第二章 海水中的重要元素 钠和氯第二节氯及其化合物第三课时氯气的实验室制法导学案2023-2024学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第二章 海水中的重要元素 钠和氯 第二节　氯及其化合物 第三课时　氯气的实验室制法 一、氯气的实验室制法 　实验室里用MnO2与浓盐酸混合共热制取Cl2[MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O],实验装置如下: 1.用上述实验方法制得的Cl2中混有哪些杂质?上述装置中饱和食盐水和浓H2SO4的作用分别是什么? 提示:Cl2中混有HCl和水蒸气。用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,用浓H2SO4除去Cl2中的水蒸气。 2.烧杯中NaOH溶液的作用是什么?某同学认为可以用澄清石灰水代替NaOH溶液,同时还可以制得漂白粉,你认为该同学的想法是否合理?依据是什么? 提示:NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2,以防污染环境。不合理;澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度较小,不宜用来吸收尾气。 3.制取Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2。 (1)在反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中,氧化剂是　　　　,还原剂是　　　　,氧化剂和还原剂个数之比为　　　　。每生成1个Cl2,转移　　　　个电子,HCl除了表现还原性还表现出　　　性,若MnO2过量,则HCl　　　　(填“能”或“不能”)反应完全,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)KMnO4是一种很强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,请写出化学方程式,作还原剂的HCl占参与反应的多少? 提示:(1)MnO2　HCl　1∶2　2　酸　不能　随着反应的进行,浓盐酸逐渐变稀,不再与MnO2反应 (2)2KMnO4＋16HCl(浓)2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O,作还原剂的HCl占参与反应的。 【素养提升】 　实验室制备氯气 重难警示 (1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。 (2)在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸既起还原剂的作用,又起酸的作用,体现了还原性和酸性。 【问题探究】 1.实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气,对于该反应,下列说法正确的是(　　) A.二氧化锰是该反应的催化剂 B.该反应涉及的氧化物有两种 C.可用浓硫酸除去氯气中的氯化氢气体 D.反应中,还原剂与氧化产物的个数比为4∶1 解析:B　Mn元素的化合价降低,二氧化锰作氧化剂,A错误;氧化物为MnO2、H2O,只有两种,B正确;用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,C错误;2 mol HCl失去电子被氧化,此时生成氧化产物(氯气)为1 mol,则还原剂与氧化产物的个数比为 2∶1,D错误。 2.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制备Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的装置正确的是(　　) 解析:C　收集气体时,集气瓶不能堵住,应用双孔橡胶塞,A错误;该装置收集的是密度小于空气的气体,而氯气密度大于空气,且氯气有毒不能直接排放,B错误;该装置可收集比空气密度大的氯气,剩余的氯气需要用氢氧化钠溶液吸收,为防止倒吸,用倒扣在水面的漏斗,符合要求,C正确;氯气与氢氧化钠溶液反应,收集不到氯气,D错误。 3.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是(　　) A.该装置图中至少存在三处明显错误 B.该实验中收集氯气的方法不正确 C.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理 D.湿润的淀粉碘化钾试纸若变蓝,证明有氯气逸出 解析:B　图中缺少加热装置,长颈漏斗的末端应伸入液面以下,缺少尾气处理装置,A正确;氯气的密度比空气大,应该用向上排空气法收集,B错误;氯气属于大气污染物,必须进行尾气处理,C正确;湿润的淀粉碘化钾试纸若变蓝,则可以证明有氯气逸出,原理为Cl2＋2KI2KCl＋I2,D正确。 二、制备气体的装置与连接方法 　某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略): 已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应: 3Mn＋2H2O2Mn＋MnO2↓＋4OH- 回答下列问题: (1)装置A中a的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  装置C中的试剂为　　　　;装置A中制备Cl2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)装置A中a的作用是平衡气压,使浓盐酸能够顺利滴下;该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应,故装置C中盛放NaOH溶液,用于吸收有毒气体氯气,防止其逸出污染空气;酸性条件下,ClO-与Cl-发生氧化还原反应(归中反应)生成氯气,故装置A中制备Cl2的化