2.2.2 氯气的实验室制法及氯离子的检验-2021-2022学年新教材高中化学必修第一册【导与练】高中同步全程学习全书word（人教版）

第二课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验 学习目标导航 课程目标展示 素养目标达成 1.能利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法。 2.能根据氯离子的性质设计实验进行氯离子检验。 1.宏观辨识与微观探析:通过利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法,培养宏观辨识与微观探析的能力。 2.科学探究与创新意识:结合实验室制取氯气所用的二氧化锰和浓盐酸的性质,选择合适的实验装置制取氯气,培养科学探究与创新意识,提升实验能力;通过根据氯离子的性质设计实验进行检验,促进科学探究与创新意识的发展。 学习任务1　探究氯气的实验室制法 NO.1　自主学习·夯实基础 1.反应原理 (1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。 (2)原理:利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2,该反应中MnO2为氧化剂,浓盐酸为还原剂,并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。 2.仪器装置 (1)气体发生装置类型:固+液气。 (2)发生装置所用玻璃仪器:分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。 3.收集方法 (1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。 4.验满方法 观察到C中充满黄绿色气体,则证明已集满。 5.尾气处理 烧杯D中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。 微思考:根据所学的Cl2的性质,除了观察颜色外,你还有其他的验满方法吗? 提示:将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。 NO.2　互动探究·提升能力 探究　氯气的制备方法 　1774年舍勒在研究软锰矿时,将软锰矿与浓盐酸混合并加热产生了一种黄绿色气体,舍勒的这个无意发现正是后人在实验室制取少量氯气的方法;1833年法拉第经过一系列实验,发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时,能够获得氯气,原理:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 问题1:用浓盐酸和MnO2共热制取Cl2中有哪些杂质气体?如何除去? 提示:盐酸具有挥发性,故Cl2中会含有HCl、水蒸气,可用饱和食盐水除去HCl,用浓H2SO4吸收水蒸气。 问题2:此反应中的电子转移情况,你能用双线桥法表示吗?实验发现MnO2过量,待充分反应后,溶液中仍有HCl剩余,推测可能的原因是 什么。 提示:;随着反应的进行,浓盐酸浓度逐渐减小,小到一定浓度将不再与MnO2反应。 问题3:氯气制备的实质是,KMnO4是一种很强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,同时生成Mn2+,试写出化学方程式,作还原剂的HCl占参与反应HCl的多少? 提示:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,作还原剂的HCl占参与反应HCl的。 问题4:以上提到的氯气制备方法,哪一种适合工业生产?原因是什么? 提示:电解氯化钠的水溶液。因为氯在自然界中主要以NaCl形式存在,因此原料廉价易得,条件易控制,适合大规模工业化生产。 实验室制取干燥纯净的氯气 (1)基本思路 (2)实验装置 (3)注意事项 ①饱和食盐水的作用是既能除去Cl2中的HCl,又可减少Cl2在H2O中的溶解; ②浓硫酸的作用是干燥Cl2; ③为减少盐酸的挥发,慢慢滴加浓盐酸,用小火加热。 [凝练素养]通过利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法,促进宏观辨识与微观探析的发展;通过实验室选择合适的实验装置制取氯气,培养科学探究与创新意识,提升实验能力。 NO.3　应用体验·形成素养 题点一　氯气的实验室制法 1.(2021·江苏南通月考)在制取氯气时有如下操作,正确的操作顺序是(　D　) ①连接好装置,检査气密性　②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中 ⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ 解析:确定实验室制取气体的操作顺序时要注意:(1)连接好装置以后,要先检査装置气密性,然后装药品;(2)装药品的顺序是先加固体,后加液体;(3)对于有毒的气体,一定要有尾气处理装置。 2.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图: (1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母): 　　　　接　　　　;　　　　接　　　　;  　　　　接　　　　;　　　　接　　　　。  (2)写出气体发生装置中进行反应的离子方程式:  　。  (3)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　;NaOH溶液的作