(讲义)专题3 第1单元 基础课时11 氯气的发现与制备-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第一册(苏教版2019)

第一单元　氯气及氯的化合物 基础课时11　氯气的发现与制备 1．了解氯气的发现史，体会并初步掌握氯气的实验室制法。 2．认识氯气的工业制法，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 1．氯气的发现 直到1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分是MnO2)混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体——氯气。 2．氯气的实验室制法 (1)反应原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)实验装置 ①A装置为气体发生装置，作用是制备气体。 ②B装置为收集装置，作用是收集气体。 ③C装置为尾气处理装置，作用是吸收多余Cl2。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)自然界中既有游离态的氯又有化合态的氯气单质。 (　　) (2)瑞典化学家舍勒发现了氯气。 (　　) (3)实验室制氯气的过程发生了氧化还原反应。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)√ 二、氯气的工业制法 以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业称为氯碱工业。 (1)氯气的制备原理：反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (2)实验室电解饱和食盐水 ①实验装置 ②实验操作 a．接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。 b．取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。 c．关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液颜色的变化。 ③实验分析 实验现象 结论 a 出现爆鸣声 a管中气体为氢气 b 产生黄绿色的气体 b管中气体为氯气 c 铁棒端溶液变红、石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液显碱性、U形管右端溶液不显碱性 ④实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。 　实验室制Cl2与工业制Cl2的反应中，氯元素的化合价分别是怎么变化的？ [提示]　实验室制Cl2的反应中：H ―→2；工业制Cl2的反应中：Na ―→，两者均是－1价氯元素变成0价。 氯气的制法 舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(二氧化锰)。当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。中国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。至今，实验室制取氯气仍然沿用舍勒的方法。 1．实验室制取氯气时，需要加热，加热温度是否越高越好？ [提示]　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．某化学兴趣小组在实验室制取氯气时，用含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，能得到1 mol Cl2吗？ [提示]　不能。因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不再反应。 氯气的实验制备方法 1．反应原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 拓展1：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。 2．实验装置 (1)发生装置特点：固＋液气。 (2)主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。 发生装置　除杂装置　　收集装置　尾气处理装置 (3)装置说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。 3．收集方法 (1)Cl2的密度比空气大，且不与空气反应，可用向上排空气法收集氯气。 (2)Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，可用排饱和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发出的HCl气体。 4．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，观察到试纸立即变蓝，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，观察到试纸立即先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。 5．尾气处理 Cl2有毒，易污染空气，可用NaOH溶液吸收，发生的反应为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。 6．实验室制氯气的注意事项 (1)为了减少制得的C