,2,(,蚌埠高一检测,),试验室制取氯气时有以下操作，其中正确次序是,连接装置并检验气密性,缓缓加热,在圆底烧瓶中加入,MnO,2,粉末,从装有浓盐酸分液漏斗中加入浓盐酸,将多出氯气用,NaOH,溶液吸收,用向上排空气法搜集氯气,A.,B.,C.,D.,答案,第14页,解析,试验室制取氯气进行试验操作时，先连接装置并检验装置气密性，再加药品，且先加固体再加液体，为降低,HCl,挥发要迟缓加热，利用氯气密度比空气密度大性质用向上排空气法搜集氯气，氯气有毒，最终用碱液吸收多出氯气以预防污染空气。,第15页,(1),先连接装置，后检验气密性；,(2),先检验气密性，后加药品；,(3),先加固体，后加液体；,(4),先排出空气，后搜集氯气；,(5),试验结束后，先停顿反应并排出残留,Cl,2,，再拆卸装置，防止污染空气。,试验室制取,Cl,2,试验操作,规律方法,第16页,解析,例,3,试验室用以下仪器和药品制取干燥纯净氯气。,答案,(1),按气流从左到右，装置正确连接为,a,_,，,_,_,，,_,_,，,_,_(,填各接口字母,),。,f,h,b,c,e,d,g,解析,仪器连接应按照制备、净化、搜集、尾气吸收次序。,第17页,解析,(2),装置,E,作用是,_,，装置,D,作用是,_,。,答案,解析,E,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,HCl,吸收多出氯气,(3),装置,A,和,D,中反应化学方程式：,A_,；,D_,。,Cl,2,2NaOH=NaClO,NaCl,H,2,O,第18页,解析,(4),某校化学兴趣小组称取,8.7 g,二氧化锰与足量,10 molL,1,浓盐酸反应，理论上可制得氯气体积,(,标准情况,),V,1,_L,。若该小组量取了,10 molL,1,浓盐酸,40 mL,，与足量二氧化锰反应，理论上产生氯气体积为,V,2,(,标准情况,),，则,V,1,_(,填,“,”“,伴随反,应进行，盐酸浓度减小，稀盐酸不与,MnO,2,反应，反应不再进行,第19页,解析,8.7 g,二氧化锰物质量为,0.1 mol,，,MnO,2,与盐酸完全反应可产生,0.1 mol,氯气，体积为,2.24 L,；,10 molL,1,浓盐酸,40 mL,，其中氯化氢物质量为,0.4 mol,，若,0.4 mol,氯化氢与足量,MnO,2,完全反应也可产生,0.1 mol,氯气，但浓盐酸在反应过程中会逐步变稀，其中,0.4 mol,氯化氢不能完全反应，产生氯气少于,0.1 mol,，所以,V,1,V,2,。,第20页,思维启迪,试验室制取气体一套完整装置应该由四部分组成：,第21页,试验室制取,O,2,、,H,2,、,CO,2,、,NH,3,、,Cl,2,、,SO,2,六种气体，从图,中选取它们发生装置，从图,中选取它们搜集装置。,二、常见气体试验室制法,第22页,试验室制备气体,药品,制气装置,搜集装置,O,2,KMnO,4,或,KClO,3,、,MnO,2,_,_,H,2,O,2,、,MnO,2,_,H,2,_,_,_,CO,2,_,_,_,Cl,2,_,_,_,NH,3,_,_,_,浓氨水、氢氧化钠,(,氧化钙、碱石灰,),_,SO,2,_,_,_,a,c,Zn,粒、稀硫酸,bc,CaCO,3,、稀盐酸,bc,MnO,2,、浓盐酸,d,Ca(OH),2,、,NH,4,Cl,a,c,Na,2,SO,3,、浓,H,2,SO,4,c,第23页,归纳总结,(1),气体发生装置选择：依据反应物状态,(,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),搜集气体装置选择：依据气体性质,(,溶解性及与空气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，但不与主要成份气体反应。,(4),尾气处理装置选择：,点燃法：如,CO,、,H,2,、,CH,4,等易燃性气体可用此法。,吸收法：如,Cl,2,、,HCl,、,SO,2,、,NO,、,H,2,S,等可用氢氧化钠溶液吸收；,NH,3,可用水或稀硫酸吸收。,转化法：采取一定方法，使有毒气体转化成无毒气体即可排放。如,CO,能转化为,CO,2,排放。,第24页,例,4,(1),如图所表示是气体制取装置，以下能用此装置制取气体并能,“,随开随用、随关随停,”,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,第25页,解析,该装置适合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，附着在大理石表面阻止反应继续进行，,A,项错误；,浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，且,MnO,2,为粉末状固体，,C,项错误；,二氧化锰为粉末状固体，不易与,H,2,O,2,分离，,D,项错误；,只有,B,中锌粒与稀硫酸反应符合。,第26页,(2),为了净化和搜集由盐酸和大理石制得,CO,2,气体，从下列图中选择适当装置并连接。合理是,_,。,答案,解析,A.aa,dd,e B.bb,dd,g,C.cc,dd,g D.dd,cc,f,C,第27页,解析,由盐酸和大理石制得,CO,2,气体中会含有杂质,H,2,O(g),和,HCl,，分别用浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液除去，应先让气体经过饱和,NaHCO,3,溶液除去,HCl,，再经过浓硫酸干燥。,CO,2,相对分子质量为,44,，比空气大，搜集,CO,2,时应用向上排空气法。,C,项正确。,第28页,解析,例,5,试验室中一些气体制取、搜集及尾气处理装置以下列图所表示,(,省略夹持和净化装置,),。仅用此装置和表中提供物质完成相关试验，最合理选项是,答案,选项,a中物质,b中物质,c中搜集气体,d中物质,A,浓氨水,CaO,NH,3,H,2,O,B,浓硫酸,Na,2,SO,3,SO,2,NaOH,溶液,C,稀硝酸,Cu,NO,2,H,2,O,D,浓盐酸,MnO,2,Cl,2,NaOH,溶液,第29页,解析,该装置为固液反应不加热制取气体，用向上排空气法搜集气体，采取防倒吸方法进行尾气处理。,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,中无法搜集到纯净,NO,2,且不能用水吸收尾气，错误；,D,项，制取氯气需要加热，错误。,第30页,学习小结,气体试验装置设计,(1),装置次序：制气装置,净化装置,反应或搜集装置,尾气吸收装置。,(2),安装次序：由下向上，由左向右。,(3),操作次序：装配仪器,检验气密性,加入药品。,第31页,达标检测,第32页,1.,以下关于试验室制取,Cl,2,说法正确是,A.,试验室中可用,MnO,2,与,1 molL,1,盐酸反应制,Cl,2,B.,每生成,1 mol Cl,2,，转移,2 mol,电子,C.,每消耗,1 mol MnO,2,，起还原作用,HCl,消耗,4 mol,D.,用烧瓶、铁架台、分液漏斗、导管可用于,MnO,2,和浓盐酸反应制备,Cl,2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,第33页,解析,A,项，试验室用,MnO,2,和浓盐酸反应制取,Cl,2,，,1 molL,1,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,1 mol Cl,2,，转移电子,2 mol,，正确；,C,项，反应,MnO,2,4HCl(,浓,)MnCl,2,Cl,2,2H,2,O,，每消耗,1 mol MnO,2,，,参加反应,HCl,为,4 mol,，其中起还原作用,HCl,为,2 mol,，错误；,D,项，缺乏酒精灯，错误。,1,2,3,4,5,6,7,第34页,2.,以下物质可用来干燥,Cl,2,是,碱石灰,浓硫酸,无水,CaCl,2,P,2,O,5,A.,B.,C.,D.,答案,解析,解析,碱石灰主要成份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气体，能够干燥中性气体和氨气；浓,H,2,SO,4,不能用于干燥氨气及,H,2,S,、,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；,P,2,O,5,不能干燥氨气，能够用来干燥酸性气体和中性气体；无水,CaCl,2,能够用来干燥除氨气之外常见气体。,1,2,3,4,5,6,7,第35页,3.,以下关于试验室制取气体所用试剂组合不合理是,A.,制,Cl,2,：,MnO,2,、浓盐酸,B.,制,H,2,：稀硫酸、,Zn,C.,制,O,2,：,MnO,2,、,H,2,O,2,D.,制,CO,2,：稀硫酸、,CaCO,3,答案,解析,解析,碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面使反应难以继续进行，所以，试验室应该选取稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。,1,2,3,4,5,6,7,第36页,4.,在氯气制备试验中，有位同学设计了如图所表示制备装置，其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管和玻璃管。以下对其作用叙述中正确是,答案,A.,预防氯气造成大气污染,B.,使反应氯气循环使用,C.,使烧瓶内压强与大气压保持一致,D.,使分液漏斗中液体更轻易流入烧瓶,1,2,3,4,5,6,7,第37页,5.,以下制备和搜集气体试验装置合理是,答案,解析,解析,A,项，用氯化铵和氢氧化钙制,NH,3,，盛放固体反应物大试管管口应该略向下倾斜，预防试管炸裂；,B,项，用,MnO,2,和浓盐酸制,Cl,2,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搜集,H,2,。,1,2,3,4,5,6,7,第38页,6.,在试验室中用,MnO,2,和浓盐酸反应制备纯净干燥氯气。,(1),写出反应化学方程式：,_,。,答案,解析,解析,这类题解应从以下角度分析：反应制气、除杂、干燥、搜集、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，缺乏酒精灯和石棉网，用,MnO,2,和浓盐酸共热制得氯气中，有挥发出来,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，图中除杂次序颠倒，两个洗气瓶进、出气导管犯错。,1,2,3,4,5,6,7,第39页,(2),下列图所表示是一个学生设计试验装置图。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,盛浓硫酸洗气瓶和盛饱和食盐水洗气瓶位置颠倒了,两个洗气瓶中气体流向应该是长导管进，短导管出,1,2,3,4,5,6,7,第40页,(3),在更正装置中，,洗气瓶中饱和食盐水作用：,_,；,洗气瓶中浓,H,2,SO,4,作用：,_,；,烧杯中,NaOH,溶液作用：,_,。,答案,吸收挥发出氯化氢气体,吸收水蒸气,吸收多出氯气,1,2,3,4,5,6,7,第41页,7.,已知：,2KMnO,4,16HCl(,浓,)=2KCl,2MnCl,2,5Cl,2,8H,2,O,，所以在试验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气，试验装置以下列图所表示。,答案,解析,(1),请为该试验选择适当发生装置,_(,填,“,A,”,或,“,B,”,),。,B,解析,由题知，该反应制取气体类型为固体液体,气体；反应不需加热，故应选择,B,装置。,1,2,3,4,5,6,7,第42页,(2),要得到纯净、干燥氯气，在发生装置和集气瓶之间还需要放置以下列图中,_(,填字母,),。,答案,解析,解析,氯气中可能混有,HCl,、,H,2,O(g),，,HCl,用饱和,NaCl,溶液除去，,H,2,O(g),用浓硫酸除去，要得到纯净、干燥氯气，应先除去,HCl,，再除去,H,2,O(g),。,D,1,2,3,4,5,6,7,第43页,(3),烧杯中所盛液体为,_,，其作用是,_,。,答案,解析,解析,烧杯中所盛液体为,NaOH,溶液，其作用是吸收多出氯气。,NaOH,溶液,吸收多出氯气,1,2,3,4,5,6,7,第44页,