2019-2020年高中化學(xué) 第二章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)教案 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第二章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)教案 魯科版必修2 一、教材分析：教材從從三方面逐步深入介紹利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)。首先介紹實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，從藥品、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、步驟、現(xiàn)象等層面去理解、掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的有關(guān)知識(shí)；其次介紹對氯氣的工業(yè)制法，只簡單地介紹了反應(yīng)原理，以減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。要求結(jié)合氧化還原的知識(shí)，比較氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法與氯氣的工業(yè)制法在本質(zhì)上的相同點(diǎn)，有利于學(xué)生從本質(zhì)上理解物質(zhì)制備的原理。最后教材注意新舊知識(shí)的聯(lián)系，總結(jié)歸納以前學(xué)過的氫氣、二氧化碳、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法或工業(yè)制法。 二、教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)與技能： 1、通過實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制取物質(zhì)，對“利用化學(xué)反應(yīng)造福人類”的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步具體化； 2、掌握實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的制取、凈化、收集和尾氣處理方法； 3、歸納總結(jié)中學(xué)化學(xué)中了常見氣體解制備裝置、凈化裝置、收集裝置及尾氣處理裝置。 過程與方法： 1、 通過“實(shí)驗(yàn)室制取氯氣”，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力、安全意識(shí)以及綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ? 2、 通過歸納總結(jié)中學(xué)化學(xué)中了常見氣體解制備裝置、凈化裝置、收集裝置及尾氣處理裝置，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)和實(shí)驗(yàn)分析能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1、 通過介紹化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)科學(xué)與人類文明和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系。 2、 通過集氣瓶、洗氣瓶、安全瓶的原理介紹，使學(xué)生了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析設(shè)計(jì)的興趣和能力。 3、 通過尾氣處理防止倒吸方法的教學(xué)與練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)并綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器的能力。 三、重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：利用化學(xué)反應(yīng)制造新物質(zhì)。 難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)的設(shè)計(jì)與裝置分析。 四、教法： 實(shí)驗(yàn)法 歸納總結(jié) 練習(xí)鞏固 教具：制取氯氣裝置、多媒體、學(xué)案 五、教學(xué)過程 內(nèi)容與時(shí)間安排 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 一、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣 25分鐘 1/ 1/ 3/ 10/ 3/ 5/ 【引入】在第二章第一節(jié)我們就知道人們利用化學(xué)反應(yīng)主要有兩個(gè)目的：第一是利用反應(yīng)制取新物質(zhì)，第二利用反應(yīng)釋放能量或儲(chǔ)存能量。我們這節(jié)課來學(xué)習(xí)利用反應(yīng)制取新物質(zhì)。 △ MnO2 + 4HCl（濃）==MnCl2 ＋Cl2 ↑＋ 2H2O 【板書提問】自然界中有游離態(tài)氯嗎？ 在反應(yīng) 中氯元素被氧化還是被還原，為什么？ 【板書】實(shí)驗(yàn)室制取氯氣 +4 -1 +2-1 0 MnO2 + 4HCl（濃）== MnCl2 ＋Cl2 ↑＋ 2H2O 氧化劑 還原劑（2 HCl） △ 1、原理： 2、條件: 濃 △ 【交流與討論】1mol MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)可 制取1mol Cl2；而含有4mol HCl的濃鹽酸與足 量MnO2反應(yīng)制取的Cl2少于1mol，為什么？ 【結(jié)論】1、MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)，MnO2可完全反應(yīng)掉； 2、濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng)，HCl和MnO2都不能完全反應(yīng)掉而勝于； 【板書】3、裝置與儀器：圓底燒瓶、分液漏斗。 【投影】 或 【課前提前準(zhǔn)備板書作圖】 或 【在學(xué)生交流討論時(shí)板書作圖】 A B C D E 制取裝置 凈化裝置 收集裝置 尾氣處理裝置 【思考討論】 1、 分液漏斗下端要插到液面下嗎？ 能用長頸漏斗代替分液漏斗嗎，為什么？ 2、制取氯氣的過程中可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)氣體? B瓶中是什么試劑，用于除去哪種雜質(zhì)？ 那C瓶呢？ 3、Cl2為何用密封式向上排空氣法收集，還有其他收集方法嗎？ 如何判斷集氣瓶中充滿氯氣？ 4、多余氯氣如何處理？ 【結(jié)論】： 二氧化錳鹽酸濃，隔網(wǎng)加熱氯氣生。 鹽水硫酸來除雜，尾氣通入燒堿中。 【板書】 4、 步驟：連接→驗(yàn)密→裝藥→制取→凈化→收集→驗(yàn)滿→尾氣處理。 【演示】課前安裝好的簡易裝置，演示氯氣制取檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。 【思考回答】 1、氯氣活潑，自然界中沒有游離態(tài)氯。 2、氯元素被氧化，因?yàn)槠浠蟽r(jià)由-1變?yōu)?價(jià)。 【思考討論】 1、鹽酸中的氯元素都被氧化了嗎？ 2、反應(yīng)中體現(xiàn)了鹽酸的那些性質(zhì)？ 【思考回答】 1、1mol MnO2完全反應(yīng)而制取1mol Cl2 2、濃鹽酸中的4mol HCl因揮發(fā)和變稀殘留而未完全參加反應(yīng)，因此制取的Cl2少于1mol， 【思考回答】 1、不要，分液漏斗有旋鈕和玻璃塞，產(chǎn)生的氯氣不會(huì)由分液漏斗泄露到空中；不能，因?yàn)闈恹}酸會(huì)從長頸漏斗揮發(fā)到空中。 2、氯化氫氣體和水蒸氣。飽和食鹽水，除氯化氫。濃硫酸，除水蒸氣。 3、氯氣密度比空氣大，有毒。排飽和食鹽水法。 瓶內(nèi)充滿黃綠色氣體；或用濕潤的KI-淀粉試紙。 4、用濃氫氧化鈉溶液吸收，不可用澄清石灰水。 【思考】1、如何檢驗(yàn)裝置的氣密性？ （加熱法，加液法） 2、加藥品順序是什么？ （先固后液） 使學(xué)生明確自然界中沒有游離態(tài)氯。要制取氯氣必須使化合態(tài)氯 （負(fù)價(jià)態(tài)或正價(jià)態(tài)） 被氧化或還原。 1、強(qiáng)化該反應(yīng)性質(zhì)：部分氧化還原反應(yīng)。 2、強(qiáng)化認(rèn)識(shí)反應(yīng)中鹽酸的作用：還原劑，酸性介質(zhì)。 結(jié)合反應(yīng)原理與條件，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)反應(yīng)中氯元素的四個(gè)去向:①被氧化生成氯氣；②化合價(jià)未改變與錳元素結(jié)合生成MnCl2；③因加熱以HCl氣體形式揮發(fā)④因濃鹽酸反應(yīng)變稀停止反應(yīng)而殘留。 強(qiáng)化分液漏斗的作用：加入液體，防止揮發(fā)。 明確制取氯氣中的雜質(zhì)氣體和凈化方法 明確氯氣收集和檢驗(yàn)方法。 明確氯氣尾氣處理方法。 明確連接儀器順序：從下到上，從左到右。 明確驗(yàn)密方法和加藥先后順序。 二、工廠制取氯氣、 2分鐘 常見物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室和工廠制法。 4分鐘 三、小結(jié)制取氣體的常見裝置 14分鐘 通電 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ 【學(xué)生板書】氯堿工業(yè)反應(yīng)方程式： 【思考】實(shí)驗(yàn)室和工廠制取氯氣的反應(yīng)原理有何相同之處？ 【投影】學(xué)案練習(xí) 完成下列表格 物質(zhì) 工廠制 原理 實(shí)驗(yàn)室制取原理 實(shí)驗(yàn)制取裝置 H2 CO2 NHL Fe -------- ------- H2SO4 ------- ------- HNO3 ------- B ------- 【投影1】常用氣體發(fā)生裝置（學(xué)案練習(xí)） A B C B A 固固加熱 固液加熱 固液不加熱【思考1】氧氣、氨氣、氫氣、二氧化碳、氯氣可用那個(gè)裝置制取 【投影2】常用氣體凈化裝置（學(xué)案練習(xí)） 甲 乙 丙 【思考2】有試劑濃硫酸，濃磷酸、濃氫氧化鈉溶液、固體氯化鈣、固體堿石灰。除去氯氣中水蒸氣，選用甲裝置時(shí)，試劑可選用 ，氣體由 管進(jìn) 管出；選用丙裝置時(shí)，試劑可選用 ，氣體由 管進(jìn) 管出； 【投影3】常用氣體收集裝置（學(xué)案練習(xí)） 向上排氣法 向下排氣法 排液集氣法 【思考3】收集不與空氣反應(yīng)的氣體，當(dāng)所收集氣體密度大于空氣密度時(shí)，集氣瓶中空氣應(yīng)在瓶的 部，用向 排氣法；當(dāng)所收集氣體密度小于空氣密度時(shí)，集氣瓶中空氣應(yīng)在瓶的 部，用向 排氣法。 【投影4】常用氣體尾氣處理裝置（學(xué)案練習(xí)） A B C D 說明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的氣體用裝置A; 氣體在吸收劑中溶速快且溶解度極大，易倒吸，選用B 少量尾氣可以集于氣球中，選用C 處理難以吸收的可以點(diǎn)燃的氣體，選用D。 【思考4】選出Cl2 、HCl 、CO尾氣處理的裝置 【思考回答】 都有氯元素被氧化。 完成學(xué)案表格練習(xí) 【思考回答】 1、氧氣、氨氣用A裝置， 氫氣、二氧化碳用B裝置， 氯氣用C裝置制取。 2、 濃硫酸，濃磷酸A B固體氯化鈣 A B 3、 上、上、下、下 4、A或C、B、D 再次明確制取氯氣必須使化合態(tài)氯 （負(fù)價(jià)態(tài)或正價(jià)態(tài)） 被氧化或還原。 歸納總結(jié)常見物質(zhì)的工廠、實(shí)驗(yàn)室制取、實(shí)驗(yàn)制取常見氣體裝置 歸納總結(jié)常見氣體的制取，凈化、收集，尾氣處理裝置 板書設(shè)計(jì) 2.3化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用 1、原理 +4 -1 +2-1 0 MnO2 + 4HCl（濃）==== MnCl2 ＋Cl2 ↑＋ 2H2O 氧化劑 還原劑（2 HCl） △ 一、 實(shí)驗(yàn)室制取氯氣 A B C D E 制取、 凈化 、 收集、尾氣處理裝置 2、條件: 濃 △ 三、小結(jié) 3、裝置與儀器：分液漏斗、圓底燒瓶。 吸收 收集 點(diǎn)燃 向上排氣法 向下排氣法 排液集氣法 洗氣 干燥 固固加熱 固液加熱 固液不加熱 4、步驟：連接→驗(yàn)密→裝藥→制取→凈化→收集 →驗(yàn)滿→尾氣處理。 通電 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ 二、 工廠氯堿工業(yè)制取氯氣 教后記：本節(jié)通過氯氣制取實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)常見氣體制取、凈化、收集、尾氣處理的儀器裝置。 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析能力，要在今后教學(xué)中強(qiáng)化儀器和試劑的選擇與分析練習(xí)，突破實(shí)驗(yàn)教與學(xué)的難點(diǎn)。 附 利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)（第一課時(shí)學(xué)案） 一、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣 1、反應(yīng)原理： MnO2 + 4HCl（濃）==== MnCl2 ＋Cl2 ↑＋ 2H2O ; 離子反應(yīng)方程式： MnO2 + 4H+ + 2 Cl - ==== Mn2+ ＋Cl2 ↑＋ 2H2O。 參加反應(yīng)的HCl有 50 %被氧化， 反應(yīng)中體現(xiàn)了HCl的 還原 性和 酸 性。 2、反應(yīng)條件： 濃鹽酸、加熱 。 1mol MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)可制取 1 mol Cl2；而含有4mol HCl的濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng)制取的Cl2少于 （選擇大于、小于、等于）1mol，原因是：濃鹽酸中的4mol HCl因加熱揮發(fā)和變稀殘留而未完全參加反應(yīng) 。 3、制取裝置：固固加熱制取氣體裝置 分液漏斗下端不需要（選擇需要、不需要）插到圓底燒瓶中液面下， 原因是：分液漏斗有旋鈕和玻璃塞，氯氣不會(huì)由分液漏斗泄露到空中； A B C D E 制取、 凈化 、 收集、尾氣處理裝置 不能（選擇能、不能）用長頸漏斗代替分液漏斗， 原因是：濃鹽酸會(huì)從長頸漏斗揮發(fā)到空中。 4、凈化裝置： 制取氯氣的過程中可能產(chǎn)生氯化氫氣體和水蒸氣等雜質(zhì)氣體。 B瓶中試劑是飽和食鹽水，除去氯化氫雜質(zhì)氣體。C瓶中試劑是濃硫酸，除去水蒸氣雜質(zhì)氣體。 5、集氣裝置： D用密封式向上排空氣法收集氯氣，原因是：氯氣密度比空氣大，有毒。還可用排飽和食鹽水法收集濕潤的氯氣。當(dāng)集氣瓶中充滿黃綠色氣體時(shí)，表明收集滿氯氣，還可以用濕潤的KI-淀粉試紙驗(yàn)滿氯氣，現(xiàn)象是無色試紙變成 藍(lán) 色。 6、尾氣處理裝置： 多余的氯氣用濃氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式為 :Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 。不可用澄清石灰水，原因是澄清石灰水中氫氧化鈣含量少，吸收氯氣的量少。 7、 步驟： 連接→驗(yàn)密→裝藥→制取→凈化→收集→驗(yàn)滿→尾氣處理。 連接儀器的順序是：先下后上從左到右， 裝入藥品順序是先加固體二氧化錳，后加液體濃鹽酸。 加熱法檢驗(yàn)裝置氣密性的操作是：將整套裝置的導(dǎo)氣管末端插入盛水的燒杯中，用手捂住圓底燒瓶，導(dǎo)氣管末端有氣體放出，松開手后導(dǎo)氣管末端產(chǎn)生一段氣柱，長時(shí)間不消失，說明裝置氣密性好，否則裝置漏氣。 通電 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ 加液檢驗(yàn)裝置氣密性的操作是：用止水夾夾住整套裝置最后一段橡膠管，向分液漏斗中加一定量的水后，打開分液漏斗旋鈕，分液漏斗中的水不流入圓底燒瓶，說明整套裝置氣密性良好，否則裝置漏氣。 8、氯堿工業(yè)反應(yīng)方程式： 實(shí)驗(yàn)室和工廠制取氯氣的反應(yīng)原理相同之處是：都有氯元素被氧化。 二、常見物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室和工廠制法。完成下列表格 物質(zhì) 工廠制取原理 實(shí)驗(yàn)室制取原理 實(shí)驗(yàn)制取裝置 H2 通電 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ 高溫 C+H2O=====CO+H2↑ 高溫 CO+H2O=====CO2+H2↑ Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ 固液不加熱至氣體裝置 CO2 點(diǎn)燃 C+O2===== CO2 高溫 CaCO3=====CaO+=CO2↑ CaCO3+2HCl==CaCl+CO2↑ 固液不加熱至氣體裝置 NHL 高溫高壓 N2+3H2O==========2NH3 催化劑 通電 Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2↑ 加熱 2NH4Cl+Ca(OH)2=====CaCl2+2NH2↑+2H2O 固固加熱至氣體裝置 Fe ---------------------------- ------------ H2SO4 S→SO2→SO3→H2SO4 -------------------------------- ------------- HNO3 NH3→NO→NO2→HNO3 ------------------------------------ -------------- 三、制取氣體常用裝置 1、常用氣體發(fā)生裝置 A B C 固固加熱 固液加熱 固液不加熱 【練習(xí)1】制取氧氣、氨氣選用裝置A;制取氫氣、二氧化碳選用裝置B;、制取氯氣選用裝置C; B A 2、常用氣體凈化裝置 甲 乙 丙 【練習(xí)2】有試劑濃硫酸 、濃磷酸、濃氫氧化鈉溶液、固體氯化鈣、固體堿石灰。除去氯氣中水蒸氣，選用甲裝置時(shí)，試劑選用濃硫酸 、濃磷酸、，氣體由A管進(jìn) B 管出；選用丙裝置時(shí)，試劑選用固體氯化鈣，氣體由A管進(jìn)B管出； 3常用氣體收集裝置（學(xué)案練習(xí)） 向上排氣法 向下排氣法 排液集氣法 【練習(xí)3】收集不與空氣反應(yīng)的氣體，當(dāng)所收集氣體密度大于空氣密度時(shí)，集氣瓶中空氣應(yīng)在瓶的 上 部，用向 上 排氣法收集；當(dāng)所收集氣體密度小于空氣密度時(shí)，集氣瓶中空氣應(yīng)在瓶的下部，用向下 排氣法收集。 4常用氣體尾氣處理裝置 A B C D 說明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的氣體用裝置A; 氣體在吸收劑中溶速快且溶解度極大，易倒吸，選用B 少量尾氣可以集于氣球中，選用C 處理難以吸收的可以點(diǎn)燃的氣體，選用D。 【練習(xí)4】Cl2 尾氣處理的裝置A或C ;HCl尾氣處理的裝置B.; CO尾氣處理的裝置 C 。 課下檢測與作業(yè) 1、 某學(xué)生設(shè)計(jì)右實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的Cl2。裝置中有五處錯(cuò)誤， 請指出①用長頸漏斗錯(cuò)誤，應(yīng)用分液漏斗；②不能用稀鹽酸， 應(yīng)用濃鹽酸；③沒有用酒精燈，應(yīng)用酒精燈加熱；④盛濃硫酸 的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應(yīng)予更換位置； ⑤盛飽和食鹽水洗氣瓶中的進(jìn)氣導(dǎo)管未插入液面下，出氣導(dǎo)管 插入液面，應(yīng)進(jìn)氣導(dǎo)管插入液面下，出氣導(dǎo)管不插入液面下 2、某課外活動(dòng)小組利用右圖所示裝置制取氯氣?？捎迷噭? 濃鹽酸、飽和食鹽水、氫氧化鈉溶液、高錳酸鉀固體。已知： 2KMnO4+16HCl（濃）=====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O； ① 注射器中盛放的試劑是濃鹽酸；裝置H和D中的試劑是飽和食鹽水；裝置P中的試劑是氫氧化鈉溶液。 ② 制取并收集氯氣的操作是打開彈簧夾a、b，關(guān)閉彈簧夾c。尾氣處理操作是關(guān)閉彈簧夾a和b，打開彈簧夾c ③ 反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1:5.用含0.032 mol HCl的濃鹽酸跟足量高錳酸鉀固體反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量應(yīng)小于_（填“大于”“等于”或“小于”）0.01 mol。由KMnO4、MnO2分別與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的反應(yīng)條件知氧化性KMnO4、大于_（填“大于”“等于”或“小于”）MnO2 3、利用如圖所示的裝置收集以下8種氣體：①H2, ②Cl2,③O2,④HCl, ④ NH3,⑥NO,⑦SO2,⑧NO2. (1) 若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣，可收集的氣體是 ②③④⑦⑧， 若由A口進(jìn)氣，可收集的氣體有_①⑤。 (2)若在燒瓶內(nèi)充滿水，可收集的氣體有①③⑥ ；氣體應(yīng)由A口進(jìn)入。 (3)若燒瓶中裝入適量濃硫酸，可以用它來干燥的氣體有①②③④⑥⑦⑧ ；氣體應(yīng)由B口進(jìn)入。 水 4、已知氨氣極易溶于水，而難溶于有機(jī)溶劑CCl4．下列裝置中不適宜做氨氣的尾氣吸收的是（D　?。? A B C D