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第3节 化学反应的利用
课时1 利用化学反应制备物质
目标与素养:1.掌握氯气的实验室制法。(科学探究)2.了解氯气的工业制法。(社会责任)3.会识别常见的化学仪器,选择正确的气体发生装置。(科学探究与创新意识)
一、氯气的制法
1.实验室制法
(1)反应原理
化学方程式:MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up9(△),\s\do12( ))MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)仪器和试剂
①仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。
②试剂:MnO2、浓盐酸、NaOH溶液。
(3)实验装置
(4)实验步骤
(5)尾气处理
尾气用NaOH溶液吸收,防止污染空气。
反应的离子方程式:2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O。
微点拨: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===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O。
2.工业制法
(1)化学方程式为
2NaCl+2H2Oeq \o(=====,\s\up12(通电),\s\do12( ))2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)离子方程式为
2Cl-+2H2Oeq \o(=====,\s\up12(通电),\s\do12( ))2OH-+H2↑+Cl2↑。
二、利用化学反应制备其他物质
物质
实验室制法
工业制法
氢气
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
C+H2O(g)eq \o(=====,\s\up12(高温),\s\do12( ))CO+H2
CO+H2O(g)eq \o(=====,\s\up12(高温),\s\do12( ))CO2+H2
二氧化碳
CaCO3+2HCl=== CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3eq \o(=====,\s\up12(高温),\s\do12( ))CaO+CO2↑
氧气
2H2O2eq \o(=====,\s\up12(MnO2))2H2O+O2↑
分离液态空气
硫酸
—
S+O2eq \o(=====,\s\up9(点燃),\s\do12( ))SO2
2SO2+O2eq \o(,\s\up12(V2O5),\s\do12(△))2SO3
SO3+H2O===H2SO4
氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2eq \o(=====,\s\up9(△),\s\do12( ))CaCl2+2NH3↑+2H2O
N2+3H2eq \o(,\s\up12(高温、高压),\s\do12(催化剂))2NH3
硝酸
NaNO3+H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up9(△),\s\do12( ))NaHSO4+HNO3
4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up12(高温),\s\do12(催化剂))
4NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:MnO2+4HCleq \o(=====,\s\up9(△))Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O。 ( )
(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)实验室制取氢气和实验室制取二氧化碳所用的装置相同。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
2.用向上排空气法收集Cl2和HCl时,可以用来检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是( )
A.湿润的KI-淀粉试纸
B.湿润的蓝色石蕊试纸
C.蘸有浓氨水的玻璃棒
D.湿润的红色石蕊试纸
B [A项,HCl与KI不反应,不能用于HCl的检验;B项,Cl2使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后退色,HCl使其变红;C项,Cl2、HCl与NH3反应现象相同;D项,湿润的红色石蕊试纸不能用于HCl的检验。]
3.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Cl2
C.用排水法收集Cl2
D.用饱和石灰水吸收尾气
A [KMnO4、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错误。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,D错误。]
氯气的实验室制法
实验装置图及各部分解读
1.实验药品:浓盐酸与二氧化锰或浓盐酸与高锰酸钾。
2.反应原理:用氧化剂(MnO2、KMnO4)氧化浓盐酸中的HCl而生成Cl2,发生反应的化学方程式:
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