3.1.1氯气的发现与制备-2023-2024学年初升高化学衔接精品讲义（苏教版2019必修第一册）

3.1.1氯气的发现与制备 【学习目标】 1．了解氯气的发现史，体会并初步掌握氯气的实验室制法，通过分析、推理，设计并完成实验。 2.初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 【知识梳理】 一、氯气的发现及实验室制法 1．元素的存在形态 元素 2．氯元素在自然界中的存在 在自然界中，氯元素全部以化合态的形式存在，海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。 3．氯气的发现 (1)1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体，受当时条件的限制未能确定这种气体。 (2)用时三十多年，历经数位科学家的不懈探索，1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种黄绿色气体，确认它是一种新元素组成的单质，并将其命名为氯气。 2．氯气的实验室制法 实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液气。 (2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。 3．收集方法 用向上排空气法，理由是氯气与空气不反应且密度比空气的大。 4．尾气处理 (1)仪器装置图中的烧杯内盛放的液体是NaOH溶液。 (2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 [辨析]1、制取纯净、干燥Cl2的实验装置如图所示。 (1)发生装置：如图中A(固＋液气型)。 (2)净化装置：如图中B，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体。 (3)干燥装置：如图中C，用浓硫酸吸收Cl2中的水蒸气。无水CaCl2、P2O5也可用来干燥Cl2。干燥装置如图所示。 (4)收集方法：用向上排空气法或排饱和食盐水的方法收集Cl2，如图中D(向上排空气法)或如图(排饱和食盐水法)所示。 (5)验满方法 ①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近收集Cl2的集气瓶口，观察到试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。 ②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。 (6)尾气吸收：用NaOH溶液吸收多余的Cl2(如图E)，发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 (7)实验室制氯气的注意事项 ①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的挥发。 ②因Cl－浓度越小，其还原性越弱，所以必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。 ③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 ④尾气吸收时，应选用NaOH溶液，不能选用澄清石灰水，因为石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 总结： 2、实验室制取氯气的其他方法 实验室制取氯气的原理是用强氧化剂氧化浓盐酸，即Cl－Cl2，因此还可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等强氧化剂与浓盐酸反应制取氯气。 KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O， 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 【能力达成】 1．浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，其中可为人类利用的氯化物含量相当高。海水中含量最多的氯化物是(　　) A．NaCl　　　 B．MgCl2 C．KCl D．CaCl2 答案:A　 解析：海洋中含盐约3%，主要为NaCl，此外，还有MgCl2、KCl、CaCl2、MgSO4等盐类。 2．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。收集Cl2的正确装置是(　　) A　　　B　　　　C　　　　　D 答案：C 解析： A项，空气不能排出，不能用于收集气体；B项，用于收集密度比空气小的气体；C项，可以收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；D项，NaOH溶液能吸收氯气，不能用于收集氯气。 3．实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，发生装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是(　　) A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量 C．长颈漏斗不便于添加液体 D．尽量避免HCl挥发到空气中 答案：C　 解析：长颈漏斗也方便添加液体，C项错误。 4．为了在实验室制得干燥而纯净的氯气，正确的净化顺序是(　　) A．第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙 B．第一步通过浓硫酸，第二步通过饱和食盐水 C．第一步通过饱和食盐水，第二步通过浓硫酸 D．第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸 答案　C 解析　实验室制取的氯气中通常含有HCl和H2O(g)，结合氯气的性质可知先通过饱和食盐水除HCl，再通过浓硫酸除水蒸气。 5．下列描述正确的是(　　) A．将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净干燥的Cl2 B．将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓H2SO