利用化学反应制备物质(2)汇总

(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心地加入水中，观察
到有气泡冒出，溶液中加入酚酞溶液后显红色，该同学据此判
断，上述实验确有CaH2生成。 ① 写出CaH2与水反应的化学方程式 ___________________________________________________。 ②该同学的判断不正确，原因是
加热固体反应物KClO3制取O2。后者用加热试管的装置即可(与
实验室制取氨气的装置相同)，如图1；前者与实验室用锌粒 和稀硫酸制取H2的装置相同，如图2。
气体制备装置选择时的注意点 1．根据反应物的状态、反应条件(是否加热)选择制备装置； 2．根据气体密度以及能否与氧气反应、溶解性选择气体收集 装置； 3．根据气体是否会产生污染(有毒、可燃等)选择是否需要尾
NaOH溶液 吸收，防止污染空气。 4．尾气处理：尾气用_________ 5．氯气的工业制法 电解 2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 化学方程式为________________________________
-+2H O -+H ↑+Cl ↑ 2Cl 2OH 2 2 2 。 离子方程式为_____________________________ ====
高温
NH3 O2
====
△
CaCl2+2NH3↑+2H2O 2KClO3 2KCl+3O2↑ ==== △
2NH3
分离液态空气法
物质 硫酸(以 硫黄为
实验室制法 S+O2
工业制法
====
点燃
SO2， 2SO3，
原料)
生铁(以 赤铁矿 为原料)
2SO2+O2 SO3+H2O===H2SO4 2C+O2 高温
催化剂
==== 2CO，
Fe2O3+3CO 4NH3+5O2
====2Fe+3CO2
高温
催化剂
硝酸(以
NH3为原 料)
4NO+6H2O， ==== △
2NO+O2====2NO2， 3NO2+H2O====2HNO3+NO
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1．实验室制氯气的反应中，HCl只表现还原性吗？ 提示：不是。一部分被氧化，表现还原性，一部分成盐，表现 酸性。
空间的氧气与NO作用生成NO2，使气体由无色逐渐变为浅红棕
色，随着反应进行，NO2逐渐被排出，气体又逐渐变为无色； A 中生成硝酸铜使溶液由无色变为浅蓝色； B中水面逐渐下降，B 管中的水逐渐流入烧杯C中。
答案：(1) 向上排空气法收集氯气 安全作用，防止D中NaOH溶液倒吸进入集气管B中
吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
第1课时
利用化学反应制备物质
点击进入相应模块 沾化一中：孔令杰
1．掌握实验室制取氯气的原理和尾气处理的方法。
2．了解氯气的制备装置和收集方法。 3．总结常见气体的制备装置及收集方法。 4．知道利用化学反应能制备许多新物质，体会化学对人类生 活和社会发展的贡献。
1．实验室制氯气。 2．如何利用化学反应制备物质。
装置气密性良好。
(3)“装”：装药品，先向烧瓶里加固体MnO2，再向分液漏斗
中加浓盐酸。
(4)“制”：点燃酒精灯，加热制气体。 向上排空气 法或_______________ 排饱和NaCl溶液 法收集。 (5)“集”：用___________ (6)验满：
黄绿色 气体。 ①观察集气瓶中气体颜色：瓶中充满_______ 变蓝 。 ②把湿润的淀粉碘化钾试纸放在瓶口，试纸_____
提示：氯气密度大于空气，能溶于水，通常用向上排空气法收
集；氯气在饱和食盐水中溶解度很小，可以用排饱和食盐水法 收集。
3．氯气的实验室制法与工业制法在原理上有何共同之处？ 提示：两个反应都是氧化还原反应，都是利用氧化剂将 -1价的 Cl氧化为0价的Cl。
4．若使用足量二氧化锰与含4 mol HCl的浓盐酸充分反应，能
①固固反 应加热
②固液反 应常温
H2、CO2、O2 ___________
③固液反 应加热
Cl2 ___
【典题训练】
(2011·大纲版全国卷)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。 (1)如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是： B___________________________________________________； C___________________________________________________； D___________________________________________________。
得到1 mol氯气吗？
【精讲点拨】浓盐酸表现还原性，可以被二氧化锰氧化，而稀 盐酸不能，因此反应到一定程度，盐酸浓度变小，反应就会停
止，盐酸会有剩余。
提示：不能。若4 mol HCl完全反应可得1 mol氯气，但是随着 反应的进行，盐酸浓度逐渐减小，最后盐酸会有剩余，故制得 的氯气小于1 mol。
实验室常见气体的三种制备装置 类 型 发生装置 主要仪器 酒精灯、试管、 _______________ 铁架台 _______ 分液漏斗、圆底 _______________ 烧瓶、铁架台 _____________ 分液漏斗、圆底 _______________ 烧瓶、铁架台、 _______________ 酒精灯 _______ 制备气体 NH3、O2 _______
___________________________________________________。
【解题指南】解答本题时应分析实验原理为钙与氢气反应，所 以制得干燥纯净的氢气是目的，然后选择合适的仪器和步骤。 另外注意钙也能与水反应生成Ca(OH)2和H2。
【解析】(1)制备氢化钙需要用纯净干燥的氢气与钙反应，用
【解析】(1) A是KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的装置，D是尾 气吸收装置。B若是除杂装置，则C只能是排饱和食盐水收集氯 气的装置，饱和食盐水进入D装置，D中NaOH溶液就失去了作用， 所以B是向上排空气法收集氯气的装置，C起安全瓶的作用，防 止D中NaOH溶液倒吸进入B中。
(2) NO不能用排空气法收集，只能用排水法，应短管进气，长 管出水，所以Ⅱ和Ⅳ不合适，Ⅲ中B装置多余，Ⅰ装置最适合。 A中加入铜屑和稀硝酸，产生NO气体，B中加入水，用排水法收 集NO气体，C主要是接收B中排出的水。反应开始时，A中铜表 面出现无色气泡，因反应放热，反应速率逐渐加快； A管上部
了如下图的实验装置：
1．浓盐酸与二氧化锰反应生成的氯气中可能含有哪些杂质气
体？如何除去？ 提示：浓盐酸易挥发，因此制得的氯气中会含有HCl、水蒸气； 可以先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸吸收水蒸气。
2．结合氯气的性质分析，为什么氯气通常用向上排空气法收 集？还可以用什么方法收集？ 【思路分析】选择收集气体的方法时需考虑气体的密度及气体 在水中的溶解性。
稀盐酸与Zn反应制备氢气，氢氧化钠溶液除去挥发出的 HCl， 用浓硫酸干燥气体，另外末端连接干燥装置防止空气中的水蒸 气进入装置。需注意洗气时导管长进短出。 (2)加热前要对氢气进行验纯防止发生爆炸，反应完毕后应先 停止加热再停止通入气体，所以步骤为B、A、D、C。 (3)氢化钙能与水反应生成气体，钙也能与水反应生成气体。
(2)在实验室欲制取适量NO气体。
①图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号);
②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)： 应加入的物质 所起的作用
A
B C D ③简单描述应观察到的实验现象_______________________。
【解题指南】本题属于实验设计题，意在考查学生根据实验目 的选择试剂和组装仪器完成实验的能力。注意语言的规范性。 解答本题时注意(1)中C是短管进气。
2．氯气能用碱石灰干燥吗？ 提示：不能。碱石灰属于碱性干燥剂，可以与氯气反应，干燥 氯气可以使用酸性或中性干燥剂，如浓硫酸等。
3．能用氢氧化钠溶液吸收氯气中混有的氯化氢气体吗？ 提示：不能。氢氧化钠既可以吸收氯化氢，也能够吸收氯气， 应该用饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢。
一、氯气的实验室制法 氯气是由瑞典化学家舍勒意外发现的。他把浓盐酸和软锰矿混 合加热时，意外地发现有一种黄绿色的令人窒息的气体生成， 实验室制取氯气就是用这种方法。有同学通过分析实验室制取 氯气的原理后，认为无法得到干燥纯净的氯气，因而设计改进
一、实验室制氯气
1．反应原理
MnO2+4HCl(浓) ==== MnCl2+Cl2↑+2H2O。 化学方程式为_____________________________________
△
2．发生装置
MnO2 、_________ 浓盐酸 、____ NaOH溶液 。 (1)所需试剂：_______ (2)主要仪器：铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网、导管、 酒精灯 、_________ 圆底烧瓶 、_________ 分液漏斗 、_______ 集气瓶 、_____ 烧杯 。 _______
气处理以及用何种试剂处理。
【典题训练】 (2011·新课标全国卷改编)氢化钙固体是登山运动员常用的能 源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。
请回答下列问题：
(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为__________ (填仪器接口的字母编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置 气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞__________(请按正 确的顺序填入下列步骤的标号)。 A．加热反应一段时间 C．关闭分液漏斗活塞 B．收集气体并检验其纯度 D．停止加热，充分冷却
MnO
MnO
能用于实验室制取氧气，根据反应条件和反应物的性质思考， 两种原理选择的发生装置有何不同？
【思路分析】回答该问题要从反应物的状态和反应条件两个方 面分析。H2O2是液态，反应时不需要加热，KClO3和MnO2是固态， 反应时需要加热。
提示：两种原理分别是用液态反应物双氧水在常温下制取 O2，
(2) ①Ⅰ ②
③反应开始时，A中铜表面出现无色气泡，反应速率逐渐加快； A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐 变为无色；A中溶液由无色变为浅蓝色；B中水面逐渐下降，B管 中的水逐渐流入烧杯C中
二、利用化学反应制备物质 制备一种新物质的一般思路首先是寻找制备物质的可能方法； 然后对比分析各种制备方法的原料来源是否广泛、经济，制备 条件是否容易控制，选择简便易行、可操作性强的方法；再根
450 ℃ CuCl2
电解
△
【思路分析】实验室制取氯气要求设备简单，条件缓和，操作 方便，实验安全等。 提示：(1)是工业制金属钠单质的方法。(2)是电解饱和食盐水， 是工业制氯气的方法。(3)最适合实验室制取氯气。(4)是地康 法制氯气，需要合适的催化剂和较高的温度。
2 2 2．已知2H2O2 ==== 2H2O+O2↑和2KClO3 ==== 2KCl+3O2↑都 △
3．实验步骤 从下到上、从左到右 顺序连接 (1)“连”：根据装置图，按___________________ 各仪器。
(2)“检”：检查装置气密性。方法是：关闭分液漏斗的活
塞，导管伸入水中，用手捂热或微热烧瓶，导管口 若有气泡冒出 ，停止加热后___________________ 导管内上升一段水柱 ，则说明 _____________
电解
二、几种常见物质的制备
物质 H2 实验室制法 工业制法 C+H2O(g) ==== CO+H2 CaCO3 ==== CO2↑+CaO N2+3H2
高温、高压 催化剂
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
高温
CO2
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ 2NH4Cl+Ca(OH)2 MnO2
据反应条件、原料的状态及性质选取合适的制取装置，根据产
物的性质特点设计产物的分离提纯装置，污染物的处理方法等。
1．下列原理都能制得氯气，最适合实验室制氯气的是哪个？ (1)2NaCl(熔融) 电解 2Na+Cl2↑。
====
(2)2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(3)MnO2+4HCl(浓) ==== MnCl2+Cl2↑+2H2O。 (4)O2+4HCl ==== 2Cl2+2H2O。