2019年教学资料第3节化学反应的利用第1课时 利用化学反应制备物质 课标要求1掌握实验室制备氯气的原理、净化方法及尾气处理方法。2了解常见气体的实验室制备装置及收集方法。3了解一些常见物质的制备原理。1实验室制备Cl2原理：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2气体制备装置流程：发生装置净化装置收集装置尾气处理装置。3实验室制备干燥Cl2装置流程：4工业制Cl2原理：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。5硫酸工业反应流程：S(或FeS2)SO2SO3H2SO4。6硝酸工业反应流程：NH3NONO2HNO3。1氯气的实验室制法(1)反应原理、仪器、试剂反应原理MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O仪器分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯试剂MnO2、浓盐酸、NaOH溶液(2)实验室制备纯净、干燥Cl2的装置图(3)实验步骤 (4)尾气处理：多余的Cl2用NaOH溶液吸收，原理：Cl22OH=ClClOH2O。2氯气的工业制法(1)方法：电解饱和食盐水。(2)化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。离子方程式：2Cl2H2O Cl2H22OH。特别提醒(1)实验室制备Cl2时，可用KMnO4或KClO3代替MnO2，利用“固体液体气体(不需要加热)” 装置制备：16HCl(浓)2KMnO4=2KCl2MnCl25Cl28H2O,6HCl(浓)KClO3=KCl3Cl23H2O。(2)吸收氯气时不宜用澄清的石灰水代替NaOH溶液，原因Ca(OH)2溶解度是微溶，澄清的石灰水不能保证氯气全部被吸收。(3)实验室制氯气时必须使用浓盐酸，稀盐酸还原性弱，不被氧化。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)MnO2与浓盐酸的反应制Cl2：MnO24HClMn22ClCl22H2O()(2)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气()(3)生石灰能与水反应，可用来干燥氯气()(4)实验室制备Cl2可用排饱和食盐水集气法收集()2下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()AabcdefghBaedcbhigCadecbhigDacbdehif解析：选B实验室制取FeCl3的实验流程为：浓H2SO4故仪器连接顺序为aedcbhig。1常见气体的实验室制备方法(1)气体发生装置反应类型制备装置取的气体可用来制化学方程式固固气(或固气)O22KClO32KCl3O2NH32NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O固液气H2ZnH2SO4= ZnSO4H2CO2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O固液气(或液液气)Cl2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)气体净化装置装置类型液体除杂剂(不加热)固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)适用范围不溶于水(液)的气体常温下不与除杂剂反应的气体加热条件下不与除杂剂反应的气体装置示意图(3)气体收集装置装置类型排水(液)集气法向上排空气集气法向下排空气集气法装置示意图适用范围不溶于水(液)的气体密度大于空气且不与空气反应的气体密度小于空气且不与空气反应的气体典型气体H2、O2、NO、COCl2、HCl、CO2、SO2H2、NH3、CH4(4)尾气处理装置装置适用气体难溶于电解质溶液的易燃气体，如H2、CO等易与电解质溶液反应的气体，如Cl2、H2S、SO2等所有危险或有污染性的气体均可用此法(只适用于少量气体)2.常见物质的工业制法物质工业制法氢气CH2O(g) COH2COH2O CO2H2二氧化碳CaCO3CaOCO2硫酸SO2 SO22SO2O22SO3SO3H2O= H2SO4氨气N23H22NH3硝酸4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO1实验室制备下列气体时，所用方法正确的是()A制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C制一氧化碳时，用向上排空气法收集气体D制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气解析：选A用过氧化钠和过氧化氢制备氧气时，均可采用固液不加热的制气体装置，A项正确；氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，盐酸与碳酸氢钠溶液反应生成CO2，B项错误；一氧化碳密度与空气密度接近，不能用排空气法收集，C项错误；不能用水吸收制取二氧化氮的尾气，因为二氧化氮与水生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染，D项错误。2如下图是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。利用上述装置进行下表所列实验，能达到实验目的的是()物质实验a(液体)b(固体)c(液体)A稀盐酸锌粒浓H2SO4B浓氨水生石灰浓H2SO4C浓硫酸铜片NaOH溶液D稀HNO3铜片H2O解析：选AA、B、C、D项中产生的气体依次分别为H2、NH3、SO2、NO；B项NH3不能用浓H2SO4干燥；C项浓H2SO4与Cu反应需要加热；D项中产生的NO与O2反应，测得v(NO)不准确。三级训练节节过关1用下列装置收集Cl2并进行尾气吸收，其中最合理的是()解析：选C由于Cl2空气，故采用向上排空气法收集Cl2，即导气管在试管中“长进短出”，排除A、B两项；用NaOH溶液吸收Cl2，为防止倒吸应使用倒扣漏斗，排除D项。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()AaaddeBbbddgCccddgDddccf解析：选C由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl，除杂的试剂分别为浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液，应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl，再通过浓硫酸干燥。收集CO2时应用向上排空气法，所以正确答案为C选项。3下图是用于干燥、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解析：选CA项，氯化氢是酸性气体，不能用碱石灰干燥，A不正确；B项，氨气密度小于空气，应该是短口进，长口出，B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，C正确；D项，一氧化氮极易被空气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，D不正确。4(海南高考)工业上，向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_，装置B中加入的试剂是_。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取_。尾气的成分是_。若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是_、_。(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是_。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先_，再_。解析：(1)制取无水氯化铁的实验中，A装置为氯气的制备装置，发生的反应为二氧化锰和浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，装置B的作用是除去氯气中的水蒸气，B中加入的试剂是浓硫酸。(2)根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取HCl；尾气的成分是HCl和H2；若仍用D的装置进行尾气处理，氯化氢气体极易溶于水，氢气与氢氧化钠溶液不反应，则存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。(3)检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液；欲制得纯净的FeCl2，应防止装置中氧气的干扰，在实验操作中应先通入氯化氢，利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气，再点燃C处的酒精灯。答案：(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O浓硫酸(2)HClHCl和H2易发生倒吸可燃性气体H2不能被吸收(3)KSCN溶液通入氯化氢(赶尽装置中的空气)点燃C处的酒精灯1关于实验室制Cl2，下列说法正确的是()A可用KMnO4和浓盐酸反应制取B用碱石灰干燥Cl2C用排水法收集Cl2D用饱和石灰水吸收尾气解析：选AKMnO4、MnO2都是氧化剂，都能与浓盐酸反应制取Cl2，A正确。Cl2是酸性气体，能溶于水，不能用碱石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C错。Ca(OH)2微溶于水，饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾气不彻底。2从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用右图所示装置进行的是()A不同浓度的硝酸与铜反应B稀硫酸与纯碱或小苏打反应C铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应DH2O2在不同催化剂作用下分解解析：选A铜与浓、稀HNO3都产生有毒气体NO2、NO，本装置未设计尾气处理，不符合绿色化学思想。3实验室中制备H2、CO2、Cl2三种气体的反应中，盐酸的作用()A互不相同 B在和中相同C在和中相同D在中均相同解析：选A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。4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()ANO和O2BHCl和NH3CH2和CODSO2和CO2解析：选DA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。5实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作有以下几步，其中正确的实验操作顺序是()将蒸馏烧瓶固定在铁架台上把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的位置，固定铁圈放好石棉网用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气