2018山东科技版化学高考第一轮复习——化学反应的利用学案含答案 6页

年 级 高三 学 科 化学 版 本 山东科技版 内容标题 复习《化学必修2》 第2章 第3节 ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ 高考第一轮复习：《化学必修2》‎ 第2章 化学键 化学反应与能量 第3节 化学反应的利用 ‎ 1. 利用化学反应制备新物质 ‎ 2. 氯气的制法 ‎ 3. 化学反应为人类提供能源 ‎ 4. 原电池原理 二. 教学目的 ‎ 1. 认识利用化学反应造福人类 ‎ 2. 掌握氯气的制备方法和原理 ‎ 3. 了解化学反应提供能源有哪些应用 ‎ 4. 了解原电池的工作原理 ‎ 5. 预计考查新分子的合成 三. 教学重点、难点 ‎ 1. 如何利用化学反应新物质，氯气的实验室制法。‎ ‎ 2. 怎样将化学能转化为电能，原电池的工作原理。‎ 四. 考点分析 ‎ 本节内容在高考中主要考查点是：‎ ‎ 1. 实验室制备氯气的反应原理和尾气处理方法，制备装置及收集方法。‎ ‎ 2. 原电池工作原理，原电池中的电极反应，电极的判断和原电池的应用。‎ 五. 知识要点 ‎ 人类利用化学反应，不但要利用化学反应产生的新物质，还要充分利用化学反应过程中产生的能量。在化学反应中，能量以不同的形式表现出来，通常有热能、电能等。‎ ‎（一）氯气的制法 ‎ 1. 氯气的实验室制法 ‎ （1）反应原理：‎ ‎ （2）实验装置如图 ‎ 装置中所盛试剂及其作用：‎ C饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢气体；‎ D浓硫酸，除去氯气中的水蒸气（或干燥氯气）；‎ F氢氧化钠溶液，吸收尾气中的氯气。‎ ‎（3）验满方法 如果采用排空气法收集氯气，可在瓶口用湿润的淀粉碘化钾试纸（变蓝）来检验，也可以用湿润的有色布条（褪色）来检验。‎ ‎（4）实验步骤 ‎①组装仪器使之构成成套装置：I.‎ 组装仪器的顺序是：“先左后右、先下后上”；II. 气体在洗气瓶中的走向是长管进气，短管出气。‎ ‎②检验装置的气密性：‎ 检验装置的气密性一定要在装入药品之前进行。应把制备装置、净化装置、收集装置作为一个整体来检验气密性。检验方法是：关闭分液漏斗的活塞，将最末端的导气管插入盛水的烧杯中，用手捂热圆底烧瓶（或点燃酒精灯，对圆底烧瓶微微加热），若导气管的末端有气泡冒出，且松手后（或拿开酒精灯后）导气管内有一段水柱，则装置的气密性良好。‎ ‎③向有关仪器中加入相应的化学药品，重新连接各仪器。‎ 注意：盛有浓盐酸的分液漏斗要盖上上口塞，以防盐酸挥发，但要使塞上的孔（或凹槽）与口上的孔对齐，使分液漏斗内外气压平衡，确保盐酸能顺利流下。‎ ‎④打开分液漏斗的活塞，使浓盐酸流到圆底烧瓶中，缓缓加热。‎ 加热要缓缓进行，以减弱盐酸的挥发，提高氯气的纯度，节约盐酸。‎ 要通过观察气泡产生的快慢来判断和浓盐酸反应的快慢，利用酒精灯控制反应速率，使气流连续、平稳。‎ ‎⑤收集氯气：收集起来的氯气要盖严，瓶口朝上放置。‎ ‎⑥停止制气：要先将插入氢氧化钠溶液的导气管拿出，再停止加热。‎ ‎ 2. 工业制氯气的反应原理 ‎ 3. 工业合成盐酸的反应原理 ‎ 4. 工业上合成消毒剂——二氧化氯（）‎ ‎（二）常见气体的制备 ‎ 1. 一套完整的制取气体的装置，应当由四部分组成：‎ ‎ 2. 发生装置基本类型 装置 类型 固体反应物 ‎（加热）‎ 固液反应物 ‎（不加热）‎ 固液反应物 ‎（加热）‎ 装 置 示 意 图 主要 仪器 酒精灯、大试管 分液漏斗、大试管 圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、石棉网 装置类型 固体反应物 ‎（加热）‎ 固液反应物 ‎（不加热）‎ 固液反应物 ‎（加热）‎ 典型气体 ‎、等 等 ‎、等 操 作 要 点 ‎（1）试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管炸裂。（2）铁夹应夹在距试管口1/3处。（3）胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导 出。‎ ‎（1）在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用。（2）加入的液体反应物（如酸）要适当。（3）块状固体与液态的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生 器制备。‎ ‎（1）先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品。（2）要正确使用分液漏斗。‎ ‎ 3. 收集装置基本类型 装置类型 排气（液）集气法 向上排空气集气法 向下排气法 装置示意图 适用范围 不溶于水（液）的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体 典型气体 ‎、、、CO ‎、、、‎ ‎、‎ ‎ 4. 干燥装置基本类型 装置类型 液体除杂剂 ‎（不加热）‎ 固体除杂剂 ‎（不加热）‎ 固体除杂剂 ‎（加热）‎ 适用范围 不溶于水（液）的气体 常温下不与除杂剂反应 加热条件下不与除杂剂反应 装置 示意图 ‎ 5. 气体的净化剂的选择 ‎ 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。‎ ‎ 6. 气体干燥剂的类型及选择 ‎ 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：‎ ‎ （1）酸性干燥剂。如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如、、、、、、等。‎ ‎ （2）碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如、、等气体。‎ ‎ （3）中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如、等气体。‎ ‎ 7. 尾气吸收装置：有毒污染环境的气体应在最后，安装尾气吸收装置。实验室常用的尾气吸收装置如图 ‎ 溶于水或能溶于水的气体吸收装置如图（a），极易溶于水的气体选用（b）或（c）装置。‎ ‎（三）化学反应为人类提供能源 ‎ 1. 化学能转化成热能 ‎ （1）加热饭盒：利用Mg与水的反应放出热量将食物加热。‎ ‎ （2）铝热反应：利用铝与铁的氧化物反应放出大量的热，将铁熔化成铁水，来焊接钢轨。‎ ‎ 2. 化学能转化成电能 ‎ 原电池原理 知识要点 实例 概念 将化学能转化为电能的 装置 实质 化学能转化为电能 构成前提 能自发地发生氧化还原 反应 构成条件 ‎①两个电极 ‎②电解质溶液 ‎③“两极”“一液”连成 回路 ‎④能自发地发生氧化还 原反应 电极构成 负极：还原性相对较强的 材料 正极：还原性相对较弱的 材料 Zn板——负极 Cu板——正极 电极反应 负极：失去电子，氧化反 应 正极：得到电子，还原反 应 负极：‎ 正极：‎ 电荷流向 电流流向 外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。‎ 内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电 流由负极流向正极 外电路：电子由Zn板经导线流向板，‎ 内电路：、移向板（负极）；、移向板（正极）‎ 电极反应式与反应总式的关系 两个电极反应式相加即 得反应总式 负极：‎ 正极：‎ 总式：‎ 重要应用 ‎①制作电池 ‎②防止金属被腐蚀 ‎③提高化学反应速率 ‎①制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池 ‎②与相连接，置于电解质溶液中，受保护 ‎③用粗锌代替纯锌制取，反应速率快 ‎ 3. 化学与能源 ‎ （1）太阳能：是未来人类最适宜、最安全、最理想的替代能源。‎ ‎ （2）核能：俗称电子能，是指原子核里的核子（中子或质子）重新分配和组合时释放出来的能量 ‎【典型例题】‎ 例1. 现有如下反应 ‎ A. ‎ ‎ B. ‎ ‎ C. ‎ ‎ D. ‎ ‎（1）有元素化合价升降的反应是（用序号填空）_______________。‎ ‎（2）既属于置换反应又属于氧化还原反应的是（用序号填空）______________。‎ 分析：以化合价升降观点来看，A和B属于氧化还原反应，C和D属于非氧化还原反应；以四种基本类型反应的观点来看，A和B属于置换反应，C属于复分解反应，D属于分解反应。‎ 答案：（1）A、B（2）A、B 例2. 在实验室中用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________________________________________________________________________‎ ‎⑤________________________________________________________________________‎ ‎（有几处填几处）‎ ‎（3）在改正的装置中，①洗气瓶中的、②浓、③烧杯中的溶液各起什么作用？‎ 分析：本题属识图题，要求学生根据实验目的，对全套实验装置错误之处作出判断，学生必须对实验室制取氯气的反应原理和实验过程非常熟悉。‎ 首先应根据试题要求制得干燥纯净的氯气。用和浓盐酸共热制得的氯气中有挥发出来的气体和水蒸气，这是两种要除掉的杂质。用水洗法是为了除去气体，这个装置必须在先，用浓硫酸洗气是为了除掉水蒸气，它应该在后，图中两个洗气瓶的位置和进出气导管都装反了。‎ 答案：（1）‎ ‎（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水的洗气瓶位置颠倒了④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞 ‎（3）①吸收未反应的氯化氢 ②吸收水蒸气 ③吸收多余的氯气 例3. 据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。其电池反应为，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是（ ）‎ A. 锌为正极，空气进入负极反应 B. 负极反应为 C. 正极发生氧化反应 D. 电解液肯定不是强酸 分析：Zn与反应的电子转移情况为，所以作负极，负极发生氧化反应：。是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是，而是。‎ 答案：B、D ‎ 例4. 有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）‎ A. D、C、A、B B. D、A、B、C C. D、B、A、C D. B、A、D、C 分析：A、B形成原电池，B不易腐蚀，则A为负极，B为正极，活泼性A>B；A、D放入等浓度盐酸中，D反应剧烈，则活泼性D>A，不能置换B而能置换C，故活泼性。故活泼性为：D、A、B、C。‎ 答案：B 例5. 利用反应设计一个原电池。在下面方格内画出实验装置图，并指出正极为____________，电极反应式____________；负极为____________，电极反应式________。‎ 分析：根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应（即失电子和得电子的反应）：，；；然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池负极应用锌作材料，正极要保证得到负极失去的电子，一般用不能还原的材料如铂或碳棒等，电解液只能用溶液（如图所示）。‎ 答案：实验装置如图所示 Pt Zn ‎ 例6. 锌锰干电池在放电时，正极区发生反应的物质是（ ）‎ A. Zn B. C. 、 D. 、‎ 分析：失去电子为负极，碳棒为正极，在反应中得电子，应当在正极放电，又由于应移向正极，而不断消耗。‎ 答案：C