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最新中小学教案、试题、试卷第1课时利用化学反应制备物质一、氯气的实验室制法1．工业制法化学方程式：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。离子方程式：2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑。反应中氧化剂是H2O，还原剂是Cl－。2．实验室制法(1)反应原理化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。离子方程式：MnO2＋2Cl－＋4H＋=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。反应中氧化剂是MnO2，还原剂是Cl－。(2)实验装置①制气装置类型：固体＋液体――→△气体。仪器名称：a分液漏斗。②气体净化：装置B的作用是吸收HCl气体，装置C中的试剂是浓硫酸，其作用是干燥氯气。③尾气吸收：装置E中盛放的试剂是NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气，防止污染空气，反应的化学方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。最新中小学教案、试题、试卷(3)实验步骤1.实验室制备氯气反应原理(强氧化剂＋浓盐酸)(1)实验室是利用氧化还原反应制备Cl2。MnO2为氧化剂，HCl部分表现酸性，部分表现还原性，为还原剂。①随着反应的进行，盐酸浓度逐渐变小，当变为稀盐酸时，反应停止。②反应中有大量HCl挥发也是造成HCl不能完全参与反应的重要原因。(2)实验室制备Cl2的其他方法若实验室无MnO2，可以用强氧化剂KMnO4、KClO3、K2Cr2O7代替MnO2制Cl2。16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O2．氯气净化(先除HCl，后除水蒸气)3．实验室制取氯气注意事项①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。例1(2017·南宁高一检测)关于实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的反应，下列说法中错误的是()最新中小学教案、试题、试卷A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2B．每生成1molCl2，转移电子的物质的量为2molC．每消耗1molMnO2，起还原剂作用的HCl消耗2molD．足量MnO2与含0.4molHCl的浓盐酸共热可得到0.1molCl2考点氯气的实验室制法题点实验室制取氯气的反应原理答案D解析实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2为氧化剂、HCl为还原剂，Cl由－1价→0价，故每生成1molCl2转移2mol电子。每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，其中起还原作用的HCl为2mol。由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，变为稀盐酸时，反应停止，故0.4molHCl不能完全反应，放出Cl2小于0.1mol。思维启迪——浓盐酸和MnO2制取氯气反应原理的理解(1)必须加热，常温下MnO2与浓盐酸不反应；(2)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应；(3)随着反应的进行，盐酸浓度变小，当变为稀盐酸时，反应就会停止；(4)浓盐酸在此反应中表现出酸性和还原性，表现还原性和表现酸性的HCl的物质的量之比为1∶1；(5)此反应中氧化剂MnO2和还原剂HCl的物质的量之比为1∶2，而不是1∶4。例2(2017·蚌埠高一检测)实验室制取氯气时有如下操作，其中正确的顺序是()①连接装置并检查气密性②缓缓加热③在圆底烧瓶中加入MnO2粉末④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收⑥用向上排空气法收集氯气A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤答案D解析实验室制取氯气进行实验操作时，先连接装置并检查装置的气密性，再加药品，且先加固体再加液体，为减少HCl的挥发要缓慢加热，利用氯气的密度比空气密度大的性质用向上排空气法收集氯气，氯气有毒，最后用碱液吸收多余氯气以防止污染空气。规律方法——实验室制取Cl2的实验操作(1)先连接装置，后检查气密性；(2)先检查气密性，后加药品；(3)先加固体，后加液体；(4)先排出空气，后收集氯气；(5)实验结束后，先停止反应并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。最新中小学教案、试题、试卷例3实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。(1)按气流从左到右，装置正确的连接为a→______，_______→______，_______→_______，______→_______(填各接口字母)。(2)装置E的作用是________________，装置D的作用是________________。(3)装置A和D中反应的化学方程式：A________________________________________________________________________；D________________________________________________________________________。(4)某校化学兴趣小组称取8.7g二氧化锰与足量10mol·L－1的浓盐酸反应，理论上可制得氯气的体积(标准状况)V1＝________L。若该小组量取了10mol·L－1的浓盐酸40mL，与足量的二氧化锰反应，理论上产生氯气的体积为V2(标准状况)，则V1________(填“”“”或“＝”)V2，原因是______________________________________________________________。答案(1)fhbcedg(2)除掉氯气中混有的HCl吸收多余的氯气(3)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2OCl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O(4)2.24随着反应的进行，盐酸浓度减小，稀盐酸不与MnO2反应，反应不再进行解析(1)仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾气吸收的顺序。(2)E的作用是除氯化氢杂质，装置D只有一段导气管，是尾气吸收装置，内装氢氧化钠溶液。(4)8.7g二氧化锰物质的量为0.1mol，MnO2与盐酸完全反应可产生0.1mol氯气，体积为2.24L；10mol·L－1的浓盐酸40mL，其中氯化氢的物质的量为0.4mol，若0.4mol氯化氢与足量MnO2完全反应也可产生0.1mol氯气，但浓盐酸在反应过程中会逐渐变稀，其中的0.4mol氯化氢不能完全反应，产生的氯气少于0.1mol，所以V1V2。思维启迪实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成：气体发生装置―→气体净化装置―→气体收集装置―→尾气吸收装置二、常见气体的实验室制法实验室制取O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2六种气体，从图Ⅰ中选取它们的发生装置，从图Ⅱ中选取它们的收集装置。最新中小学教案、试题、试卷实验室制备气体药品制气装置收集装置O2KMnO4或KClO3、MnO2a①④⑤H2O2、MnO2cH2Zn粒、稀硫酸bc①②CO2CaCO3、稀盐酸bc④⑤Cl2MnO2、浓盐酸d①④⑤NH3Ca(OH)2、NH4Cla③浓氨水、氢氧化钠(氧化钙、碱石灰)cSO2Na2SO3、浓H2SO4c④⑤(1)气体的发生装置选择：根据反应物状态(固体或液体)及反应条件(是否加热)。常见气体发生装置有固—固加热、固—液加热、固—液不加热三种。(2)收集气体装置选择：根据气体的性质(溶解性及与空气的相对密度和化学性质)。(3)净化装置选择：所选除杂试剂能与杂质反应，但不与主要成分气体反应。(4)尾气处理装置选择：①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法。②吸收法：如Cl2、HCl、SO2、NO、H2S等可用氢氧化钠溶液吸收；NH3可用水或稀硫酸吸收。③转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化成无毒气体即可排放。如CO能转化为CO2排放。例4(1)如图所示是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是________(填字母，下同)。A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳最新中小学教案、试题、试卷B．锌粒和稀硫酸制氢气C．浓盐酸和二氧化锰制取氯气D．二氧化锰和双氧水制氧气(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________。A．a—a′→d—d′→eB．b—b′→d—d′→gC．c—c′→d—d′→gD．d—d′→c—c′→f答案(1)B(2)C解析(1)该装置适用于块状固体与液体不加热反应制取气体。大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物，附着在大理石的表面阻止反应的继续进行，A项错误；浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，且MnO2为粉末状固体，C项错误；二氧化锰为粉末状固体，不易与H2O2分离，D项错误；只有B中锌粒与稀硫酸的反应符合。(2)由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl，分别用浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液除去，应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl，再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子质量为44，比空气的大，收集CO2时应用向上排空气法。C项正确。例5实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液答案B解析该装置为固液反应不加热制取气体，用向上排空气法收集气体，采用防倒吸的方法进行尾气处理。A项，氨气不能使用向上排空气法，错误；B项，正确；C项，铜与稀硝酸反应生成NO，在c中无法收集到纯净的NO2且不能用水吸收尾气，错误；D项，制取氯气需要加最新中小学教案、试题、试卷热，错误。气体实验装置的设计(1)装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→尾气吸收装置。(2)安装顺序：由下向上，由左向右。(3)操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品。1．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是()A．实验室中可用MnO2与1mol·L－1盐酸反应制Cl2B．每生成1molCl2，转移2mol电子C．每消耗1molMnO2，起还原作用的HCl消耗4molD．用烧瓶、铁架台、分液漏斗、导管可用于MnO2和浓盐酸反应制备Cl2答案B解析A项，实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2，1mol·L－1盐酸为稀盐酸，错误；B项，反应前后氯由－1价变为0价，每生成1molCl2，转移电子2mol，正确；C项，反应MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，其中起还原作用的HCl为2mol，错误；D项，缺少酒精灯，错误。2．下列物质可用来干燥Cl2的是()①碱石灰②浓硫酸③无水CaCl2④P2O5A．①②B．①③④C．②③④D．①②③④答案C解析碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠，属于碱性干燥剂，不能用碱石灰干燥氯气等与碱反应的气体，可以干燥中性气体和氨气；浓H2SO4不能用于干燥氨气及H2S、HBr、HI等还原性气体，可用于干燥氯气等酸性气体和中性气体；P2O5不能干燥氨气，可以用来干燥酸性气体和中性气体；无水CaCl2可以用来干燥除氨气之外的常见气体。3．下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是()A．制Cl2：MnO2、浓盐酸B．制H2：稀硫酸、ZnC．制O2：MnO2、H2O2D．制CO2：稀硫酸、CaCO3答案D最新中小学教案、试题、试卷解析碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行，因此，实验室应该选用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。4．在氯气的制备实验中，有位同学设计了如图所示的制备装置，其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接