03高中必修2讲义化学反应的利用文档格式.docx
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排饱和食盐水法除HCl
干燥:
浓H2SO4除水
收集:
向上排气法
尾气:
用NaOH溶液吸收原理:
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
检验:
(1)用湿润的KI-淀粉试纸,试纸变蓝
(2)用湿润蓝色的石蕊试纸,先变红再褪色
1.下列物质可用来干燥Cl2的是( )。
①碱石灰;
②浓硫酸;
③无水CaCl2;
④P2O5
A.①②B.①③④
C.②③④D.①②③④
解析 因为Cl2是酸性气体,可用酸性干燥剂(②浓硫酸和
④P2O5)或中性干燥剂(③无水CaCl2)干燥,不能用碱性干燥剂(①碱石灰)干燥。
故C项正确。
答案 C
2.已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。
若用如图所示的实验装置制
备纯净、干燥的Cl2,并观察它与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是( )。
A.只有①和②处B.只有②处
C.只有②和③处D.只有②③④处
解析 KMnO4和浓HCl在常温下就可以反应生成Cl2,不需要酒精灯加热,①正确;
反应产生的Cl2可能混有HCl,需要进行净化,但不能使用NaOH溶液,因为Cl2也能和NaOH溶液反应,应该使用饱和食盐水,②错误;
净化后的Cl2可以用浓硫酸干燥,但气体应用长导管直接通入浓硫酸中,且出气导管应在液面以上,③错误;
干燥的Cl2和金属反应的容器只有气体进入而无气体排出,一段时间后压强升高,可能会使实验装置中某处的橡皮塞弹开,④错误。
答案 D
3.舍勒发现氯气的方法至今是实验室制取氯气的方法之一。
其反应原理如下:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
请你分析:
(1)该反应的氧化剂为________,还原剂为________,两者的物质的量之比为________。
(2)该反应是否可以写成离子方程式?
________。
若是,离子方程式为_______________________________________________________________。
解析
(1)根据元素化合价变化可知氧化剂为MnO2,还原剂为HCl,但4molHCl只有2mol做还原剂。
(2)浓盐酸中HCl的浓度并不大,在溶液中可以电离出H+和Cl-。
答案
(1)MnO2 HCl 1∶2
(2)是 4H++2Cl-+MnO2
Mn2++Cl2↑+2H2O
知识点二、化学反应为人类提供能量
化学能不仅可以转变成热能,人们还可以通过氧化还原反应将化学能转化成电能。
电池就是利用化学反应产生电能的装置。
原电池的反应原理:
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属。
锌片:
Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
铜片:
2H++2e-=H2↑(还原反应)
原电池的设计
1.用还原性较强的物质作负极,向外电路提供电子;
用氧化性较强的物质作正极,从外
电路得到电子。
2.将两极浸在电解质溶液中,通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。
3.放电时负极上的电子通过导线流向正极,再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。
1.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )。
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.产生气泡的速度甲比乙慢
D.两烧杯中溶液的H+的浓度均减小
解析 甲池为原电池,乙池不是原电池,二者反应的实质都为Zn失电子,溶液中H+得到电子,使c(H+)减小。
2.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。
在这种电池中( )。
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液
④铝合金电极发生还原反应
A.②③B.②④
C.①③D.①④
解析 电池电极只称为正、负极,故①错。
其中活泼的一极为负极,即为铝合金,②对,电极在海水中,故海水为电解质溶液,③对。
铝合金为负极,则发生氧化反应,故④错。
答案 A
3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;
c、d相连时,电流由d到c;
b、c相连时,c上有大量气泡;
b、d相连时,d上有大量气泡产生,则这四种金属的活动顺序由强到弱为( )。
A.a>
b>
c>
dB.a>
d
C.c>
a>
dD.b>
d>
a
解析 由“a、b相连时a为负极”可知金属a的活泼性>
金属b的活泼性,由“c、d相连时电流由d到c”知金属c的活泼性>
金属d的活泼性,由“b、c相连时c上有大量气泡”知金属b的活泼性>
金属c的活泼性,因此,A项正确。
4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是( )。
A.原电池放电时,负极上发生反应的物质是Zn
B.负极发生的反应是Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2
C.工作时,负极区溶液酸性增强,正极区碱性增强
D.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
解析 根据总反应Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,分析其化合价变化可知,Zn在负极上反应,Ag2O在正极上反应,电解质溶液为KOH溶液,所以负极反应式为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,正极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-。
这样,在负极区因OH-被消耗,碱性减弱,pH减小,溶液的OH-作定向移动到负极来补充,正极区生成OH-碱性增强,pH增大,故D项错误。
1.下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是( )
A.化石能源物质内部蕴储着大量的能量
B.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C.物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用
D.吸热反应没有利用价值
解析:
吸收热量的化学反应叫吸热反应。
例如,制造水煤气反应、高炉中还原剂一氧化碳的产生(在高温条件下,用碳还原二氧化碳制取一氧化碳)等反应都是吸热反应,也都是很有价值的重要的工业反应。
答案:
D
2.(双选)下列关于原电池的叙述正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转化为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极
D.原电池放电时,电路中的电流是从负极到正极
构成原电池的电极可以是金属与金属,也可以是金属与非金属等,A项错误;
原电池放电时,电流是从正极到负极,D项错误。
BC
3.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是( )
铜与稀硫酸不反应,若在铜电极上产生气泡,须构成原电池,且铜做正极,比铜活泼的金属做负极。
D没有闭合回路答案:
A
4.对于锌、铜和稀硫酸构成的原电池,下列有关说法正确的是( )
①Zn是负极 ②Cu是正极 ③负极反应:
Zn—2e-===Zn2+ ④正极反应:
Cu2++2e-===Cu
A.仅①②B.仅①②③
C.仅②③④D.①②③④
Zn—Cu—稀H2SO4原电池中,负极是Zn,电极反应式为:
Zn—2e-===Zn2+;
正极是Cu,电极反应式为:
2H++2e-===H2↑。
B
5.根据下列事实:
①X+Y2+===X2++Y;
②Z+2H2O(冷)===Z(OH)2+H2↑;
③Z2+氧化性比X2+弱;
④由Y、W电极组成的电池,电极反应为W2++2e-===W、Y-2e-===Y2+,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为( )
A.X>Z>Y>WB.Z>W>X>Y
C.Z>Y>X>WD.Z>X>Y>W
由①得还原性:
X>Y;
由②知单质Z能与冷水反应,Z为活泼的金属单质;
由③得还原性:
Z>X;
由④得还原性:
Y>W,则有还原性Z>X>Y>W。
6.(双选)某原电池的总反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Cu,电解质溶液为FeCl3溶液
由原电池总反应为2Fe3++Fe===3Fe2+可知,Fe发生氧化反应,则负极材料为Fe,比Fe不活泼的金属或导电的非金属做正极,含Fe3+的盐溶液做电解质溶液。
C项,电池反应为3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe;
D项,电池反应为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
CD
7.实验室欲制氢气,所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同,反应速率最快的是( )
A.纯锌与稀硫酸反应
B.纯锌和浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应
D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
D中可形成锌铜原电池和锌铅原电池,能加快化学反应速率,D可选。
解此题还须注意:
①虽然稀硫酸和稀盐酸的浓度相同,但c(H+)不同,使用稀硫酸比稀盐酸反应速率快;
②浓H2SO4与Zn反应,开始阶段不生成H2。
8.如图在银锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为______极,电极上发生的是______(填“氧化”或“还原”)反应。
电极反应式为______________,锌片上观察到的现象为______________,银为______极,电极上发生的是__________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是______________________,银片上观察到的现象是________________________________________________________________________。
本题考查了原电池的组成及工作原理。
在该电池中,锌为负极,发生氧化反应,逐渐溶解;
Ag为正极,发生还原反应,有红色的铜析出。
答案:
负 氧化 Zn-2e-===Zn2+ Zn片逐渐溶解 正 还原 Cu2++2e-===Cu 银片上有红色物质析出
9.下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是( )
A.NO和O2B.HCl和NH3C.H2和COD.SO2和CO2
A和B选项中的两组气体常温下会发生反应,不能共存;
C选项中的H2用向下排空气法收集,而CO一般用排水法收集;
D选项中的SO2和CO2常温下不发生反应,而且两者的密度均比空气大,都可以用向上排空气法收集。
10.下列气体既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的是( )
A.O2B.Cl2C.SO2D.NH3
浓H2SO4是酸性干燥剂,具有强氧化性,碱石灰是碱性干燥剂,所以只能选中性气体,且不易被浓H2SO4氧化。
11.用向上排空气法收集Cl2和HCl时,可以用来检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是( )
A.湿润的KI淀粉试纸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
A项,HCl与KI不反应,不能用于HCl的检验;
B项,Cl2使湿润蓝色石蕊试纸先变红后退色,HCl使其变红;
C项,Cl2、HCl与NH3反应现象相同;
D项,湿润红色石蕊试纸不能用于HCl的检验。
12.实验室中制备①H2、②CO2、③Cl2三种气体的反应中,盐酸的作用( )
A.①②③互不相同B.在①和②中相同
C.在②和③中相同D.在①②③中均相同
制取H2时盐酸的作用是酸性和氧化性;
制取CO2时盐酸的作用只是酸性;
制取Cl2时,盐酸的作用是酸性和还原性。
13.实验室为了简便制取干燥的氨气,下列方法中适合的是( )
A.加热氯化铵固体,产生的气体用碱石灰干燥
B.在N2和H2混合气中加入铁触媒并加热至500℃
C.在浓氨水中加入NaOH固体并加热,产生的气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,生成的气体用P2O5干燥
NH4Cl受热分解得到NH3和HCl,遇冷二者又重新化合生成NH4Cl,故加热NH4Cl固体无法制取氨气。
N2和H2合成氨,该反应是可逆反应,得到的NH3纯度低,且反应需高温高压,不适合在实验室里制取。
加热分解NH4HCO3,所得气体中有CO2且用P2O5干燥时NH3被吸收。
NaOH固体溶于水时放热,故在浓氨水中加入NaOH固体并加热会有大量氨气逸出,且NH3可用碱性干燥剂(如碱石灰)干燥。
C
14.用下列两种方法制取氯气:
①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应;
②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应;
则所得氯气( )
A.②比①多B.①比②多C.一样多D.无法比较
根据反应4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+2H2O+Cl2↑,用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,所得氯气为1mol,而用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,会因随反应的进行浓盐酸变为稀盐酸而使反应逐渐停止,最后有一定量的氯化氢剩余,所得氯气的物质的量小于1mol。
15.(双选)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是( )
本题考查了实验室制取氨气的方法。
NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,而当温度降低时,NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl,气体进入干燥管的机会不多,A项错误;
向CaO中滴加浓氨水,CaO遇水生成Ca(OH)2,同时放出大量热量,使浓氨水分解出氨气,B项正确;
固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜,使产生的水能够流出,以免损坏试管,C项错误;
对于D项,浓氨水加热制取NH3的方法和试剂都是正确的。
AC
16.用排气法收集下列气体时,如何确定集气瓶内的气体已收集满?
请写出简单的操作步骤、现象及结论。
(1)O2:
________________________________________________________________________;
(2)Cl2:
(3)HCl:
(4)NH3:
(5)CO2:
________________________________________________________________________。
(1)将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃,证明氧气已集满
(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸置于瓶口,试纸变蓝,证明氯气已集满
(3)将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口,试纸变红,证明氯化氢气体已集满
(4)将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口,试纸变蓝,证明氨气已集满
(5)将燃着的小木条伸到集气瓶口,木条火焰熄灭,证明二氧化碳已集满
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1.下面几种情况,能够形成原电池的是( )
选C。
A项中两电极相同;
B项中Zn未与电解质溶液接触,不能形成闭合回路;
D项中酒精不是电解质,这三种情况都不能形成原电池。
2.如图装置,电流表G发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为电解质溶液,则a、b、c可能是下列各组中的( )
A.a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液B.a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
C.a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4D.a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
选A。
原电池工作时,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,说明b极失去电子而溶解,是负极,a极上金属离子得电子,是正极,电解质溶液中应含有该金属离子。
3.在如图所示的装置中,a为锌棒,b为碳棒,关于此装置的叙述不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液的酸性减弱
B.导线中有电子流动,电子从a极流到b极
C.a是正极,b是负极
D.a极上的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+
Zn为活泼金属,做负极;
碳棒为惰性电极,做正极。
负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,正极反应式为2H++2e-===H2↑,故碳棒上有气体放出,溶液的酸性减弱;
外电路中电子由负极流向正极。
4.(12分)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题:
(1)①装置B中盛放的试剂为________________。
②装置C中所盛放试剂的作用是________________________________________________________________________。
(2)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为该装置应加在________和________之间(填两个装置字母序号),装置中应放入________(填写试剂或用品名称)。
(3)丙同学将4.48L氯气(标准状况下)通入足量的石灰乳中,理论上可制得氧化产物质量为________g。
根据实验目的为检验H2O和HCl以及Cl2的某些性质,结合实验装置图,可知B是检验H2O,应用无水硫酸铜;
D、E是验证干燥的Cl2无漂白性,湿润的Cl2有漂白性;
因用AgNO3检验HCl时,存在的Cl2会干扰实验,F是除去Cl2,且需保证Cl2除尽,所以在装置F和G之间添加盛有湿润的淀粉KI试纸或湿润的有色布条的装置。
根据反应2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,计算可得氧化产物Ca(ClO)2为0.1mol,即14.3g。
(1)①无水硫酸铜 ②除去Cl2中的水分
(2)F G 湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)
(3)14.3
5.(14分)如图所示,组成一种原电池。
试回答下列问题(灯泡功率合适):
(1)电解质溶液为稀硫酸时,灯泡________(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为____________________;
Al电极上发生的反应为_______________________________。
b.若灯泡不亮,其理由为____________________________________。
(2)电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡________(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,Al电极上发生的反应为____________________________。
b.若灯泡不亮,其理由为________________________。
(1)因为两电极金属的活泼性不同且相连,Mg与稀硫酸反应,符合原电池的形成条件,所以灯泡发亮。
(2)Al与NaOH溶液反应:
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑,所以也符合原电池的条件,负极为Al,失电子,由方程式可知2molAl失6mol电子,生成2mol[Al(OH)4]-,因为是碱性溶液所以用OH-配平即可。
(1)亮 a.Mg-2e-===Mg2+ 2H++2e-===H2↑
(2)亮 a.Al+4OH--3e-===[Al(OH)4]-
6.人造卫星常用到的一种高能电池——银锌蓄电池,它在放电时的电极反应为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,据此判断氧化银是( )
A.负极,被氧化B.正极,被还原
C.负极,被还原D.正极,被氧化
选B。
原电池就是把氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两部分,分别在两个电极上发生,使电子经外电路移动,从而产生电流。
负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应。
7.下列关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的说法中,正确的是( )
A.锌是正极,铜是负极
B.电流从锌片经导线流向铜片
C.负极的反应式为2H++2e-===H2↑
D.反应一段时间后,溶液的c(H+)减小
选D。
由于锌比铜活泼,在形成的原电池中,锌是负极,铜是正极;
电子从锌片经导线流向铜片,则电流从铜片经导线流向锌片;
负极的反应式为Zn-2e-===Zn2+,正极的反应式为2H++2e-===H2↑;
反应一段时间后,由于消耗了H+,溶液的c(H+)减小。
8.根据反应:
2Ag++Cu===Cu2++2Ag,设计如图所示的原电池,下列说法错误的是( )
A.X可以是银或石墨
B.Y是硫酸铜溶液
C.电子从铜电极经外电路流向X电极
D.X极上的电极反应式为Ag++e-===Ag
由电池反应式2Ag++Cu===Cu2++2Ag可知,铜做负极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+;
X做正极,可以是比铜不活泼的银或石墨等,电极反应式为Ag++e-===Ag;
电解质溶液中需含有Ag+,故B说法错误。
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