第2章 第3节 1 利用化学反应制备物质

(共30张PPT)
第3节 化学反应的利用
化学变化最重要的标志是有新物质的生
成，人类文明的发展历史也就是新物质不断
被合成的历史，现在广泛应用的漂白粉等物
质就是利用化学反应来合成的。那么，新物
质的合成对人类的发展起了什么重大的作
用？化学反应在人们的生活中还有哪些方面
的应用？
1
利用化学反应制备物质
1．氯气的制备及应用
舍勒
二氧化锰
盐酸
最早发现氯气的是瑞典化学家_____。他在研究软锰矿矿石
(主要成分是___________)时，把_____和软锰矿矿石混合在一
起加热，发现有一种令人窒息的_______气体生成。这种气体就
是氯气。至今，实验室中仍用这种方法制取氯气。
黄绿色
(1)实验室制法
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
实验室制氯气的化学方程式为_______________________
____________________，制取氯气的装置中的主要玻璃仪器有
_______________________________________________ ； 采 用
______________________________收集气体；尾气有毒，应该
用___________溶液吸收，吸收反应的化学方程式为_________
_______________________________________。
氢氧化钠
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
MnO2＋4HCl(浓)
圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、烧杯
向上排空气法或排饱和食盐水法
实验室制氯气的反应是氧化还原反应吗？如果是，哪种物
质是氧化剂？哪种物质是还原剂？
答案：是
氧化剂是 MnO2
还原剂是 HCl
NaOH、H2
2NaCl＋2H2O
H2O
NaCl
食盐水
(2)工业制法
工业上采用电解饱和______的方法制取____________ 和
该反应中氧化剂是______，还原剂是______。
Cl2。化学方程式为_____________ __________________;
离子方程式为____________ _____________________，
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑
现代化学工业中用电解饱和食盐水的方法制备氯气，你能
找出氯气的实验室制法和工业制法的共同点吗？
答案：(1)都是通过氧化还原反应制取。(2)都是将－1价的
氯氧化为0价的氯。
物质 化学方程式
氢气 _______________________________(实验室)
高温 催化剂
C＋H2O(g)=====CO＋H2 或 CH4＋H2O ===== CO＋3H2(工
高温
业)
二氧化碳 __________________________________(实验室)
生铁
________________________________(工业)
硫酸
①___________________
②_____________________
③_____________________(工业)
2．其他物质的制备(填写下表)
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
2SO2＋O2 2SO3
SO3＋H2O===H2SO4
物质 化学方程式
氨气
硝酸
①____________________________
②______________________
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(工业)
2NO＋O2===2NO2
续表
怎样利用化学反应来制备一种新物质呢？
答案：应该根据物质的性质，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；实验室中制备物质还要考虑切实可行和简单易行。如果是
工业生产，还需考虑原料的用量、价格以及设备的承受能力等。
1．氯气的实验室制法
(1)反应的原理：MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
注意：稀盐酸与 MnO2 作用不能制取 Cl2。
(2)制气类型：固体＋液体
气体
(3)发生装置：(仪器名称)圆底烧瓶和分液漏斗
(4)收集方法：向上排空气或排饱和食盐水法
(5)净化方法：用饱和食盐水除去 HCl，再用浓硫酸除去水
蒸气。
(6)尾气吸收：用强碱溶液(如 NaOH 溶液)吸收多余的 Cl2，
防止污染空气。
(7)实验装置图：
反应
类型 制取装置 典型
气体 化学方程式(或离子方程式)
固体
反应物
(加热) O2 MnO2
2KClO3=====2KCl＋3O2↑
△
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋
2NH3↑＋2H2O
2．实验室制备气体综述
(1)气体发生装置的类型
设计原则：根据制取气体所需的反应物状态(固体或液体)
及反应条件等因素来选择反应装置。
反应类型 制取装置 典型气体 化学方程式(或离子方程式)
固液
反应物
(不加热) H2
CO2
固液
反应物
(加热) Cl2 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋
Cl2↑＋2H2O
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋
CO2↑＋ H2O
续表
装置类型 装置示意图 适用范围
液体除杂
剂(不加热) 不溶于水
(或液体)的气体
固体除杂
剂(不加热) 常温下不与
除杂剂反应
固体除杂
剂(加热) 加热条件下不
与除杂剂反应
(2)净化与干燥装置
设计原则：根据净化药品的状态及性质
装置类型 装置示意图 适用范围 典型气体
排水(液
体)法 气体难溶于水或微溶
于水 H2、O2、
NO、CO
向下排
空气法 气体密度＜空气(相对
分子质量＜29) H2、NH3、
CH4 等
向上排
空气法 气体密度＞空气(相对
分子质量＞29) CO2、Cl2、
HCl、SO2 等
(3)收集装置
设计原则：根据气体的溶解性或密度
气体净化与干燥注意事项：一般情况下，若采用溶液作除
杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干
燥后加热。
(4)尾气处理
①点燃法：如 CO、H2、CH4 等易燃气体，可用此法。
②吸收法：利用尾气易溶于烧杯中的液体或与其发生反应
吸收。如 Cl2、SO2、HCl、H2S 等可用水或碱液吸收。用碱液吸
收气体的两种常用方法如下图：(B 为防倒吸装置)
例1.在实验中用 MnO2 和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气。
(1)写出反应的化学方程式：________________________。
(2)下图是一个学生设计的实验装置图。
这个装置中有哪些错误？请分别指出。
①______________________；
②______________________；
③_______________________________________________；
④_______________________________________________；
(有几处填几处)
(3)在改正的装置中，①洗气瓶中的饱和食盐水，②浓硫酸，
③烧杯中的 NaOH 溶液各起什么作用？
解析：本题属于识图题，要求学生根据实验目的，对全套
实验装置中错误之处作出判断，学生必须对实验制取氯气的反
应原理和实验装置非常熟悉。首先应根据试题要求制得干燥、
纯净的氯气。用 MnO2 和浓盐酸共热制得的氯气中，有挥发出
来的 HCl 气体和水蒸气，这是两种要除掉的杂质。用饱和食盐
水是为了除去 HCl 气体，这个装置必须在前，用浓硫酸洗气是
为了除掉水蒸气，应该在后，图中两个洗气瓶的进出气导管都
装反了。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)①烧瓶下面缺石棉网
②铁圈下面缺酒精灯
③盛浓
硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
④两个洗
气瓶中的进气管应插入液面下，而出气管口应靠近瓶塞
②吸收水蒸气
③吸收
(3)①吸收挥发出的氯化氢气体
多余的氯气
气体 A B C D
Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH 溶液 浓硫酸
NH3 饱和 NH4Cl 溶液 消石灰 H2O 固体 NaCl
NO 稀硝酸 铜屑 H2O P2O5
例2.拟用下图装置制取表中的三种干燥、纯净的气体(图中
铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加
热；A、B、C、D 表示相应仪器中加入的试剂)。
(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是_____。
(2)指出不能用上述制取的气体，并说明理由(可以不填满)。
①___，理由是_____________________________________。
②____，理由是____________________________________。
NH3
反应生成的 NH3 被 C 中的 H2O 吸收了
　　解析：制Cl2时反应生成的Cl2能与NaOH溶液反应，无法得到氯气；制NH3时反应生成的NH3能与H2O反应，无法得到NH3。
NO
Cl2
反应生成的 Cl2 被 C 中的 NaOH 溶液吸收了
物质的制备要考虑生成物质的反应原理和条件、物质的净
化和干燥，对于气体还要考虑气体的收集。
例3.实验室里用下图所示装置制取纯净的无水 CuCl2。试
回答下列问题：
(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式，并标出电子转移的
吸收 HCl 气体
浓硫酸
干燥气体
方向和数目_________________________________________。
(2)B 处盛有饱和食盐水(或水)，其作用是_____________。
(3)C 处盛放的试剂为_______(填名称)，其作用是________。
(4)E 处盛有__________(填名称)，发生反应的离子方程式
为__________________________________。
D
(5)实验结束时，应先熄灭_____处酒精灯。
氢氧化钠
2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O
例 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(
)。
D
A．NO 和 O2
C．H2 和 CO
B．HCl 和 NH3
D．SO2 和 CO2
解析：A 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。
1.实验室用 MnO2 和浓盐酸制取纯净的氯气时，气体通过两
个洗气瓶，第二个洗气瓶应盛(
)。
A．稀盐酸
B
B．浓硫酸
C．水
D．饱和食盐水
解析：由于氯气中的杂质气体是 HCl 和水蒸气，首先要除
去 HCl，用饱和食盐水，然后用浓硫酸除去水蒸气。
2.(双选)已知在实验室用 KMnO4 和浓盐酸制取 Cl2 无需加
热，则下列说法正确的是(
)。
BD
A.Cl2 是还原产物
B.KMnO4 氧化性强于 MnO2
C.氧化产物与还原产物物质的量之比为 1∶8
是 10 mol
D.若2 mol KMnO4参加反应，则Cl－失去电子的物质的量
3.从氧化还原反应的角度看，在实验室制取①H2、②CO2、
③Cl2 三种气体的反应中，盐酸的作用(
)。
A
A．①②③互不相同
B．在①和②中相同
C．在②和③中相同
D．在①②③中均相同
解析：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.用排气法收集下列气体时，如何确定集气瓶内的气体已
收集满？请写出简单的操作步骤、现象及结论。
(1)O2：________________________________________
证明氧气已集满
(2)Cl2：___________________________________________
(3)HCl：_________________________________________
(4)NH3：________________________________________
将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，
_____________；
蓝，证明氯气已集满
将湿润的淀粉碘化钾试纸置于瓶口，试纸变
_________________；
红，证明氯化氢气体已集满
将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口，试纸变
______________________；
蓝，证明氨气已集满
将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口，试纸变
_________________。