内容正文:
第08讲 氯气的实验室制法
1、掌握氯气的制备原理及装置。
2、能结合实验室制取Cl2的装置特点设计制备其他气体的实验装置,提升实验能力。
3、通过对比实验掌握氯离子的检验方法,培养证据推理与科学探究能力。
一、氯气的实验室制法
1、反应原理
(1)在实验室中,通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气,反应的化学方程式: ,离子方程式: 。
(2)该反应的氧化剂是 ,浓盐酸既表现 性,又表现 。
2、制备装置
(1)气体发生装置类型:固+液气。
(2)发生装置所用主要仪器: 。
(3)除杂装置:装置C的作用是 ;装置D的作用是 。
3、收集方法
(1)向 排空气法(氯气的密度大于空气的)。
(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
(1)方法一:观察到E中充满 色气体,则证明已集满。
(2)方法二: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 ,则证明已集满。
(3)方法三: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 的变化,则证明已集满。
5、尾气处理
烧杯F中盛放的液体是 ,该液体的作用是 。
(1)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。
(2)制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少,吸收不完全。
(4)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。
6、实验室制取氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。
二、氯离子的检验
1.氯离子的检验实验
试液2~3 mL
实验现象
离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液
加入少量稀硝酸
①稀盐酸
②氯化钠溶液
③碳酸钠溶液
、
2、氯离子检验方法
(1)试剂: 、 。
(2)方法:先加稀硝酸,再加AgNO3溶液。
(3)现象:产生白色沉淀。
(4)原理:Ag++Cl-===AgCl↓。
三、实验室制取气体的基本思路
1、设计气体制取装置的基本思路
2、气体制取装置的连接顺序
3、各种装置的选择
(1)实验室制取气体的发生装置的选择
①选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
②装置的基本类型
a.固体+固体气体。
b.固体+液体―→气体。
c.固体+液体气体。
(2)实验室制取气体的净化装置的选择
①净化原则
不减少被净化气体的量;不引入新杂质;操作简便,易于分离。
②净化装置
装置Ⅰ(洗气瓶):盛液体除杂试剂,气流方向是长管进,短管出。
装置Ⅱ(干燥管):盛固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。
(3)实验室制取气体的收集装置的选择
①选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的成分发生反应来确定气体的收集方法。
②方法选择
a.排水法:适用于难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2等。
b.向上排空气法:气体不与空气中的成分反应,且密度比空气大,如O2、CO2、Cl2等。
c.向下排空气法:气体不与空气中的成分反应,且密度比空气小,如H2、CH4等。
(4)实验室制取气体的尾气处理装置的选择
①吸收法
a可用于NaOH溶液吸收Cl2、CO2(气体溶解或反应速率不快,不易引起倒吸)。b、c可用于收集极易溶且溶解速率很快的气体,如HCl等。
②燃烧法
可用于处理难以吸收且可燃的气体,如H2、CO等。如图,但点燃前必须对气体进行验纯。
③收集法
将气体用气球收集,然后处理,如图。
考点一:氯气的制法
例1.(2023