高中化学 2-3-1 利用化学反应制备物质课件 鲁科版必修2

笃学二 利用化学反应制备氯气
1.氯气的实验室制法
(1)制备的原理 在实验室中，氯气可以用 浓盐酸 与二氧化锰 的反应来 制取。反应的化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)==△=== MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ，反应的离子方程式为
MnO2＋4H＋＋2Cl－==△===Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 。 反应中的氧化剂是_M__n_O__2_，还原剂是 HCl 。 盐酸必须是浓盐酸，反应中盐酸显示了酸性和还原性 ； 反应必须在 加热 的条件下进行。
要点一 |Cl2的实验室制备
1．药品选择 制备 Cl2 时所用的盐酸必须为浓盐酸，因为稀盐酸与 MnO2 不反应。
2．仪器装置 固＋液―△ ―→气，Cl2 的制备、净化装置如下图所示：
说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干 燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2。
3．收集方法 (1)向上排空气法(Cl2的密度大于空气且不与空气反应)。
第三节 化学反应的利用
1．列表比较实验室制取CO2和NH3所用到的药品及其状态、 反应条件和发生装置中的主要仪器？
提示
制取 CO2 制取 NH3
药品
药品的状态
盐酸和大理 石
液态和固态
氯化铵和熟 石灰
固态和固态
反应条 件
主要仪器ห้องสมุดไป่ตู้
常温
圆底烧瓶、 长颈漏斗
加热
试管、酒精 灯
2.如何根据气体的性质选择收集方法？ 提示 根据气体与空气密度的相对大小可选择向上排空气 法或者向下排空气法收集；根据气体是否溶于水可选择排 水法或者排空气法收集。
Cl2 的 实 验 室 制 法 和 工 业 制 法 中 都 是 －1价的氯被氧化为氯气单质 。
【慎思1】 舍勒用盐酸和软锰矿矿石混合在一起加热制取氯气的方法，
实验室中至今仍在使用。在实验室没有MnO2的情况下， 可用什么物质代替？ 提示 KMnO4、KClO3等。
【慎思2】 在MnO2与浓盐酸反应制取氯气的反应中浓盐酸 的作用是什么？ 提示 还原性、酸性。
(2)制备装置
实验室制取氯气的装置包括： 气体发生 装置→ 净化 装 置(包括 除杂 装置和干燥 装置)→ 收集 装置→尾气处理 装 置四部分。
(3)气体发生装置
可根据原料的状态、反应条件选择气体发生装置为： “ 固体＋液体―△ ―→气体 ”型反应装置。气体发生装置中 的各仪器名称为 铁架台 (带铁夹)、分液漏斗 、圆底烧瓶、 石棉网 、 酒精灯 、 导管 。
(2)液面下降法：有长颈漏斗插入液面内(如启普发生器)的 气体发生装置可用紧闭导气管出口，从漏斗中加水，观察 液面稳定后是否下降的方法检查气密性，若水面下降，则 表示漏气，若水面不下降，表示不漏气。
【慎思5】 氯气的实验室制法与工业制法的区别是什么？ 提示 实验室制法主要考虑快速、便捷，不考虑成本，工 业制法考虑的是成本、经济和总量及效率。
3．化学反应中能量变化的实质是什么？ 提示 化学反应中的能量变化取决于旧化学键的断裂所吸 收能量与形成新化学键所释放的能量的相对大小。若形成 新化学键所释放的能量大于旧化学键的断裂所吸收的能量， 则该反应释放能量；若形成新化学键所释放的能量小于旧 化学键的断裂所吸收的能量，则该反应吸收能量。
1．掌握实验室制备氯气的原理和尾气处理方法。 2．了解其他气体制备装置及收集方法。 3．了解原电池的工作原理。
(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小)。 4．净化装置
用饱和食盐水洗气除去HCl，再用浓硫酸干燥。 5．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
【例1】某校化学实验兴趣小组探究实验室中制备Cl2的过程， 为证明实验过程中有水蒸气生成，同时证明Cl2的某些性 质，甲同学设计了如下图所示的实验装置，按要求回答问
第1课时 利用化学反应制备物质
笃学一 化学物质的制备 人们可以通过电解饱和食盐水制备 氢氧化钠、 氯和气 ， 以氯氢气气和氢气为原料合成 等。盐利酸用 与 氯气 熟石灰 反应制造漂白粉……人们可以利用化学反应制备所 需的物质，这对人类的生产活动和日常生活有着十分重要的 意义。 新的物质的制备应根据物质的性质，选择科学合理的实验原 理，合适的仪器和药品；根据实验的特点，设计安全可靠的 实验装置。
【慎思3】 氢气在氯气中燃烧及氢气和氯气混合光照的反应 都能生成HCl。工业上制盐酸通常用上述哪个方法合成
HCl? 提示 工业上制盐酸通常用点燃H2在Cl2中燃烧的方法合 成HCl。
【慎思4】 怎样检查装置的气密性？ 提示
(1)加热法：是将装置的导管口的一端浸没于水中，再用 双手握住容器(试管可用一只手握住，如上图所示，有时 还可稍微加热)，若在导管口有气泡冒出，手掌离开后， 管端又形成一段高于水面的水柱，则证明连接装置不漏气。
集。
(6)验满方法 因氯气是黄绿色气体，若观察到 黄绿色气体充满集气瓶，
则证明已收集满氯气。
可将贴在玻璃棒一端的 湿的润 淀粉－KI试靠纸近集气瓶口，
若试纸
变，蓝则证明已收集满氯气。
(7)尾气处理 由于氯气有毒，结合氯气的性质，可用 NaOH溶液 吸收
多余氯气，以防止造成污染。反应的化学方程式为 Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O。
(8)其他制备方法 2KMnO4＋16HCl(浓) ===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O 2NaCl ＋ 2H2SO4 ＋ MnO2 ==△=== Na2SO4 ＋ MnSO4 ＋ Cl2↑ ＋ 2H2O
2．氯气的工业制法 化学方程式为 2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 反应中的氧化剂是 H2O ，还原剂是 NaCl 。
(4)净化方法 由于浓盐酸具有 挥发性 ，则氯气中会混有HCl和H2O蒸 气等杂质，除去氯气中的HCl可用盛 饱和食盐水 洗气瓶 洗气，除去氯气中的H2O蒸气可用盛 浓硫酸 洗气瓶洗气，
即可得到纯净的氯气。
(5)收集方法 由于氯气的密度比空气的密度 大 且 不 与空气反应，所 以可以用 向上排空气 法收集；又由于氯气在饱和食盐水 中的溶解度 不大，所以氯气也可以用 排饱和食盐水 法收