03高中必修2讲义化学反应的利用.docx
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03高中必修2讲义化学反应的利用
上善教育学科教师辅导讲义（教师版）
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授课日期及时段
教学目标
能解释化学反应的方向
重点难点
温度，压力，浓度对化学反应的影响
教学内容
目录Contents
上节课回顾:
作业检查+知识点复习
一、导入
二、知识梳理+经典例题
三、随堂检测
四、归纳总结
五、课后作业
上节课回顾：
一、作业检查情况完成未完成
二、知识点回顾
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知识点一、利用化学反应制备新物质
实验室制备氯气反应原理：
MnO2+（浓）4HCl====MnCl2+Cl2↑+2H2O
发生装置：
固-液加热型
除杂：
排饱和食盐水法除HCl
干燥：
浓H2SO4除水
收集：
向上排气法
尾气：
用NaOH溶液吸收原理：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
检验：
（1）用湿润的KI-淀粉试纸，试纸变蓝
（2）用湿润蓝色的石蕊试纸，先变红再褪色
1．下列物质可用来干燥Cl2的是（ ）。
①碱石灰；②浓硫酸；③无水CaCl2；④P2O5
A．①②B．①③④
C．②③④D．①②③④
解析 因为Cl2是酸性气体，可用酸性干燥剂（②浓硫酸和
④P2O5）或中性干燥剂（③无水CaCl2）干燥，不能用碱性干燥剂（①碱石灰）干燥。
故C项正确。
答案 C
2．已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。
若用如图所示的实验装置制
备纯净、干燥的Cl2，并观察它与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（ ）。
A．只有①和②处B．只有②处
C．只有②和③处D．只有②③④处
解析 KMnO4和浓HCl在常温下就可以反应生成Cl2，不需要酒精灯加热，①正确；反应产生的Cl2可能混有HCl，需要进行净化，但不能使用NaOH溶液，因为Cl2也能和NaOH溶液反应，应该使用饱和食盐水，②错误；净化后的Cl2可以用浓硫酸干燥，但气体应用长导管直接通入浓硫酸中，且出气导管应在液面以上，③错误；干燥的Cl2和金属反应的容器只有气体进入而无气体排出，一段时间后压强升高，可能会使实验装置中某处的橡皮塞弹开，④错误。
答案 D
3．舍勒发现氯气的方法至今是实验室制取氯气的方法之一。
其反应原理如下：
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
请你分析：
（1）该反应的氧化剂为________，还原剂为________，两者的物质的量之比为________。
（2）该反应是否可以写成离子方程式？
________。
若是，离子方程式为_______________________________________________________________。
解析
（1）根据元素化合价变化可知氧化剂为MnO2，还原剂为HCl，但4molHCl只有2mol做还原剂。
（2）浓盐酸中HCl的浓度并不大，在溶液中可以电离出H＋和Cl－。
答案
（1）MnO2 HCl 1∶2
（2）是 4H＋＋2Cl－＋MnO2
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
知识点二、化学反应为人类提供能量
化学能不仅可以转变成热能，人们还可以通过氧化还原反应将化学能转化成电能。
电池就是利用化学反应产生电能的装置。
原电池的反应原理：
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属。
锌片：
Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
铜片：
2H++2e-=H2↑（还原反应）
原电池的设计
1.用还原性较强的物质作负极，向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作正极，从外
电路得到电子。
2．将两极浸在电解质溶液中，通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。
3．放电时负极上的电子通过导线流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。
1．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．产生气泡的速度甲比乙慢
D．两烧杯中溶液的H＋的浓度均减小
解析 甲池为原电池，乙池不是原电池，二者反应的实质都为Zn失电子，溶液中H＋得到电子，使c（H＋）减小。
答案 D
2．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。
在这种电池中（ ）。
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液
④铝合金电极发生还原反应
A．②③B．②④
C．①③D．①④
解析 电池电极只称为正、负极，故①错。
其中活泼的一极为负极，即为铝合金，②对，电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对。
铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错。
答案 A
3．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；b、c相连时，c上有大量气泡；b、d相连时，d上有大量气泡产生，则这四种金属的活动顺序由强到弱为（ ）。
A．a>b>c>dB．a>c>b>d
C．c>a>b>dD．b>d>c>a
解析 由“a、b相连时a为负极”可知金属a的活泼性>金属b的活泼性，由“c、d相连时电流由d到c”知金属c的活泼性>金属d的活泼性，由“b、c相连时c上有大量气泡”知金属b的活泼性>金属c的活泼性，因此，A项正确。
答案 A
4．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2，下列说法中不正确的是（ ）。
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2
C．工作时，负极区溶液酸性增强，正极区碱性增强
D．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析 根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2，分析其化合价变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2，正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－。
这样，在负极区因OH－被消耗，碱性减弱，pH减小，溶液的OH－作定向移动到负极来补充，正极区生成OH－碱性增强，pH增大，故D项错误。
答案 D
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1．下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是（ ）
A．化石能源物质内部蕴储着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用
D．吸热反应没有利用价值
解析：
吸收热量的化学反应叫吸热反应。
例如，制造水煤气反应、高炉中还原剂一氧化碳的产生（在高温条件下，用碳还原二氧化碳制取一氧化碳）等反应都是吸热反应，也都是很有价值的重要的工业反应。
答案：
D
2．（双选）下列关于原电池的叙述正确的是（ ）
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极
D．原电池放电时，电路中的电流是从负极到正极
解析：
构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属等，A项错误；原电池放电时，电流是从正极到负极，D项错误。
答案：
BC
3．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是（ ）
解析：
铜与稀硫酸不反应，若在铜电极上产生气泡，须构成原电池，且铜做正极，比铜活泼的金属做负极。
D没有闭合回路答案：
A
4．对于锌、铜和稀硫酸构成的原电池，下列有关说法正确的是（ ）
①Zn是负极 ②Cu是正极 ③负极反应：
Zn—2e－===Zn2＋ ④正极反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
A．仅①②B．仅①②③
C．仅②③④D．①②③④
解析：
Zn—Cu—稀H2SO4原电池中，负极是Zn，电极反应式为：
Zn—2e－===Zn2＋；正极是Cu，电极反应式为：
2H＋＋2e－===H2↑。
答案：
B
5.根据下列事实：
①X＋Y2＋===X2＋＋Y；
②Z＋2H2O（冷）===Z（OH）2＋H2↑；
③Z2＋氧化性比X2＋弱；
④由Y、W电极组成的电池，电极反应为W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为（ ）
A．X＞Z＞Y＞WB．Z＞W＞X＞Y
C．Z＞Y＞X＞WD．Z＞X＞Y＞W
解析：
由①得还原性：
X＞Y；由②知单质Z能与冷水反应，Z为活泼的金属单质；由③得还原性：
Z＞X；由④得还原性：
Y＞W，则有还原性Z＞X＞Y＞W。
答案：
D
6．（双选）某原电池的总反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2（SO4）3溶液
D．正极为Ag，负极为Cu，电解质溶液为FeCl3溶液
解析：
由原电池总反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，Fe发生氧化反应，则负极材料为Fe，比Fe不活泼的金属或导电的非金属做正极，含Fe3＋的盐溶液做电解质溶液。
C项，电池反应为3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe；D项，电池反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
答案：
CD
7．实验室欲制氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速率最快的是（ ）
A．纯锌与稀硫酸反应
B．纯锌和浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应
D．粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应
解析：
D中可形成锌铜原电池和锌铅原电池，能加快化学反应速率，D可选。
解此题还须注意：
①虽然稀硫酸和稀盐酸的浓度相同，但c（H＋）不同，使用稀硫酸比稀盐酸反应速率快；②浓H2SO4与Zn反应，开始阶段不生成H2。
答案：
D
8．如图在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为______极，电极上发生的是______（填“氧化”或“还原”）反应。
电极反应式为______________，锌片上观察到的现象为______________，银为______极，电极上发生的是__________（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式是______________________，银片上观察到的现象是________________________________________________________________________。
解析：
本题考查了原电池的组成及工作原理。
在该电池中，锌为负极，发生氧化反应，逐渐溶解；Ag为正极，发生还原反应，有红色的铜析出。
答案：
负 氧化 Zn－2e－===Zn2＋ Zn片逐渐溶解 正 还原 Cu2＋＋2e－===Cu 银片上有红色物质析出
9．下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是（ ）
A．NO和O2B．HCl和NH3C．H2和COD．SO2和CO2
解析：
A和B选项中的两组气体常温下会发生反应，不能共存；C选项中的H2用向下排空气法收集，而CO一般用排水法收集；D选项中的SO2和CO2常温下不发生反应，而且两者的密度均比空气大，都可以用向上排空气法收集。
答案：
D
10．下列气体既能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥的是（ ）
A．O2B．Cl2C．SO2D．NH3
解析：
浓H2SO4是酸性干燥剂，具有强氧化性，碱石灰是碱性干燥剂，所以只能选中性气体，且不易被浓H2SO4氧化。
答案：
A
11．用向上排空气法收集Cl2和HCl时，可以用来检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是（ ）
A．湿润的KI淀粉试纸B．湿润的蓝色石蕊试纸
C．蘸有浓氨水的玻璃棒D．湿润的红色石蕊试纸
解析：
A项，HCl与KI不反应，不能用于HCl的检验；B项，Cl2使湿润蓝色石蕊试纸先变红后退色，HCl使其变红；C项，Cl2、HCl与NH3反应现象相同；D项，湿润红色石蕊试纸不能用于HCl的检验。
答案：
B
12．实验室中制备①H2、②CO2、③Cl2三种气体的反应中，盐酸的作用（ ）
A．①②③互不相同B．在①和②中相同
C．在②和③中相同D．在①②③中均相同
解析：
制取H2时盐酸的作用是酸性和氧化性；制取CO2时盐酸的作用只是酸性；制取Cl2时，盐酸的作用是酸性和还原性。
答案：
A
13．实验室为了简便制取干燥的氨气，下列方法中适合的是（ ）
A．加热氯化铵固体，产生的气体用碱石灰干燥
B．在N2和H2混合气中加入铁触媒并加热至500℃
C．在浓氨水中加入NaOH固体并加热，产生的气体用碱石灰干燥
D．加热NH4HCO3，生成的气体用P2O5干燥
解析：
NH4Cl受热分解得到NH3和HCl，遇冷二者又重新化合生成NH4Cl，故加热NH4Cl固体无法制取氨气。
N2和H2合成氨，该反应是可逆反应，得到的NH3纯度低，且反应需高温高压，不适合在实验室里制取。
加热分解NH4HCO3，所得气体中有CO2且用P2O5干燥时NH3被吸收。
NaOH固体溶于水时放热，故在浓氨水中加入NaOH固体并加热会有大量氨气逸出，且NH3可用碱性干燥剂（如碱石灰）干燥。
答案：
C
14．用下列两种方法制取氯气：
①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应；则所得氯气（ ）
A．②比①多B．①比②多C．一样多D．无法比较
解析：
根据反应4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，所得氯气为1mol，而用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，会因随反应的进行浓盐酸变为稀盐酸而使反应逐渐停止，最后有一定量的氯化氢剩余，所得氯气的物质的量小于1mol。
答案：
A
15．（双选）下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）
解析：
本题考查了实验室制取氨气的方法。
NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl，气体进入干燥管的机会不多，A项错误；向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca（OH）2，同时放出大量热量，使浓氨水分解出氨气，B项正确；固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，C项错误；对于D项，浓氨水加热制取NH3的方法和试剂都是正确的。
答案：
AC
16．用排气法收集下列气体时，如何确定集气瓶内的气体已收集满？
请写出简单的操作步骤、现象及结论。
（1）O2：
________________________________________________________________________；
（2）Cl2：
________________________________________________________________________；
（3）HCl：
________________________________________________________________________；
（4）NH3：
________________________________________________________________________；
（5）CO2：
________________________________________________________________________。
答案：
（1）将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，证明氧气已集满
（2）将湿润的淀粉碘化钾试纸置于瓶口，试纸变蓝，证明氯气已集满
（3）将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口，试纸变红，证明氯化氢气体已集满
（4）将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口，试纸变蓝，证明氨气已集满
（5）将燃着的小木条伸到集气瓶口，木条火焰熄灭，证明二氧化碳已集满
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1．下面几种情况，能够形成原电池的是（ ）
选C。
A项中两电极相同；B项中Zn未与电解质溶液接触，不能形成闭合回路；D项中酒精不是电解质，这三种情况都不能形成原电池。
2.如图装置，电流表G发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可能是下列各组中的（ ）
A．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液B．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
C．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4D．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
选A。
原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子而溶解，是负极，a极上金属离子得电子，是正极，电解质溶液中应含有该金属离子。
3．在如图所示的装置中，a为锌棒，b为碳棒，关于此装置的叙述不正确的是（ ）
A．碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱
B．导线中有电子流动，电子从a极流到b极
C．a是正极，b是负极
D．a极上的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
选C。
Zn为活泼金属，做负极；碳棒为惰性电极，做正极。
负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱；外电路中电子由负极流向正极。
4．（12分）某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题：
（1）①装置B中盛放的试剂为________________。
②装置C中所盛放试剂的作用是________________________________________________________________________。
（2）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为该装置应加在________和________之间（填两个装置字母序号），装置中应放入________（填写试剂或用品名称）。
（3）丙同学将4.48L氯气（标准状况下）通入足量的石灰乳中，理论上可制得氧化产物质量为________g。
解析：
根据实验目的为检验H2O和HCl以及Cl2的某些性质，结合实验装置图，可知B是检验H2O，应用无水硫酸铜；D、E是验证干燥的Cl2无漂白性，湿润的Cl2有漂白性；因用AgNO3检验HCl时，存在的Cl2会干扰实验，F是除去Cl2，且需保证Cl2除尽，所以在装置F和G之间添加盛有湿润的淀粉KI试纸或湿润的有色布条的装置。
根据反应2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O，计算可得氧化产物Ca（ClO）2为0.1mol，即14.3g。
答案：
（1）①无水硫酸铜 ②除去Cl2中的水分
（2）F G 湿润的淀粉KI试纸（或湿润的有色布条）
（3）14.3
5．（14分）如图所示，组成一种原电池。
试回答下列问题（灯泡功率合适）：
（1）电解质溶液为稀硫酸时，灯泡________（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）。
a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为____________________；
Al电极上发生的反应为_______________________________。
b．若灯泡不亮，其理由为____________________________________。
（2）电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡________（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）。
a．若灯泡亮，Al电极上发生的反应为____________________________。
b．若灯泡不亮，其理由为________________________。
解析：
（1）因为两电极金属的活泼性不同且相连，Mg与稀硫酸反应，符合原电池的形成条件，所以灯泡发亮。
（2）Al与NaOH溶液反应：
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋3H2↑，所以也符合原电池的条件，负极为Al，失电子，由方程式可知2molAl失6mol电子，生成2mol[Al（OH）4]－，因为是碱性溶液所以用OH－配平即可。
答案：
（1）亮 a．Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
（2）亮 a．Al＋4OH－－3e－===[Al（OH）4]－
6．人造卫星常用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，据此判断氧化银是（ ）
A．负极，被氧化B．正极，被还原
C．负极，被还原D．正极，被氧化
选B。
原电池就是把氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两部分，分别在两个电极上发生，使电子经外电路移动，从而产生电流。
负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。
7．下列关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的说法中，正确的是（ ）
A．锌是正极，铜是负极
B．电流从锌片经导线流向铜片
C．负极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．反应一段时间后，溶液的c（H＋）减小
选D。
由于锌比铜活泼，在形成的原电池中，锌是负极，铜是正极；电子从锌片经导线流向铜片，则电流从铜片经导线流向锌片；负极的反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑；反应一段时间后，由于消耗了H＋，溶液的c（H＋）减小。
8．根据反应：
2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图所示的原电池，下列说法错误的是（ ）
A．X可以是银或石墨
B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极
D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
选B。
由电池反应式2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag可知，铜做负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；X做正极，可以是比铜不活泼的银或石墨等，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag；电解质溶液中需含有Ag＋，故B说法错误。
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