高中化學(xué) 2-3-1 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)課件 魯科版必修2.ppt

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1．列表比較實(shí)驗(yàn)室制取CO2和NH3所用到的藥品及其狀態(tài)、反應(yīng)條件和發(fā)生裝置中的主要儀器？ 提示,第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用,2.如何根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇收集方法？ 提示 根據(jù)氣體與空氣密度的相對(duì)大小可選擇向上排空氣法或者向下排空氣法收集；根據(jù)氣體是否溶于水可選擇排水法或者排空氣法收集。,3．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)是什么？ 提示 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化取決于舊化學(xué)鍵的斷裂所吸收能量與形成新化學(xué)鍵所釋放的能量的相對(duì)大小。若形成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于舊化學(xué)鍵的斷裂所吸收的能量，則該反應(yīng)釋放能量；若形成新化學(xué)鍵所釋放的能量小于舊化學(xué)鍵的斷裂所吸收的能量，則該反應(yīng)吸收能量。,1．掌握實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的原理和尾氣處理方法。 2．了解其他氣體制備裝置及收集方法。 3．了解原電池的工作原理。,第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì),人們可以通過電解飽和食鹽水制備 、 和 ，以氯氣和氫氣為原料合成 等。利用 與 反應(yīng)制造漂白粉……人們可以利用化學(xué)反應(yīng)制備所需的物質(zhì)，這對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活有著十分重要的意義。 新的物質(zhì)的制備應(yīng)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)原理，合適的儀器和藥品；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)安全可靠的實(shí)驗(yàn)裝置。,氫氧化鈉,氯氣,氫氣,鹽酸,氯氣,熟石灰,,濃鹽酸,二氧化錳,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,MnO2,HCl,濃鹽酸,酸性,還原性,加熱,,,(2)制備裝置 實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置包括： 裝置→ 裝置(包括 裝置和 裝置)→ 裝置→ 裝置四部分。,氣體發(fā)生,凈化,除雜,干燥,收集,尾氣處理,(3)氣體發(fā)生裝置 可根據(jù)原料的狀態(tài)、反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置為：“ ”型反應(yīng)裝置。氣體發(fā)生裝置中的各儀器名稱為 (帶鐵夾)、 、 、 、 、 。,鐵架臺(tái),分液漏斗,圓底燒瓶,石棉網(wǎng),酒精燈,導(dǎo)管,(4)凈化方法 由于濃鹽酸具有 ，則氯氣中會(huì)混有HCl和H2O蒸氣等雜質(zhì)，除去氯氣中的HCl可用盛 洗氣瓶洗氣，除去氯氣中的H2O蒸氣可用盛 洗氣瓶洗氣，即可得到純凈的氯氣。 (5)收集方法 由于氯氣的密度比空氣的密度 且 與空氣反應(yīng)，所以可以用 法收集；又由于氯氣在飽和食鹽水中的溶解度 ，所以氯氣也可以用 法收集。,揮發(fā)性,飽和食鹽水,濃硫酸,大,不,向上排空氣,不大,排飽和食鹽水,(6)驗(yàn)滿方法 因氯氣是黃綠色氣體，若觀察到 ，則證明已收集滿氯氣。 可將貼在玻璃棒一端的 的 靠近集氣瓶口，若試紙 ，則證明已收集滿氯氣。 (7)尾氣處理 由于氯氣有毒，結(jié)合氯氣的性質(zhì)，可用 吸收多余氯氣，以防止造成污染。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,黃綠色氣體充滿集氣瓶,濕潤,淀粉－KI試紙,變藍(lán),NaOH溶液,Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O,2．氯氣的工業(yè)制法 化學(xué)方程式為 。 反應(yīng)中的氧化劑是 ，還原劑是 。 Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法中都是 。,H2O,NaCl,－1價(jià)的氯被氧化為氯氣單質(zhì),【慎思1】 舍勒用鹽酸和軟錳礦礦石混合在一起加熱制取氯氣的方法，實(shí)驗(yàn)室中至今仍在使用。在實(shí)驗(yàn)室沒有MnO2的情況下，可用什么物質(zhì)代替？ 提示 KMnO4、KClO3等。,【慎思2】 在MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的反應(yīng)中濃鹽酸的作用是什么？ 提示 還原性、酸性。 【慎思3】 氫氣在氯氣中燃燒及氫氣和氯氣混合光照的反應(yīng)都能生成HCl。工業(yè)上制鹽酸通常用上述哪個(gè)方法合成HCl? 提示 工業(yè)上制鹽酸通常用點(diǎn)燃H2在Cl2中燃燒的方法合成HCl。,【慎思4】 怎樣檢查裝置的氣密性？ 提示 (1)加熱法：是將裝置的導(dǎo)管口的一端浸沒于水中，再用雙手握住容器(試管可用一只手握住，如上圖所示，有時(shí)還可稍微加熱)，若在導(dǎo)管口有氣泡冒出，手掌離開后，管端又形成一段高于水面的水柱，則證明連接裝置不漏氣。,(2)液面下降法：有長頸漏斗插入液面內(nèi)(如啟普發(fā)生器)的氣體發(fā)生裝置可用緊閉導(dǎo)氣管出口，從漏斗中加水，觀察液面穩(wěn)定后是否下降的方法檢查氣密性，若水面下降，則表示漏氣，若水面不下降，表示不漏氣。,【慎思5】 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)制法的區(qū)別是什么？ 提示 實(shí)驗(yàn)室制法主要考慮快速、便捷，不考慮成本，工業(yè)制法考慮的是成本、經(jīng)濟(jì)和總量及效率。,說明：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl；D裝置的作用是干 燥Cl2；F裝置的作用是吸收多余的Cl2。,3．收集方法 (1)向上排空氣法(Cl2的密度大于空氣且不與空氣反應(yīng))。 (2)排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小)。 4．凈化裝置 用飽和食鹽水洗氣除去HCl，再用濃硫酸干燥。 5．尾氣處理 Cl2有毒，易污染空氣，需用NaOH溶液吸收。,【例1】某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組探究實(shí)驗(yàn)室中制備Cl2的過程，為證明實(shí)驗(yàn)過程中有水蒸氣生成，同時(shí)證明Cl2的某些性質(zhì)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，按要求回答問題。,(1)若用含有0.2 mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)制備Cl2，制得的Cl2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)總是小于1.12 L的原因是_____________________________________________。 (2)①裝置B中盛放的試劑名稱為________，作用是________________________________________________， 現(xiàn)象是______________________________________。 ②裝置D和E中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象說明的問題是_______________________________________________。 ③裝置F的作用是_____________________________。,解析 只有濃鹽酸才能被MnO2氧化生成Cl2，反應(yīng)一段時(shí)間 后，濃鹽酸濃度變小，將不再與MnO2反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)選用無 水硫酸銅檢驗(yàn)Cl2中水蒸氣的存在。 答案 (1)濃鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行逐漸變稀，變稀以后 將不再與MnO2反應(yīng)；加熱時(shí)濃鹽酸因揮發(fā)而損失 (2)①無水硫酸銅 證明有水蒸氣產(chǎn)生 白色固體變藍(lán) ②干燥的Cl2無漂白性，HClO有漂白性 ③吸收Cl2,一套氣體綜合實(shí)驗(yàn)的裝置通常設(shè)計(jì)如下：,【體驗(yàn)1】實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，主要操作有：①將燒瓶固定在鐵架臺(tái)上；②把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈確定鐵圈高度，固定鐵圈并放好石棉網(wǎng)；③用藥匙向燒瓶中加二氧化錳，再向分液漏斗中加入濃鹽酸，并將導(dǎo)氣管放入集氣瓶中；④檢查裝置的氣密性； ⑤在燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管。則最合理的實(shí)驗(yàn)操作順序是 ( )。 A．②③④①⑤ B．②①④③⑤ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤,解析 實(shí)驗(yàn)室組裝儀器時(shí)，要遵循“從下往上，從左到右” 的原則，組裝完成后，要先檢查裝置氣密性完好后再加入試 劑。 答案 C,1．常見氣體發(fā)生裝置 根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇合適反應(yīng)裝置。裝置基本類型：,,,,2.凈化與干燥裝置 (1)根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件等選擇合適的干燥裝置。常見的凈化裝置基本類型：,,,,(2)氣體的凈化劑的選擇 選擇氣體吸收劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)而確定，所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)，而不能與被提純的氣體反應(yīng)。一般情況下：①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。,(3)常用的氣體干燥劑 按酸堿性可分為三類： ①酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑 能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCl、 H2、Cl2、O2等氣體。 ②堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥 劑用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2等氣體。 ③中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿 性氣體，如O2、H2等。但不能干燥NH3，因二者易生成 CaCl2·8NH3。,3．常見氣體收集裝置 根據(jù)所收集氣體的溶解性和密度等因素選擇合適的收集裝置。裝置基本類型：,,,,4.尾氣吸收裝置 有毒、污染環(huán)境的氣體應(yīng)在最后安裝尾氣吸收裝置。實(shí)驗(yàn)室常用的尾氣吸收裝置：,,,,【例2】某化學(xué)興趣小組為探究SO2的性質(zhì)，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,請(qǐng)回答下列問題： (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是__________，其中發(fā) 生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________； (2)實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是 __________、__________，這些現(xiàn)象分別說明SO2具有的性 質(zhì)是__________和__________；裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方 程式為__________； (3)裝置D的目的是探究SO2與品紅作用的可逆性，請(qǐng)寫出實(shí) 驗(yàn)操作及現(xiàn)象________________________________； (4)尾氣可采用__________溶液吸收。,解析 (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器帶有支管，所以是蒸 餾燒瓶。(2)由于酸性的KMnO4具有強(qiáng)氧化性，SO2具有一定 的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使KMnO4紫紅色退 去；S2－具有很強(qiáng)的還原性，SO2具有一定的氧化性，二者也 可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S單質(zhì)沉淀，使無色溶液中出現(xiàn)黃 色渾濁。(3)SO2與品紅相互作用生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)使品 紅退色，而時(shí)間一長或稍微加熱，不穩(wěn)定的無色物質(zhì)會(huì)分解 而使品紅又恢復(fù)原來的顏色，所以為探究SO2與品紅作用的 可逆性，等品紅溶液退色后，關(guān)閉分液漏斗的旋塞，點(diǎn)燃酒 精燈加熱，溶液恢復(fù)為紅色。(4)由于SO2是酸性氧化物，可 與NaOH溶液反應(yīng)，故尾氣可采用NaOH溶液吸收。,其他幾種常見物質(zhì)的制取,,,【體驗(yàn)2】下圖是中學(xué)化學(xué)中常用玻璃儀器組成的實(shí)驗(yàn)裝置圖(根據(jù)需要可在其中加入液體或固體)。,請(qǐng)回答下列問題： (1)能用作干燥氨氣的裝置有________(填字母序號(hào)，下同)。 (2)能用于收集氯氣的裝置有________。 (3)在氯氣和鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，能添加在收集氯氣和反應(yīng)裝置之 間以除去氯氣中氯化氫等雜質(zhì)氣體的裝置有________。 答案 (1)CD (2)AB (3)A,規(guī)律探究十一 防止倒吸的尾氣處理裝置 【知識(shí)支持】 實(shí)驗(yàn)原理 防止倒吸問題。在某些實(shí)驗(yàn)中，由于吸收液的倒吸，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生不良的影響，如玻璃儀器的炸裂，反應(yīng)試劑的污染等，因此，在有關(guān)實(shí)驗(yàn)中必須采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施：,(1)切斷裝置 將有可能產(chǎn)生液體倒吸的密閉裝置系統(tǒng)切斷，以防止液體倒 吸，如實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣、甲烷時(shí)，通常用排水法收集氣 體，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，必須先從水槽中將導(dǎo)管拿出來，然后熄 滅酒精燈。,(2)設(shè)置防護(hù)裝置 ①倒立漏斗式 這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積，有利于吸收液 對(duì)氣體的吸收。當(dāng)易溶性氣體被吸收液吸收時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng) 減小，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容積較大，導(dǎo)致燒杯 中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的吸收液受自身重 力的作用又流回?zé)績(jī)?nèi)，從而防止吸收液的倒吸。所以除了 選擇像漏斗這樣的大體積容器之外，還要注意漏斗放在燒杯 中的位置，不能深入太多，只要漏斗面和液面接觸就行了 (如下圖甲所示)。,②肚容式 當(dāng)易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進(jìn)入吸收液被吸收后， 導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)減小，使吸收液倒吸進(jìn)入干燥管的吸收液本身 質(zhì)量大于干燥管內(nèi)外壓強(qiáng)差，吸收液受自身重量的作用又流 回?zé)瓋?nèi)，從而防止吸收液的倒吸。這種裝置與倒置漏斗很 類似(如下圖乙所示)。 ③蓄液式 當(dāng)吸收液發(fā)生倒吸時(shí)，倒吸進(jìn)來的吸收液被預(yù)先設(shè)置的蓄液 裝置貯存起來，以防止吸收液進(jìn)入受熱儀器或反應(yīng)容器，這 種裝置又稱安全瓶(如下圖丙所示)。,④此外，還有如圖丁和戊類的防倒吸的裝置。圖丁所示的為 易溶于水而不溶于CCl4的尾氣的吸收；圖戊所示的為溶于水 而密度大的尾氣的吸收。,【問題探究】 制備CaCO3可采用向CaCl2溶液中通入足量NH3然后再通入適量的CO2氣體的方法。若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出，可選用下列回收裝置中的 ( )。,解析 CaCl2溶液不能與CO2反應(yīng)，加入堿能反應(yīng)，但又不 能引入雜質(zhì)，應(yīng)通入NH3；氨氣極易溶于水，要注意防倒 吸，A裝置廣口瓶?jī)?nèi)的進(jìn)氣管長，容易倒吸，B裝置中的倒 置漏斗可以防倒吸，C裝置中的倒置漏斗、D中的多孔球泡 均浸入水中，不能防止倒吸。 答案 B,