魯科版高中化學必修第一冊第3章第3節(jié)第4課時物質(zhì)特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系與常見氣體的制備能力課課件

第4課時物質(zhì)特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系與常見氣體的制備(能力課)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第3節(jié)氮的循環(huán)探究任務1．學會從物質(zhì)類別、元素價態(tài)角度認識物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律、特點，會書寫有關(guān)化學方程式。2．了解常見氣體的制備原理、儀器裝置，依據(jù)氣體的性質(zhì)選擇凈化、收集、尾氣處理方法。探究要點典例導航

物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系“

”非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過程轉(zhuǎn)化為含氧酸D，已知D為強酸，請回答下列問題：(1)若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。①D的化學式是________。②在工業(yè)生產(chǎn)中，B氣體的大量排放會形成______而污染環(huán)境。H2SO4酸雨(2)若A在常溫下為氣體，C是紅棕色的氣體。①A、C的化學式分別是________、________。②D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體，請寫出該反應的化學方程式：_______________________________________________。該反應________(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應。N2NO2Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O屬于

1．下列各組物質(zhì)之間通過一步反應不能實現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是(

)選項XYZACO2NaHCO3Na2CO3BNONO2HNO3CNa2SO3SO2H2SO4DFeFeCl3FeCl2C

[C選項中H2SO4不能一步轉(zhuǎn)化為Na2SO3，錯誤。]√2．已知某物質(zhì)X能發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：下列有關(guān)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中物質(zhì)及其反應的敘述錯誤的是(

)A．若X為N2或NH3，則A為硝酸B．若X為S或H2S，則A為硫酸C．若X為非金屬單質(zhì)或非金屬氫化物，則A不一定能與金屬銅反應生成YD．反應①和②一定為氧化還原反應，反應③一定為非氧化還原反應√D

[A項，若X為N2或NH3，Y為NO，Z為NO2，則A為硝酸，正確；B項，若X為S或H2S，Y為SO2，Z為SO3，則A為硫酸，正確；C項，若X為N2或NH3，A為硝酸時，Y為NO，稀硝酸與Cu反應生成Y，濃硝酸和Cu反應不生成Y，則A不一定能與金屬銅反應生成Y，正確；D項，反應①和②一定為氧化還原反應，反應③若為二氧化氮和水的反應也為氧化還原反應，錯誤。]1．實驗室常見氣體的三種制備裝置常見氣體的制備類型發(fā)生裝置主要儀器制備氣體①固固反應加熱

酒精燈、試管、鐵架臺NH3、O2類型發(fā)生裝置主要儀器制備氣體②固液反應常溫

分液漏斗、圓底燒瓶、鐵架臺H2、CO2、O2③固液反應加熱

分液漏斗、圓底燒瓶、鐵架臺、酒精燈Cl22．氣體的凈化易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水吸收；酸性氣體雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；堿性氣體雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；能與雜質(zhì)氣體發(fā)生反應生成沉淀或可溶性物質(zhì)的物質(zhì)，也可作為吸收劑；水蒸氣為雜質(zhì)氣體時，可用干燥劑吸收。3．氣體的收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法使用條件收集的氣體難溶于水且不與水反應收集的氣體不與空氣反應，密度比空氣的大，且與空氣密度相差較大收集的氣體不與空氣反應，密度比空氣的小，且與空氣密度相差較大收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集裝置

適用的氣體H2、O2、NO、CH4等Cl2、HCl、CO2、NO2、SO2等H2、NH3、CH4等4．尾氣處理(1)處理原則①能充分吸收氣體；②不能發(fā)生倒吸。(2)常見裝置①吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用甲裝置。②吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2、SO2等)用乙裝置。③CO、H2等氣體可用點燃或收集于塑料袋或氣球中的方法除去，如裝置丙、丁。氯氣是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)和生活中應用十分廣泛。已知：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，所以在實驗室可用高錳酸鉀固體和濃鹽酸制氯氣，實驗裝置如圖所示。(1)請為該實驗選擇合適的發(fā)生裝置：

_____(填“A”或“B”)。B(2)要得到純凈、干燥的氯氣，在發(fā)生裝置和集氣瓶之間還需要放置如下圖中的______(填字母)。A

BC

DD(3)當集氣瓶中收集滿氯氣時，可以觀察到氣體呈_______色。燒杯中所盛液體為_____________，其作用是________________。[解析]

(1)由題知，該反應制取氣體的類型為固體＋液體―→氣體；反應不需加熱，故應選擇B裝置。(2)氯氣中可能混有HCl、H2O(g)，HCl用飽和NaCl溶液除去，H2O(g)用濃硫酸除去，要得到純凈、干燥的氯氣，應先除去HCl，再除去H2O(g)。(3)氯氣的顏色為黃綠色，燒杯中所盛液體為NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯氣。黃綠NaOH溶液吸收多余的氯氣方法技巧常見氣體干燥劑的選擇實例干燥劑適合于干燥的氣體備注P2O5酸性氣體(SO2、CO2、HCl等)不適用于NH3濃硫酸酸性氣體(SO2、CO2等)或氧化性氣體(Cl2等)不適用于H2S、NH3、HBr等CaCl2酸性氣體(SO2、CO2、HCl等)、中性氣體(O2、H2等)不適用于NH3堿石灰(氧化鈣、氫氧化鈉)堿性氣體(NH3等)或中性氣體(O2、H2等)不適用于酸性氣體1．如圖是一套實驗室制氣裝置，用于制取、干燥和收集氣體。下列各組物質(zhì)中能利用這套裝置進行實驗的是(

)A．堿石灰和濃氨水B．二氧化錳和濃鹽酸C．銅和稀硝酸D．碳酸鈣和稀鹽酸√D

[A項中制備氨氣，但氨氣不能用濃硫酸干燥，錯；二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣應加熱，B錯；銅和稀硝酸制備NO氣體，不能用排空氣法收集，C錯；碳酸鈣和稀鹽酸反應制備CO2，CO2可以用濃硫酸干燥，可以用向上排空氣法收集，D對。]2．NH3及其鹽都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為______________。A、C、G(2)按下圖裝置進行NH3性質(zhì)實驗。①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是__________，原因是___________________________________________________________，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1。②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是____________________________。產(chǎn)生白煙氯化氫與氨氣反應生成了氯化銨小顆粒，氯化銨小顆粒形成白煙燒杯中的石蕊溶液會流入B瓶[解析]

(1)氨氣的實驗室制取采用的是固固加熱裝置，氨氣密度比空氣小且極易溶于水，所以選A、C、G。(2)由于A中壓強比B中大，所以當打開旋塞1，A中的HCl會進入B中與NH3反應生成氯化銨，產(chǎn)生大量的白煙；再打開旋塞2，由于氯化氫和氨氣反應生成了固體氯化銨，所以會導致燒瓶內(nèi)的壓強減小，燒杯中的石蕊溶液會倒流進入B瓶。

規(guī)律技法反饋1．特殊物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)直線型；(2)三角型。2．常見氣體實驗裝置制備裝置→凈化裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。知能反饋隨堂評估1．氮及其化合物的變化關(guān)系如圖所示。則下列說法不正確的是(

)A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C．上述所有反應都是氧化還原反應D．氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2√243題號15D

[氮氣和氧氣在放電或高溫條件下反應生成NO，NO與O2反應生成NO2，氮氣與氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2，D錯誤。]243題號152．部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(

)A．a(chǎn)可與e反應生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系23題號14√5

23題號1453．實驗室制備下列氣體時，所用方法正確的是(

)A．制氧氣時，用Na2O2或H2O2作反應物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B．制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體C．制一氧化碳時，用向上排空氣法收集氣體D．制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣23題號41√5A

[用過氧化鈉和過氧化氫制備氧氣時，均可采用固液不加熱的制氣體裝置，A項正確；氯氣溶于水生成HCl和次氯酸，HCl與碳酸氫鈉溶液反應生成CO2，B項錯誤；一氧化碳密度與空氣密度接近，不能用排空氣法收集，C項錯誤；不能用水吸收制取二氧化氮的尾氣，因為二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮難溶于水，造成污染，D項錯誤。]23題號4154．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置制備純凈、干燥的Cl2，并觀察它與金屬的反應。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是(

)243題號15A．只有①和②處 B．只有②處C．只有②和③處 D．只有②③④處243題號15D

[KMnO4和濃鹽酸在常溫下就可以反應生成Cl2，不需要酒精燈加熱，①正確；反應產(chǎn)生的Cl2可能混有HCl，需要進行凈化，但不能使用NaOH溶液，因為Cl2也能和NaOH溶液反應，應該使用飽和食鹽水，②錯誤；凈化后的Cl2可以用濃硫酸干燥，但氣體應從長導管直接通入濃硫酸中，且出氣導管應在液面以上，③錯誤；干燥的Cl2和金屬反應的容器只有氣體進入而無氣體排出，一段時間后壓強升高，可能會使實驗裝置中某處的橡膠塞彈開，④錯誤。]√5．(素養(yǎng)題)如圖所示，A、B、C是實驗室常用的三種制取氣體的裝置。提供的藥品有：大理石、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、二氧化錳、氯化銨、熟石灰。現(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、Cl2、H2、CO2四種氣體，試回答下列問題：243題號15A

B

C(1)選用A裝置可制取的氣體有________(填化學式，下同)；選用B裝置可制取的氣體有____________；選用C裝置可制取的氣體有________。(2)標號①②的儀器名稱分別為___________、________。(3)寫出制取氨氣的化學方程式：

____________________________________________。若要獲得干燥氨氣，可選用下列干燥劑中的______(填字母)。a．生石灰b．濃硫酸c．五氧化二磷243題號15NH3H2、CO2Cl2分液漏斗圓底燒瓶

＋2NH3↑＋2H2Oa[解析]

A裝置是固體和固體混合物加熱制取氣體的裝置，B裝置是液體與固體不加熱制取氣體的裝置，C裝置是液體與固體或液體與液體混合物加熱制取氣體的裝置。氨氣是堿性氣體，可用堿性干燥劑干燥，不能用酸性干燥劑干燥。243題號15一、選擇題(每小題只有一個選項符合題目要求)1．下列物質(zhì)可用來干燥Cl2的是(

)①堿石灰②濃硫酸③無水CaCl2

④P2O5A．①②

B．①③④C．②③④ D．①②③④題號1352468791011121314課時分層作業(yè)(二十三)物質(zhì)特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系與常見氣體的制備C

[氯氣能和堿石灰反應，不能用堿石灰干燥氯氣，濃硫酸和P2O5是酸性干燥劑，氧化鈣是中性干燥劑，可以用來干燥氯氣。]√2．CO2氣體中含少量SO2，欲得到干燥純凈的CO2，通過如圖所示的洗氣瓶，①②兩瓶中所裝的試劑應該是(

)A．①NaOH溶液；②濃硫酸B．①濃硫酸；②NaOH溶液C．①飽和NaHCO3溶液；②濃硫酸D．①濃硫酸；②Na2CO3溶液題號1352468791011121314C

[飽和NaHCO3溶液可除去CO2中的SO2，然后用濃硫酸干燥。]√3．如圖所示是氣體制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的是(

)A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳B．鋅粒和稀硫酸制氫氣

C．濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣D．二氧化錳和雙氧水制氧氣題號1352468791011121314√B

[該裝置與啟普發(fā)生器的原理相似，反應不需要加熱，不能太劇烈。A項中大理石和稀硫酸反應生成硫酸鈣微溶物，將大理石與稀硫酸隔離，反應不能繼續(xù)進行；C項中需要加熱反應才能進行，且二氧化錳為粉末狀固體，不易與濃鹽酸分離；D項中二氧化錳為粉末狀固體，不易與H2O2分離。]題號13524687910111213144．如圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接順序正確的是(

)A．a(chǎn)—b—c—d—e—f—g—hB．a(chǎn)—e—d—c—b—h—i—gC．a(chǎn)—d—e—c—b—h—i—gD．a(chǎn)—c—b—d—e—h—i—f題號1352468791011121314√B

[根據(jù)實驗目的和所給儀器藥品應首先制得氯氣，然后再將氯氣與鐵粉反應，制取FeCl3，最后用NaOH溶液吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境。由于制得的氯氣中含有HCl、H2O等雜質(zhì)，所以與鐵反應之前應先用飽和NaCl溶液吸收揮發(fā)出的HCl，然后用濃硫酸干燥。連接儀器時應注意長管進氣，短管出氣。]題號1352468791011121314

題號1352468791011121314√

題號1352468791011121314

題號1352468791011121314√A

[S與濃硝酸在加熱條件下反應生成H2SO4、NO2和H2O，該反應中只體現(xiàn)了濃硝酸的強氧化性，不體現(xiàn)酸性，故A錯誤；途徑②的尾氣中主要含有有害氣體SO2，通常用氨水進行處理，故B正確；途徑①和②都是由S來制取H2SO4，S的化合價從0價升高至＋6價，制取1molH2SO4，理論上各消耗1molS，各轉(zhuǎn)移6mol電子，故C正確；途徑①中S與濃硝酸反應生成H2SO4、NO2和H2O，NO2會污染大氣，與途徑①相比，途徑②更能體現(xiàn)“綠色化學”的理念，故D正確。]題號13524687910111213147．如圖是某元素的價類二維圖，其中X是一種強堿，A為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對分子質(zhì)量比E小16，各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

)A．A是可與草木灰混合施用的肥料B．C可用排空氣法收集C．F和B能發(fā)生復分解反應生成鹽D．B在一定條件下可直接與Y反應生成D題號1352468791011121314√D

[A為正鹽，X是一種強堿，二者反應生成氫化物B，則A為銨鹽、B為NH3，B連續(xù)與Y反應得到氧化物D與氧化物E，且E的相對分子質(zhì)量比D大16，則Y為O2、C為N2、D為NO、E為NO2，通常條件下Z是無色液體，E與Z反應得到含氧酸F，則Z為H2O、F為HNO3，F(xiàn)與強堿X發(fā)生酸堿中和反應得到G，G為硝酸鹽。物質(zhì)A為銨鹽，草木灰主要成分是K2CO3，水溶液呈堿性，二者混合會發(fā)生反應放出氨氣，使肥效降低，A錯誤；C是N2，氮氣的密度與空氣接近，不宜采取排空氣法收集，可以利用N2難溶于水的性質(zhì)，用排水法收集，B錯誤；B是NH3，F(xiàn)是HNO3，二者發(fā)生化合反應生成NH4NO3，該反應是化合反應，不是復分解反應，C錯誤；B是NH3，Y為O2，NH3在催化劑存在并加熱的條件下，與O2反應生成NO和H2O，D正確。]題號1352468791011121314二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題目要求)8．如圖是制取、凈化并測量生成氣體體積的裝置示意圖。利用上述裝置進行下表所列實驗，能達到實驗目的的是(

)題號1352468791011121314題號1352468791011121314物質(zhì)實驗a(液體)b(固體)c(液體)A稀鹽酸鋅粒濃硫酸B濃氨水生石灰濃硫酸C濃硫酸銅片NaOH溶液D稀硝酸銅片H2O√A

[A、B、C、D項中產(chǎn)生的氣體依次分別為H2、NH3、SO2、NO；B項NH3不能用濃硫酸干燥；C項濃硫酸與Cu反應需要加熱；D項中產(chǎn)生的NO與O2反應，測得V(NO)不準確。]題號13524687910111213149．甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，則下列說法錯誤的是(

)A．若甲是C，則乙可能是O2B．若甲是Fe，則乙可能是Cl2C．若甲是NaOH溶液，則乙可能是SO3D．若甲是H2S，則乙可能是O2題號1352468791011121314√√BC

[若甲是C，則乙可能是O2，丙是CO，丁是CO2，A正確；若甲是Fe，乙是Cl2，則丙是氯化鐵，氯化鐵和氯氣不反應，B錯誤；若甲是NaOH溶液，則乙可能是SO2，丙是亞硫酸鈉，丁是亞硫酸氫鈉，C錯誤；若甲是H2S，則乙可能是O2，丙是S，丁是SO2，D正確。]題號135246879101112131410．下列裝置應用于實驗室制氯氣并回收氯化錳的實驗，能達到實驗目的的是(

)A．用裝置甲制取氯氣

B．用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C．用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液D．用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl2·4H2O題號1352468791011121314√C

[MnO2與濃鹽酸反應生成Cl2，需加熱，A錯誤；除去Cl2中的HCl應通過飽和食鹽水，且氣體從長導管進入，B錯誤；MnO2不溶于水，MnCl2可溶于水，兩者用過濾的方法分離，C正確；不可蒸干MnCl2溶液，否則得不到結(jié)晶水合物，D錯誤。]題號135246879101112131411．實驗室制取氨氣、收集、驗證其還原性并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的的是(

)A．用裝置甲制取氨氣B．用裝置乙收集氨氣時氣體應該從a口進b口出C．裝置丙中黑色固體變成紅色時還原產(chǎn)物可能為銅D．可以用裝置丁吸收氨氣，進行尾氣處理題號1352468791011121314√√BC

[氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，二者在試管口遇冷又重新化合生成氯化銨，不能用裝置甲制取氨氣，A錯誤；氨氣密度小于空氣，可以用向下排空氣法收集，即用裝置乙收集氨氣時氣體應該從a口進b口出，B正確；裝置丙中黑色固體變成紅色時還原產(chǎn)物可能為銅，C正確；氨氣極易溶于水，不能用裝置丁直接吸收，應有防倒吸裝置，D錯誤。]題號1352468791011121314三、非選擇題12．Ⅰ．常見無機物A、B、C、D、E、X存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系。已知A、B、C、D的焰色試驗都呈黃色，其中A為單質(zhì)，X是常見的無色無味氣體(部分生成物和反應條件略去)。題號1352468791011121314請回答：(1)組成單質(zhì)A的元素符號為________。(2)寫出由C轉(zhuǎn)化為D的化學方程式：

______________________________________。題號1352468791011121314NaNa2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3Ⅱ．A、B、C、D為四種常見物質(zhì)。A是金屬單質(zhì)，且A的合金用量最大。這四種物質(zhì)具有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應條件略去)。

請回答：(1)向溶液C中滴加硫氰酸鉀溶液，溶液______色。(2)寫出圖中反應C＋A―→B的離子方程式：

__________________。題號1352468791011121314紅

2Fe3+＋Fe===3Fe2+

題號135246879101112131413．某化學課外活動小組通過實驗利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾，夾持固定裝置略去)。

題號1352468791011121314(1)E裝置中制取NO2反應的化學方程式是________________________________________________。(2)若NO2能夠被NH3還原，預期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是___________________________________________。題號1352468791011121314Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OC裝置中混合氣體顏色變淺(答案合理即可)

(3)實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預期現(xiàn)象。該小組同學從反應原理的角度分析了原因，認為可能是①NH3還原性較弱，不能將NO2還原；②在此條件下，NO2的轉(zhuǎn)化率極低；③_________________________________________。(4)此