化学必修2鲁科版第2章第3节化学反应的利用教案

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1、第2章第3节化学反应的利用.教学目的1、进一步具体认识“利用化学反应造福人类”2、掌握实验室制取氯气的方法，以及原电池的工作原理.教学重点、难点原电池的概念 三.知识分析(一)利用化学反应制备新物质：1、利用化学反应制备新物质的意义：利用化学反应不仅能制备自然界中存在的物质,而且还能制备自然界中不存在的物质 。利用化学反应制备所需要的物质，例如消毒剂C1O2的制备。通过改变材料的结构，提高其 性能 ，扩大适用范围。利用化学反应制备物质已成为保障人们物质需求的重要手段。2、实验室里利用化学反应制取氯气：(1)试剂：MnQ和浓盐酸(2)原理： MnQ+4HCl (浓) MnCb+Cl 2 f +2

2、H2O该反应的氧化剂是 MnQ ,还原剂是HCl 。思考：浓盐酸在该反应是显示了 性和 性。反应中，被氧化的氯化氢占参加反应的氯化氢的 。根据反应物的状态和反应条件，实验室制氯气应选择哪些仪器？(解答：还原；酸。1/2。略)(3)仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、导管、双孔塞、铁架台、铁圈、铁夹等。(4)实验装置：问题：生成的Cl2中会混有什么气体？如何除去 ？解答：含有HCl及水蒸气。气体的净化装置：先通入饱和食盐水 中,再通入 浓硫酸 中。气体的收集装置：向 上排空气或排饱和食盐水一问题：Cl2能否直接排入空气中？为什么？解答：不可。Cl2有毒。尾气的吸收装置：用NaOH溶液吸收尾气。【动

3、脑动手】 实验室中制取、收集纯净、干燥的氯气，请设计系列化成套装置。你的装置图：(5)实验步骤:组装成套装置：按照从下到上、从左到右的顺序。检验装置的气密性。（如何检验？）向有关仪器中加入化学药品，重新连接各仪器。通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为1.19g/cm 3的浓盐酸，缓缓加热，使反应进行。注意：浓盐酸不要一次加得太多，要先少加，必要时再加；加热要缓缓进行，以减少HCl的挥发，提高Cl 2的纯度，节约盐酸。收集氯气吸收尾气【知识扩展】工业制 Cl 2原理：电解饱和食盐 2NaCl + 2H 2O 电解 2NaOH + H2T + Cl 2T你知道在实验室或工厂里是利用哪些化学反应制备以

4、下物质的吗？化学方程式Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 T2KMnO K 2MnO + MnO?+ O2 TFe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO 2S + O 2 点燃 SO22SO + O 2 .催化剂 “2SQ r-SO + H 2O = H2SC4N2 +3 H 2 催化剂-2NH 3,高温高压4NH + 5O 2 催化剂 4NO + 6H 2。A -2NO + O2 =2NO; 3NO +H2O = 2HNO+ NO物质H2Q生铁H2SO（以S为原料）NH硝酸（二）化学反应为人类提供能源【交流研讨】“即热饭盒”是怎样使饭菜变热的？铁路工人用铝热剂焊接钢轨，你

5、能解释其中原因吗？（解答：撤去底部隔板时。镁与水反应而放热。铝热剂反应时放出大量的热，使钢轨熔化 而焊接在一起。）放热反应：放出热量的反应。吸热反应：吸收热量的反应。1、原电池及其工作原理一【实验探究】将铜片、锌片插入稀硫酸中，然后用。4溶液导线将铜片、锌片连接起来并接入电流表，观察现象：实验现象：锌片： 逐渐溶解。铜片：产生气泡。实验结论：有电子从锌流向铜。（1）原电池：把化学能转化为电能的装置:（2）原电池的工作原理：Zn + 2H + = Zn2+ + H 2T（3）形成原电池的条件： 连成闭合回路； 两个电极活泼性不同; 电极侵入电解质溶液； 活泼电极与电解质溶液发生氧化还原反应。(4

6、)电极名称：负极：电子流出的一极。(较活泼 的金属)正极： 电子流入的一极。(不活泼 的金属或 导电的非金属 )想一想：在 CuZn原电极中：Zn 是负极; Cu是正极。(5)电极反应式和电极反应的类型：负极反应： Zn -2e - = Zn2+( 氧化 反应)正极反应： 2H+2e- = H2 T (还原 反应)总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + 七 T -注息：正极的作用是导体及产生电势差，它不参与化学反应。负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物，有的原电池负极的作用是导体，它不参与反应。写电极反应式要遵从客观事实。2、原电池电极反应的书写方法(

7、1)写出总化学反应方程式；(2)根据总化学反应方程式按照电子得失情况，分成氧化反应和还原反应。【练一练】判断下列各装置是否为原电池，若是，请指出正负极并写出其电极反应式。【解答：不是；负极(Fe) Fe-2e = Fe2+;正极(Ag) Cif+ + 2e - = Cu ;负极(Zn) Zn-2e =Zn2+;正极(C) 2Ag+ + 2e - = 2Ag ;不是。】3、几种常见化学电源(1)干电池：例锌猛电池(2)充电电池：例 铅蓄电池、锂离子电池、燃料电池4、更多形式的能量与化学能之间的相互转化(1)电能与化学能相互转化： 例如 原电池、他和Q在闪电作用下生成 NO等。(2)化学能与热能的

8、相互转化：例如 天然气的燃烧、CaCO的受热分解。(3)光能与化学能的相互转化：例如 光合作用、炭的燃烧。【典型例题】例1、关于如图所示的装置的叙述，正确的是()A.铜是阳极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原答案：D解析：本题考查有关原电池的知识。Zn为原电池的负极失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2 ,原电池只分正极负极，不用阳极阴极表示，电流与电子流的方向相反。点评：原电池的概念、原理是出题的热点，要熟练把握相关基础知识。例2、铅蓄电池的负极及负极反应物为Pb ,正极反应物为 PbO

9、,电解质溶液为稀 HkSO溶液，原电池的反应的产物之一是难溶性的PbSO。写出铅蓄电池中的电极反应式。答案： 负极：Pb +SQ 2- 2e- = PbSO4 J正极：PbO2+SO 2- + 4H +2e-=PbSO J + 2H2O解析：由题意可知：原电池反应中Pb失去电子变为 Pb2+, PbO中的Pb4+得到电子变为Pb2+并 释放出O2-。在稀硫酸溶液中，PtT必然与SO2-结合为PbSO沉淀(非氧化还原反应)，C2-必然与H+结合为HO(非氧化还原反应)。点评： 注意铅蓄电池总反应式为：Pb +PbQ +2H.SQ = 2PbSO J +2HO例3、任何一个自发的氧化还原反应都可以

10、设计为原电池，下列化学反应也不例外Fe+2FeCl 3=3FeCl2该电池的负极材料为 ,电极反应式为 该电池的正极材料为 ,电极反应式为 答案：Fe ; Fe =Fe2+2e- ; Cu ; 2Fe3+2e-= 2Fe2+ 。解析：在化学反应的电子转移中，Fe失去电子，Fe3+得到电子。故要选择 Fe作负极材料，选择化学活泼性比铁弱的导体作正极材料。点评：设计原电池要结合题目条件，根据构成原电池的4个条件思考问题。例4、市场上出售的“热敷袋”中的主要成分为铁屑，炭粉，木屑和少量NaCl和水等。热敷袋在使用前用塑料袋使之与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓，就会放出热量， 使用完后，会发现袋内

11、有许多铁锈生成。请回答：(1)热敷袋中放出的热量来源于 放出的热量。(2)炭粉的作用是。(3)加入 NaCl的主要作用是 。(4)写出有关的电极反应式和化学方程式： 。答案：(1)铁屑被氧化(2)炭、铁和NaCl溶液构成了原电池，炭作正极，加速Fe的氧化。(3)溶于水形成电解质溶液(4) 负极：2Fe - 4e-= 2 Fe 2+正极：O2 + 2H 2。+ 4e -= 4OH-Fe2+ + 2OH - = F e( OH) 24 Fe（ OH） 2 + O 2 + 2H 2O =4 F e （ OH） 3点评：热敷袋的主要功能是提供热能，而热能可以由化学反应提供，但应在较短时间内完成。所以可

12、以想到，原电池反应比单纯的对应的化学反应要快，再结合所提供材料，很容易联想到原电池这一知识内容，顺利的完成该题。【模拟试题】-、选择题：1、用向上排空气法收集氯气和氯化氢时，可用于检验瓶中是否已充满又可区别两种气体的是（ ）A.湿润的淀粉碘化钾试纸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2、将8.7gMnO2与含HCl14.6g的浓盐酸共热制取 CL,可制得C12质量m为（）。A. m = 7.1gB. 7.1gm14.2gC. m14.2g3、将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO溶液中，当电池中有0.2mol电子通过时，负极质量的变化是（）A. 增加6.5g B.减少

13、6.5g C.减少5.6g D.增加6.4g4、下列说法错误的是（）A化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B 物质的燃烧一定是放热反应C 放热的化学反应不需要加热就能发生D 化学能与光能之间可以相互转化5、将铝片和铜片用导线连接，一组插入浓 了原电池，则这两个原电池中，正极分别为（A. 铝片铜片 B.铜片铝片6、以下反应不能用于实验室制氯气的是（HNO溶液中，）C.铝片铝片）一组插入稀NaOHB液中，分别形成D.铜片铜片A. 2KMnC4+16HCl （浓）=2KCl+2MnCL+Cl 2 T +8H2。B. KClO 3+6HCI （浓）=KCI+3CI2 T +3H2OC. 4HC

14、I+O2 催化剂 2H2O+2CLT A -D. MnO2+4HCl （浓） MnC2+Cl 2 T +2H2O7、实验室制取下列气体时所用的气体发生装置相同的是（）A. H2和 O2B. O2和 COC. H2和 COD. Cl 2和 H28、当不慎有大量Cl2溢出周围空间时，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某物质的水溶液的 毛巾捂住鼻子，以防中毒，该物质最适宜的是（）。A. NaOHB. NaClC. NaHCQD. Na 2CO9、据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。 其电池反应为2Zn + O2= 2ZnO,原料为锌粒、电解质和空气，则下

15、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Zn = Zn 2+ 2e -C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸10、关于能源的开发和节约，你认为下列哪个观点是错误的（）A.根据能量守恒定律，担心能量枯竭实在是杞人忧天的表现B.能源是有限的，无节制地利用常规能源如石油、煤、天然气等是一种短期的盲目行为C.能源的开发和利用，必须要同时考虑对环境的影响D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径、填空题11、化学反应都伴随着能量的变化，阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为:2H + O2 = 2H2O,电解液为KOH液。氢氧燃料电池的突出优点是把 能直

16、接转化 为 能，而不经过 能这一中间形式。（ 1 ）有关氢氧燃料电池的下列叙述正确的是（ ）A. 此电池能发出蓝色火焰B. 氢气为正极，氧气为负极C. 工作时电解液的 pH 值不断增大D. 负极：2H2 + 4OH 4e = 4H2O正极：02 + 2H2。+ 4e= 40H（2）电池产生的水可作为饮用水，今欲得常温下 1L 水， 则电池内电子转移的物质的量约为（）A. 8.9 x 10-3 mol B. 4.5 x 10-2 mol C. 1.1 x 102 mol D. 5.6 x 102mol12、宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池总反应式为2H2 + Q = 2H2Q试分别写出电解质溶液

17、为盐酸时的电极反应式，电解质溶液为KOH液时的电极反应式。三、计算题13、用4.35gMn02 与过量盐酸加热，反应后生成的 Cl2 的质量是多少？反应后剩余的盐酸用40.00g10.0%的NaOH液恰好完全中和，再向溶液中加入过量的AgNO溶液时，生成沉淀的质量是多少？【试题答案】-、选择题1、 B2、C3、 B4、C5、 A6、 C7、C8、 C9、C10、 A二、填空题11、化学 ； 电； 热 ；（ 1） D ；（2） C12、电解质为盐酸时负极：2H - 4e- = 4H+ ;正极：Q+4H+4e =2吐0电解质为KOH液时负极：2H2 + 40H- - 4e - = 4H2。正极：Q + H 2。+4e- = 40H三、计算题13、 3.55g ； 28.7g