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1、2.3.1利用化学反应制备物质【典例导悟】【典例1】某课外活动小组利用如图所示的装置制取氯气。提供的试剂有：浓盐酸、饱和NaCl溶液、NaOH溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）= 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。（1）浓盐酸在此反应中显示出来的性质是 _。A.只有还原性 B.还原性和酸性C.只有氧化性 D.氧化性和酸性（2）装置C中盛放的试剂是 _ 。（3）尾气处理时需关闭弹簧夹a和弹簧夹 _ ,打开弹簧夹 _ 。处理尾气时发生反应的离子方程式是 _ 。（4）若用含1.6 mol氯化氢的浓盐酸与足量的高锰酸钾反应，在标准状况下收集到的氯气体积 _
2、。A.=11.2 L B.11.2 LC.11.2 L D.无法确定【规范解答】分析装置图知M中装浓盐酸，B中装KMnO4固体，A是尾气吸收装置，C应是收集装置，内装饱和NaCl溶液。浓盐酸与KMnO4反应制Cl2，由方程式可看出HCl在反应中部分被氧化成Cl2，浓盐酸体现还原性和酸性。因为KMnO4跟浓盐酸反应才能制取氯气，当随反应进行，n（HCl）不断减少，又不断生成H2O，c（HCl）不断减小，即使KMnO4足量，HCl也不可能完全反应，所以生成的Cl2应少于11.2 L。答案：（1）B （2）饱和NaCl溶液（3）b c 2OH-+Cl2 = Cl-+ClO-+H2O (4)C【变式训
3、练】在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有（ ）A.浓硫酸 B.烧碱溶液 C.饱和食盐水 D.石灰水【解析】选C。实验室一般用浓盐酸与MnO2反应制取氯气，制得的氯气中含有HCl和水蒸气杂质，要得到纯净、干燥的氯气，需先通过盛饱和食盐水的洗气瓶除HCl，再通过盛浓H2SO4的洗气瓶除水蒸气。来【典例2】（2009全国卷）浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4（浓）+C =CO2+2H2O+2SO2请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并要检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液
4、试剂自选。（连接和固定仪器所用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）将所选的仪器连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。【思路点拨】解答本题要注意以下两点：（1）依据实验目的分析木炭与浓H2SO4的反应产物并确定检验产物的方法。（2）连接仪器时要根据仪器用途和气体性质进行选择，并注意各种产物验证的先后顺序及实验的严密性。【自主解答】成套装置包括反应装置、检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫酸和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会在其他试剂中混入水，可选用装置B，放入无水硫酸铜，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，用装置A，放
5、入品红检验，若品红退色，则说明有SO2气体产生，再用装置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，然后再用装置A，放入品红，检验SO2是否除尽，因为CO2是用澄清石灰水来检验的，而SO2也可以使澄清石灰水变浑浊，故先要除去SO2。【互动探究】（1）题中提供的酸性KMnO4溶液可以换成溴水吗？（2）还可用什么装置来代替B装置实现实验目的？提示：（1）可以。KMnO4溶液的作用是用来氧化SO2以达到除去SO2的目的，溴水同样可以氧化SO2。（2）干燥管。 【变式训练】设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器（如图）。若关闭K，不能使反应停止
6、，可将试管从烧杯中取出（会有部分气体逸散）。下列气体的制取宜使用该装置的是（ ）A.用二氧化锰（粉末）与双氧水制氧气B.用锌粒与稀硫酸制氢气C.用硫化亚铁（块状）与盐酸制硫化氢D.用碳酸钙（块状）与稀硫酸制二氧化碳【解析】选B。解答本题应先根据启普发生器原理确定制取气体的试剂特征，再根据气体的性质一一进行分析，作出正确判断。用启普发生器制取气体的试剂需用块状（或大颗粒状），由于MnO2是粉末状，因此，不宜使用该装置制取氧气，故A项错误；由于H2S气体有毒，为了安全、无污染，因此，不宜使用该装置制取H2S气体，故C项错误；由于碳酸钙与稀H2SO4反应生成的CaSO4会附着在碳酸钙表面而阻止反应进
7、行，现象不明显，因此，不宜使用该装置制取CO2气体，故D项错误；B项符合题意中的各种条件，故B项正确。【学业达标训练】1.按下述实验方法制备气体，合理又实用的是（ ）A.锌粒与稀HNO3反应制备H2B.加热分解NH4Cl固体制NH3C.亚硫酸钠与浓H2SO4反应制备SO2D.大理石与稀H2SO4反应制备CO2【解析】选C。锌与稀HNO3反应产生NO，不产生H2；NH4Cl分解产生NH3和HCl的混合气体，不易分离；Na2SO3与浓H2SO4反应生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石与稀H2SO4反应生成微溶的CaSO4，会覆盖在大理石表面，使反应难以进行。2.（2009广东高考）下列各组气体
8、在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是（ ）A.NO和O2 B.HCl和NH3C.H2和CO D.SO2和CO2【解析】选D。NO和O2能在常温下反应生成NO2，不能共存；HCl和NH3常温下反应生成NH4Cl，不能共存；H2的密度比空气小，应用向下排空气法收集，CO密度和空气接近，不能用排空气法收集；SO2和CO2能共存且密度比空气大，能用向上排空气法收集。3.用向上排空气法收集Cl2和HCl时，可以用以检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是（ ）A.湿润的淀粉KI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【解析】选B。A项只能检验Cl2是否充满，但无法检验
9、HCl是否充满，故A错；B项Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后退色，而HCl只能使其变红，因此，既可验满又可区别，故B对；C项Cl2和HCl气体遇到浓氨水均产生白烟，因此，只能验满不能区别，故C错；D项只能检验Cl2是否充满，但无法检验HCl是否充满，故D错。4.实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：将烧瓶固定在铁架台上把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定铁圈，放上石棉网用药匙向烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中检查装置的气密性在烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管最好的实验操作顺序是（ ）A. B.C. D.【解析】选C。实验装置的安装顺序
10、一般为“先下后上，从左到右”，且制备气体时，加入药品前应检查装置的气密性，否则就要错选A、B、D。6.关于工业生产的下列叙述中，正确的是（ ）A.将氢气和氯气混合后光照，使其反应生成氯化氢再用水吸收得盐酸B.加热氯化铵和消石灰的混合物制取氨气C.以石灰石、纯碱、石英为原料，在玻璃熔炉中制取普通玻璃D.工业上采用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁【解析】选C。氯气和氢气混合光照易爆炸，产生危险；工业上用N2和H2在高温高压、催化剂条件下制取NH3；工业上采用电解熔融氯化镁制取镁。【解析】选D。根据装置图没使用酒精灯加热，排除B选项；又知生成的气体用浓H2SO4干燥，A项制NH3，不能用浓H2SO4干
11、燥，排除；C项生成H2，而图中收集气体用向上排空气法，排除C项，只有D项符合。8.氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛。已知：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O，所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气。（1）请为该实验选择合适的发生装置 _ 。（填“A”或“B”）（2）在2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O反应中，氧化剂是 _ 。(3)当集气瓶中收集满氯气时，可以观察到气体呈 _ 色。烧杯中所盛液体为_，其作用是 _ 。（4）工业上常用电解饱和食盐水制取氯气，试写出该反应的化学方程式： _ 。【解
12、析】（1）由制取氯气的反应原理可以看出，该反应制取气体的类型为固体+液体气体；反应不需加热，故应选择B装置。（2）分析反应中元素化合价变化情况可知，Mn元素反应前后化合价变化情况为+7+2，化合价降低，为氧化剂。（3）氯气的颜色为黄绿色，烧杯中所盛液体为NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气。（4）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2。答案：（1）B （2）KMnO4（3）黄绿 NaOH溶液吸收多余的氯气（4）2NaCl+2H2O =2NaOH+H2+Cl29.实验室提供下列药品：蒸馏水；用HNO3酸化的AgNO3溶液；熟石灰；淀粉；肥皂水；食醋；废干电
13、池（锌筒内填有炭粉、MnO2、NH4Cl、淀粉等糊状物）；NaCl；纯碱，某同学准备进行下列小实验：A.制NaOH溶液B.制备Cl2并验证其漂白性C.制CO2气体（1）由于缺少试剂而不能进行的实验是（不考虑电解）_ （填代号）。（2）该同学为制备NH3，先从废干电池中制备NH4Cl。为此，他设想将废电池中的混合物溶于少量的水中，过滤除去不溶物，再蒸发灼烧滤液，以制得干燥的NH4Cl晶体。他的设想是否合理？答：_，理由是_。（3）另有同学设计了实验室制取CO2的如图四种实验原理和装置；你认为其中不合理的是 _；理由是 _。（4）由于实验（2）中NH4Cl的制备较困难，且难以满足量的要求，现重新提
14、供足量的浓氨水、碱石灰，请设计一个最简单的实验，以快速制得NH3。你的设计方案是 _ 。【解析】可用、两种药品发生反应：Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH，制取NaOH；用、两种药品发生反应：2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2，制CO2气体。因缺少浓盐酸，无法制取Cl2，根据NH4Cl受热易分解的性质，知不可能通过蒸发灼烧的方法制得NH4Cl晶体。Na2CO3粉末与H2SO4反应速率太快，易堵塞导气管。将浓氨水滴加到碱石灰固体上即可快速制得大量NH3。答案：（1）B（2）不合理 因为NH4Cl受热分解，故蒸发灼烧不可能得到NH4Cl晶体；同时，蒸发灼烧会使溶于水中的淀粉呈糊状物（3）C 反应速率太快，CO2气流会将Na2CO3粉末冲出，堵塞导管（4）将盛在分液漏斗中的浓氨水滴加到盛装碱石灰的圆底烧瓶中即可制得氨气【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）1.实验室制备下列气体，利用的化学反应不属于无机反应基本类型的是（ ）A.H2 B.O2 C.CO2
