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

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1．列表比較實驗室制取CO2和NH3所用到的藥品及其狀態(tài)、反應條件和發(fā)生裝置中的主要儀器？ 提示,第三節(jié) 化學反應的利用,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．化學反應中能量變化的實質(zhì)是什么？ 提示 化學反應中的能量變化取決于舊化學鍵的斷裂所吸收能量與形成新化學鍵所釋放的能量的相對大小。若形成新化學鍵所釋放的能量大于舊化學鍵的斷裂所吸收的能量，則該反應釋放能量；若形成新化學鍵所釋放的能量小于舊化學鍵的斷裂所吸收的能量，則該反應吸收能量。,1．掌握實驗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 利用化學反應制備物質(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 反應制造漂白粉……人們可以利用化學反應制備所需的物質(zhì)，這對人類的生產(chǎn)活動和日常生活有著十分重要的意義。 新的物質(zhì)的制備應根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇科學合理的實驗原理，合適的儀器和藥品；根據(jù)實驗的特點，設計安全可靠的實驗裝置。,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 實驗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)、反應條件選擇氣體發(fā)生裝置為：“ ”型反應裝置。氣體發(fā)生裝置中的各儀器名稱為 (帶鐵夾)、 、 、 、 、 。,鐵架臺,分液漏斗,圓底燒瓶,石棉網(wǎng),酒精燈,導管,(4)凈化方法 由于濃鹽酸具有 ，則氯氣中會混有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，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，結合氯氣的性質(zhì)，可用 吸收多余氯氣，以防止造成污染。反應的化學方程式為 。,黃綠色氣體充滿集氣瓶,濕潤,淀粉－KI試紙,變藍,NaOH溶液,Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O,2．氯氣的工業(yè)制法 化學方程式為 。 反應中的氧化劑是 ，還原劑是 。 Cl2的實驗室制法和工業(yè)制法中都是 。,H2O,NaCl,－1價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，實驗室中至今仍在使用。在實驗室沒有MnO2的情況下，可用什么物質(zhì)代替？ 提示 KMnO4、KClO3等。,【慎思2】 在MnO2與濃鹽酸反應制取氯氣的反應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都能生成HCl。工業(yè)上制鹽酸通常用上述哪個方法合成HCl? 提示 工業(yè)上制鹽酸通常用點燃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，有時還可稍微加熱)，若在導管口有氣泡冒出，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】 氯氣的實驗室制法與工業(yè)制法的區(qū)別是什么？ 提示 實驗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)。 (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?；瘜W實驗興趣小組探究實驗室中制備Cl2的過程，為證明實驗過程中有水蒸氣生成，同時證明Cl2的某些性質(zhì)，甲同學設計了如下圖所示的實驗裝置，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反應制備Cl2，制得的Cl2體積(標準狀況下)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，反應一段時間 后，濃鹽酸濃度變小，將不再與MnO2反應。本實驗選用無 水硫酸銅檢驗Cl2中水蒸氣的存在。 答案 (1)濃鹽酸的濃度隨著反應的進行逐漸變稀，變稀以后 將不再與MnO2反應；加熱時濃鹽酸因揮發(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 ②干燥的Cl2無漂白性，HClO有漂白性 ③吸收Cl2,一套氣體綜合實驗的裝置通常設計如下：,【體驗1】實驗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上；②把酒精燈放在鐵架臺上，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，連接好導氣管。則最合理的實驗操作順序是 ( )。 A．②③④①⑤ B．②①④③⑤ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤,解析 實驗室組裝儀器時，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)反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇合適反應裝置。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。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)境的氣體應在最后安裝尾氣吸收裝置。實驗室常用的尾氣吸收裝置：,,,,【例2】某化學興趣小組為探究SO2的性質(zhì)，按下圖所示裝置進行實驗。,請回答下列問題： (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是__________，其中發(fā) 生反應的化學方程式為__________________________； (2)實驗過程中，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，請寫出實 驗操作及現(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具有強氧化性，SO2具有一定 的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應，使KMnO4紫紅色退 去；S2－具有很強的還原性，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，而時間一長或稍微加熱，不穩(wěn)定的無色物質(zhì)會分解 而使品紅又恢復原來的顏色，所以為探究SO2與品紅作用的 可逆性，等品紅溶液退色后，關閉分液漏斗的旋塞，點燃酒 精燈加熱，溶液恢復為紅色。(4)由于SO2是酸性氧化物，可 與NaOH溶液反應，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2】下圖是中學化學中常用玻璃儀器組成的實驗裝置圖(根據(jù)需要可在其中加入液體或固體)。,請回答下列問題： (1)能用作干燥氨氣的裝置有________(填字母序號，下同)。 (2)能用于收集氯氣的裝置有________。 (3)在氯氣和鐵反應實驗中，能添加在收集氯氣和反應裝置之 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 【知識支持】 實驗原理 防止倒吸問題。在某些實驗中，由于吸收液的倒吸，會對實驗產(chǎn)生不良的影響，如玻璃儀器的炸裂，反應試劑的污染等，因此，在有關實驗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，如實驗室中制取氧氣、甲烷時，通常用排水法收集氣 體，當實驗結束時，必須先從水槽中將導管拿出來，然后熄 滅酒精燈。,(2)設置防護裝置 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 對氣體的吸收。當易溶性氣體被吸收液吸收時，導管內(nèi)壓強 減小，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容積較大，導致燒杯 中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的吸收液受自身重 力的作用又流回燒瓶內(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 當易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進入吸收液被吸收后， 導氣管內(nèi)壓強減小，使吸收液倒吸進入干燥管的吸收液本身 質(zhì)量大于干燥管內(nèi)外壓強差，吸收液受自身重量的作用又流 回燒杯內(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 當吸收液發(fā)生倒吸時，倒吸進來的吸收液被預先設置的蓄液 裝置貯存起來，以防止吸收液進入受熱儀器或反應容器，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。若實驗過程中有氨氣逸出，可選用下列回收裝置中的 ( )。,解析 CaCl2溶液不能與CO2反應，加入堿能反應，但又不 能引入雜質(zhì)，應通入NH3；氨氣極易溶于水，要注意防倒 吸，A裝置廣口瓶內(nèi)的進氣管長，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,