第10讲 氯气的实验室制法 氯离子的检验-【暑假自学课】2022年高一化学暑假精品课（人教版）

第10讲 氯气的实验室制法 氯离子的检验 【学习目标】 1．知道实验室制备氯气的原料，理解其制备原理。 2．能根据氯气制备原理及氯气的性质，认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。 3．了解氯离子的检验原理、所用试剂，能规范书写氯离子的检验方法。 【基础知识】 气体制备装置 反应类型 固＋固气 固＋液气 制备气体 O2 H2 CO2 O2 1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为Chlorine(中文命名“氯气”)。 请你根据氧化还原反应原理，请你写出舍勒制备氯气的化学方程式及离子方程式。 自然界氯主要以氯化物存在，盐酸是人们合成的物质。舍勒制备氯气，是将Cl－转化为Cl2：2Cl－－2e－―→Cl2↑，其原理是氧化阴离子，此法可用于实验室制备氯气。 一、氯气的实验室制法 1．原料 含有Cl－的物质(如浓盐酸)和强氧化剂(除MnO2外还可以是KMnO4、KClO3等) 2．原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O （1）必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，故随反应进行浓盐酸变为稀盐酸，反应不再进行。 （2）加热方式——微热，以减少浓盐酸的挥发。 （3）参加反应的HCl中，只有被氧化。 氯气的生产方法也曾经历了漫长的发展过程。一直到1836年为止，人们还一直沿贝托雷发明的方法来生产氯气，这种方法是把氯化钠、软锰矿和硫酸的混合物装在铅蒸馏器中，经过加热后便能产生出氯气。 请写出制备反应的化学方程式_________________________________________________________。 【答案】2NaCl＋MnO2＋2H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋MnSO4＋2H2O 2．装置 （1）发生装置 依据氯气制备类型：固体＋液体气，发生装置如下： ①使用分液漏斗一是可防止盐酸挥发，二是可控制反应速率及氯气的量 ②为了在反应过程，使盐酸顺利滴下，可采用以下装置： （2）收集装置 依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。 饱和食盐水 （3）净化干燥装置 由于氯气含有HCl、水蒸气，需除去。 用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除去水蒸气(氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰)。 （4）尾气处理装置 Cl2有毒，易污染空气，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2(Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O)。 NaOH溶液 Ca(OH)2溶解度小，不能用澄清石灰水吸收Cl2，否则不能充分吸收多余的Cl2。 ①常见气体制备流程 ②氯气制备装置图 在3支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。 实验试剂 实验现象 反应原理 稀盐酸 产生白色沉淀，沉淀不溶解 HCl＋AgNO3＝AgCl↓＋HNO3 NaCl溶液 产生白色沉淀，沉淀不溶解 NaCl＋AgNO3＝AgCl↓＋NaNO3 Na2CO3溶液 产生白色沉淀，后沉淀溶解，产生气泡 Na2CO3＋2AgNO3＝Ag2CO3↓＋2NaNO3 Ag2CO3＋2HNO3＝CO2↑＋H2O＋2AgNO3 实验结论：检验Cl－常用AgNO3溶液，一般先在待检液中滴入适量稀硝酸酸化，排除CO的干扰，然后滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl－。 二、氯离子的检验 1．原理 Cl－＋Ag＋＝AgCl↓ AgCl不溶于稀硝酸 2．试剂 AgNO3溶液和稀硝酸 3．答题模板 ①检验溶液中的Cl－时需加入稀HNO3。以排除CO32－离子的干扰，以免判断错误。 ②不能用稀盐酸酸化，否则会引入Cl－。 ③如果SO和Cl－同时存在，先用过量Ba(NO3)2溶液除去SO，然后再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl－。 1774年，舍勒所发明即用盐酸与软锰矿反应用制取氯气。后来，贝托雷发明把氯化钠、软锰矿和硫酸加热制氯气，1868年，狄肯和洪特又发明了用氧气来氧化氯化氢以制取氯气：4HCl＋O22Cl2＋2H2O。 以上生产氯气的方法在氯气生产史上都起过一定的作用，不过与电解法生产氯气相比，无论是从经济效益和生产规模上