实验室制氯气
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第三节 《化学反应的利用》学案导学
[目标要求]
1、知道人们主要利用化学反应来制备新物质和提供能源。
2、了解实验室制备氯气的原理、装置、收集方法和尾气处理方法。 3、总结常见气体的制备装置及收集方法。 4、掌握原电池的工作原理；
5、 通过“活动探究”培养观察能力和分析能力；
6、多个角度体会化学科学与人类文明发展的密切关系。 [知识导学]
随着人类生产实践活动的深入以及科学技术的发展，人类对化学反应的利用更加深刻与广泛。为新物质的合成，新材料的研制及新能源的开发和合理利用奠定了基础。
对复杂的化学反应为了研究方便，我们从不同的角度进行了分类： 如：从基本反应类型可分为 、 、 、
；从反应程度可分为 、 ；从有无电子的转移可分为 、 ；从能量变化可分为 、 ；从是否有离子参与可分为 、 等。 一、利用化学反应制备新物质
电解饱和食盐水可制备 、 、 ；利用
和 反应制备消毒剂二氧化氯……统计表明目前合成的物质已超 过 种，且以每年合成 种的速度继续增长。
1、氯气的实验室制法
最早发现氯气的化学家是 ，他把 和 混合加热意外的发现了氯气。
（1） 实验室制氯气的反应的原理：________________________
该反应的氧化剂是 ，还原剂是 。浓盐酸在该反应显示了
_______性和 ___________性。反应中，被氧化的氯化氢占参加反应的氯化氢的比例是_________ 。（注意：稀盐酸与MnO2难以发生反应）。
（2）发生装置：(仪器名称)_______________________________ 实验步骤：
① 组装成套装置：按照从下到上、从左到右的顺序。
② 检验装置的气密性。（如何检验）__________ ③向有关仪器中加入化学药品，重新连接各仪器。
④通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为cm3的浓盐酸，缓缓加热，使反应进行。
（3）净化装置：用_______________除去______，再用_____干燥。
（4）收集装置：______________或_________________
（5）尾气处理装置：用______________吸收多余的Cl2，防止污染空气。 （6）实验装置图：
对于这套制取气体的装置，一定要认识各仪器并准确叫出名称，还要明确各装置的作用、原理及注意事项。
2、氯气的工业制法 工业上制备氯气化学方程式：
_____________________________________ 常见物质的制取原理 物质 化学方程式（或方法） 实验室： 氢气 工业上： 实验室： 二氧化碳 工业上： 生铁（以铁矿石为原工业上： 料） 硫酸（以硫黄为原工业上： 料） 氨 二氧化硫 氯化氢 氧气 一氧化氮 二氧化氮 实验室： 工业上： 实验室： 工业上：（以氨为原料） 实验室： 实验室： 工业上： 实验室： 工业上： 实验室： 实验室：
硫化氢 实验室 3、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________、_________等因素来选择反应装置反应典型发生装置 仪器 注意事项 类型 气体 1、试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管品冷凝后倒流而引起破裂。 固体2、铁夹应夹在距试管口1/3处。 反应3、胶塞上的导管伸入试管里面不能太 物(加长，否则会妨碍气体的导出。 热) 4、固体药品要放在试管底部平铺开。加热时首先均匀预热，然后在试管的最后部位集中加热，并逐步前移。 1、在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏固液斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不反应到液封的作用。 物(不2、加入的液体反应物（如酸）要适当。 加热) 3、块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。 1、称把固体药品加入烧瓶，然后加入液固液体药品。 反应2、要正确使用分液漏斗。 物(加热) （2）净化与干燥装置设计原则：根据净化药品的状态及条件 装置 液体除杂剂 固体除杂剂 固体除杂剂 类型 （不加热） （不加热） （加热） 适用 范围 装置 示意图 ①气体净化剂的选择
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：a.易溶于水的气体杂体可用水来吸收；b.酸性杂质可用碱性物质吸收；c.碱性杂质可用酸性物质吸收；d.水分可用干燥剂来吸收；e.能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。
②气体干燥剂的类型及选择
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水份，而不能与气体发生反应。
常见气体干燥剂的选择实例： 干燥剂 适合于干燥的气体 P2O5 浓硫酸 备注 不适于NH3 不适于H2S、NH3、HBr等 不适用于NH3 CaCl2 碱石灰 （CaO、不适用于酸性气体 NaOH） 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。
（3）收集装置 设计原则：根据_____________________________ 装置类型 排水（液）法 向上排空气法 向下排空气法 装置 示意图 适用范围 典型气体 （4）尾气处理 对于有毒、有害的气体必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2（蒸气）、H2S等可用_________吸收；尾气CO气体可用__________将它转化为_______气体;HCl、NH3可用 吸收，吸收装置应该注意 。
（5）气体实验装置的设计 ①装置顺序：
____________→__________→_________________→____________
②安装顺序：________________________________________
③操作顺序：______________→______________→_________________ 利用化学反应还可以制备自然界中并不存在的有重要性能的一些新物质。如： 能减少疟疾和其他虫源性疾病的困扰， 可以防止皮肤被日光灼伤， 可使爱滋病患者得到有效的治疗。化学科学中最有创造性的工作就是设计和制备新物质，为人类造福。
二、化学反应为人类提供能源
[交流研讨]课本P50
1.“即热饭盒”涉及的反应原理： ；
2.写出铝热反应的化学方程式并标出电子转移、指出氧化剂和还原剂： 。 [活动探究] 课本P50-51 实验现象
Zn极： Cu极： 电流表： 1、原电池的定义：
______________________________________________________________。
2、铜锌原电池工作原理： 电极 负极 正极 电极 负极 正极 电极 材料 电极反应 反应类型 得失电子 粒子 电子流动方向 3、原电池的原理： 电极材料 反应类型 电子流动方向 4、构成原电池的（一般）条件：
（1）__________________________________________________________ （2）__________________________________________________________
（3）__________________________________________________________ （4）__________________________________________________________ 5、原电池正负极判定方法
（1）依据原电池两极材料：____________作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；________________________________________________作正极。
（2）根据电流方向或电子流向：电流（外电路）由_______流向_______；电子则由________经外电路流向原电池的________。
（3）根据内电路离子迁移方向：___________流向正极，_________流向负极。
（4）根据原电池中反应类型：
正极：____电子，发生___________，现象是伴随金属的析出或H2的放出。
负极：____电子，发生____________，现象是电极本身的消耗，质量减小。
6、原电池原理的应用 （1）加快氧化还原反应的速率
①实验室用粗锌和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，加快反应速率； ②如果用纯锌和和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，可加入少量的CuSO4溶液加快反应速率。
（2）比较金属的活动性强弱]
设计原电池，负极的金属活动性 〉正极的金属活动性，请举例： 。
理论上说，所有的氧化还原反应都可设计成原电池。 8、化学能与各种形式的能的转化（分别举例说明） ① 化学能与热能的转化
； ② 化学能与电能间的转化
； ③化学能与光能之间的相互转化
；
人们不仅利用化学反应制造丰富多彩的物质、提供赖以生存的能量，还利用化学反应开发出各种分析技术来确定 、 以及 测定 等。例如，在农业生产和研究中，人们可以利用化学反应了解 ，以做到合理施肥，达到提高农业生产的目的；在病理诊断化验、药品质量鉴定、环境监测等领域，则需要利用化学反应对 。其实人们在利用化学反应的同时，也加深了对化学反应规律及其实质的认识。
[练习]
1、已知漂白粉与浓盐酸反应可产生氯气
Ca(ClO)2+4HCl====CaCl2+2Cl2↑+2H2O
某同学试图测定氯气的体积并验证干燥纯净的氯气无漂白性，现有如下装置，请回答：
（1）请用字母填写装置的连接顺序：a接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )。
（2）洗气瓶中所装液体是_______________________。
（3）在制氯气前，必须进行的一项操作步骤是_______________。 （4）某同学在实验中，发现量筒中未收集到液体，则失败的原因可能是__________________________________________________________。 2、如图所示装置可用于（ ）
A．加热NaHCO3制CO2
B．用Cu和稀HNO3反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3 D．用NaCl与浓H2SO4反应制HCl 3、如图在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯滴入硫酸铜溶液，片刻，可观察的现象是（指悬吊的金属圈）（ ）
A．铁圈与银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜
设计4、利用氧化还原反应Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2
一个原电池，画出装置图，注明电极名称、反应类型，写出电极反应式。
