化学反应的利用第1课时利用化学反应制备物质鲁科版高中化学必修2学案.docx

1、化学反应的利用第1课时利用化学反应制备物质鲁科版高中化学必修2学案第1课时利用化学反应制备物质一、氯气的实验室制法1工业制法化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。反应中氧化剂是H2O，还原剂是Cl。2实验室制法(1)反应原理化学方程式：MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O。离子方程式：MnO22Cl4HMn2Cl22H2O。反应中氧化剂是MnO2，还原剂是Cl。(2)实验装置制气装置类型：固体液体气体。仪器名称：a分液漏斗。气体净化：装置B的作用是吸收HCl气体，装置C中的试剂是浓硫酸，其作用是干燥氯气。尾气吸收：装置E中盛

2、放的试剂是NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气，防止污染空气，反应的化学方程式是2NaOHCl2=NaClNaClOH2O。(3)实验步骤 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=2KCl2MnCl25Cl28

3、H2O6HCl(浓)KClO3=KCl3Cl23H2O2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1 mol Cl2，转移电子的物质的量为2 molC每消耗1 mol MnO2，

4、起还原剂作用的HCl消耗2 molD足量MnO2与含0.4 mol HCl的浓盐酸共热可得到0.1 mol Cl2考点氯气的实验室制法题点实验室制取氯气的反应原理答案D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1 mol Cl2转移2 mol电子。每消耗1 mol MnO2，参加反应的HCl为4 mol，其中起还原作用的HCl为2 mol。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0.4 mol HCl不能完全反应，放出Cl2小于0.1 mol。思维启迪浓盐酸和MnO

5、2制取氯气反应原理的理解(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。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 BC D答案D解析实验室制取氯气

6、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。规律方法实验室制取Cl2的实验操作(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。例3实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。(1)按气流从左到右，装置正确的连接为a_，_，_，_ (填各接口字母)。(2)装置E的作用是_，装置D的作用是_。(

7、3)装置A和D中反应的化学方程式：A_；D_。(4)某校化学兴趣小组称取8.7 g二氧化锰与足量10 molL1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10 molL1的浓盐酸40 mL，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(1)仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾气吸收的顺序。(2)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。(4)8.7 g二氧化锰物质的量为0.1 mol，MnO2与盐酸完全反应可产生0.1 m

8、ol氯气，体积为2.24 L；10 molL1的浓盐酸40 mL，其中氯化氢的物质的量为0.4 mol，若0.4 mol氯化氢与足量MnO2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渐变稀，其中的0.4 mol氯化氢不能完全反应，产生的氯气少于0.1 mol，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：二、常见气体的实验室制法实验室制取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。实验室制备气体药品制气装置收集装置O2KMnO4或KClO3、MnO2aH2O2、MnO2cH2Zn粒、稀硫酸bc

9、CO2CaCO3、稀盐酸bcCl2MnO2、浓盐酸dNH3Ca(OH)2、NH4Cla浓氨水、氢氧化钠(氧化钙、碱石灰)cSO2Na2SO3、浓H2SO4c(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

10、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)。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(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_。Aaadde BbbddgCccddg Dddccf答案(1)B(2)C解析 (1) 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

11、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)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。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()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水C

12、aONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液答案B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。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。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1

13、 molL1盐酸反应制Cl2B每生成1 mol Cl2，转移2 mol电子C每消耗1 mol MnO2，起还原作用的HCl消耗4 molD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B解析A项，实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2，1 molL1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 Cl2，转移电子2 mol，正确；C项，反应MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O，每消耗1 mol MnO2，参加反应的HCl为4 mol，其中起还原作用的HCl为2 mol，错误；D项，缺少酒精灯，错误。2下列物质可用来干燥Cl2的是()碱石

14、灰浓硫酸无水CaCl2P2O5A BC D答案C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。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D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

15、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。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()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答案D5下列制备和收集气体的实验装置合理的是()答案D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。6在实验室中用MnO2和浓盐

16、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：_；_；_；_；_。(有几处填几处)(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(1)MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O(2)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(3)吸收挥发出的氯化氢气体吸收水蒸气吸收多余的氯气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

17、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。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。(1)请为该实验选择合适的发生装置_(填“A”或“B”)。(2)要得到纯净、干燥的氯气，在发生装置和集气瓶之间还需要放置如下图中的_(填字母)。(3)烧杯中所盛液体为_，其作用是_。答案(1)B(2)D(

18、3)NaOH溶液吸收多余的氯气解析(1)由题知，该反应制取气体的类型为固体液体气体；反应不需加热，故应选择B装置。(2)氯气中可能混有HCl、H2O(g)，HCl用饱和NaCl溶液除去，H2O(g)用浓硫酸除去，要得到纯净、干燥的氯气，应先除去HCl，再除去H2O(g)。(3)烧杯中所盛液体为NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气。对点训练题组一氯气的实验室制法1二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl和参加反应的HCl物质的量之比是()A11 B21C12 D任意比答案C解析反应：MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O中，4 mol HCl参加反应，只有2 mol做还原

19、剂被氧化为氯气。2某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法中错误的是()A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法错误C为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉KI试纸可以证明是否有氯气逸出答案B解析该反应应该用酒精灯加热，应该用分液漏斗而不是长颈漏斗，氯气有毒，应该进行尾气处理，故A项正确；由于氯气的密度比空气的密度大，所以用向上排空气法收集，故B项错误；湿润的淀粉KI试纸可以证明是否有氯气逸出，若有则变蓝，反之不变色，故D项正确。3下列说法正确的是()AMnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO24HClMn22ClCl22H2OB工

20、业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D实验室制备Cl2可用排饱和食盐水集气法收集答案D4化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()答案C解析Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。A没有排气管不能用于收集气体；B用于收集密度比空气小的气体；C用于收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；D吸收氯气不能收集。题组二常见气体的实验室制取5按下述实验方法制备气体，合理又实用的是()A锌粒与稀

21、硝酸反应制备H2B加热分解NH4Cl固体制NH3C亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D大理石与稀硫酸反应制备CO2答案C解析锌与稀硝酸反应产生NO，不产生H2；NH4Cl分解产生NH3和HCl的混合气体，很快又化合为NH4Cl，不易分离；Na2SO3与浓硫酸反应生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石与稀硫酸反应生成微溶的CaSO4，会覆盖在大理石表面，使反应难以继续进行。6下列装置或操作能达到实验目的的是()答案C解析A项，由于氨气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集是正确的，但集气瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一团疏松的棉花，目的是防止气体对流，以收集到较纯的氨气；B项，洗气时气体应长进

22、短出；C项，通过观察长颈漏斗中液面是否下降，可以检查装置的气密性；D项，收集密度比空气重的二氧化碳气体用向上排空气法，应该为长管进气，短管排出空气。7下列制备气体的实验设计中错误的是()选项ABCD药品NH4Cl与Ca(OH)2石灰石和稀盐酸稀硝酸和铜片KMnO4与浓盐酸装置答案C解析A装置适合固体和固体混合加热制取气体，可制取NH3，用碱石灰干燥，正确；B装置适合块状固体和液体反应不加热制取气体，可用于制取CO2，正确；C装置适合固体和液体加热制取气体，可用于制取NO，但NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，只能用排水法收集，错误；D装置适合固体和液体不加热制取气体，KMnO4氧化性很强，与浓

23、盐酸反应不需要加热，正确。8拟用下图所示装置制取下表中的四种气体(图中夹持仪器均已略去，a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，不能达到实验目的的是()选项气体abcAO2H2O2MnO2浓硫酸BCO2稀盐酸碳酸钙饱和NaHCO3溶液CNO稀HNO3铜屑H2ODSO2浓硫酸Na2SO3浓硫酸答案C解析过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气，经浓硫酸干燥后收集，A项正确；稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，后用饱和碳酸氢钠溶液除杂，B项正确；铜和稀硝酸反应生成NO，应该用排水法收集，导管应该短进长出，C项错误；浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫，再用浓硫酸干燥可得纯净的二氧化硫，D项正确。9如图是用于干燥、

24、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是()选项X收集气体YA碱石灰氯化氢水B碱石灰氨气水C氯化钙二氧化硫氢氧化钠D氯化钙一氧化氮氢氧化钠答案C解析A项，氯化氢是酸性气体，不能用碱石灰干燥，不正确；B项，氨气密度小于空气，应该是短导管进，长导管出，不正确；C项，二氧化硫是酸性气体，能用氯化钙干燥，且二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集，正确；D项，一氧化氮极易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，不正确。10用下列试剂与装置制备气体，能随用随制、随关随停的是()选项试剂与制备的气体反应装置A碳酸钠固体与稀硫酸制CO2B二氧化锰与过氧化氢溶液制O2C浓硝酸与铜片反应制NO2

25、D锌粒与稀硫酸制H2答案D解析碳酸钠固体与稀硫酸反应制CO2时，碳酸钠溶于水使反应无法随时停止，A项不符合题意；二氧化锰是粉末，无法被阻隔在有孔塑料隔板上，反应不能随时停止，B选项不符合题意；浓硝酸具有挥发性，不能使用长颈漏斗，应该用分液漏斗盛放与滴加，C选项不符合题意；锌粒与稀硫酸用该装置制备H2时，若关闭导管活塞，试管内压强增大，可把稀硫酸压回长颈漏斗，稀硫酸与锌粒脱离使反应停止，D项符合题意。题组三氯气制备综合11已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是(不考虑单元的夹持装置)()A只有和处 B只有处C只有和处 D处答案D解析本题考查氯气的制备、净化、干燥、尾气吸收及金属氯化物的制备的综合实验。由图示可知，是Cl2发生装置，是除杂、干燥装置，是氯化物制备装置。在中，NaOH不仅能与HCl反应，也可与Cl2反应，应将NaOH溶液换成饱和食盐水；中导气管应长进短出；不能是密闭的，应有一个允许气体逸出