第二章 第二节 第2课时 氯气的实验室制法及氯离子的检验-【导与练】2023-2024学年高中化学必修第一册同步全程学习全书word（新教材，人教版）

第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验 1.通过对“氯气的实验室制法”的学习,能利用氯气的性质和反应,设计氯气制备、净化、干燥等简单任务的方案,能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。 2.通过对“氯离子检验”的学习,能利用氯离子的性质设计实验进行检验和鉴别。 学习任务1　探究氯气的实验室制法 1.反应原理 (1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。 (2)离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++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。 实验室制取并收集氯气的实验中尾气处理时,能否用澄清石灰水吸收尾气中的氯气?说明理由。 提示:不能。澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。 　　1774年,舍勒在研究软锰矿时,将软锰矿(主要成分是MnO2)与浓盐酸混合并加热制得了氯气,这种方法现在依然是实验室制取少量氯气的方法之一;1833年研究电学的法拉第发现电解氯化钠溶液可制得氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 探究　氯气的制备原理 问题1:请用双线桥法表示实验室制备氯气的反应中的电子转移情况。实验表明,将含有36.5 g HCl的浓溶液与足量二氧化锰反应制备氯气,发现制得的氯气的质量远少于理论值,其原因可能是什么(操作和收集都规范正确)? 提示:;随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,浓盐酸变成稀盐酸后不再与MnO2反应,所以生成Cl2的质量小于理论值。 问题2:实验室制取氯气反应的实质是利用强氧化剂(如MnO2)将Cl元素的化合价从-1价氧化到0价。KMnO4是一种比MnO2更强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,同时生成Mn2+,试写出KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式,试分析该反应中做还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少? 提示:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,做还原剂的HCl占参与反应的HCl的。 问题3:用浓盐酸和MnO2共热或KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中会混有哪些可能的杂质?如何除去? 提示:盐酸具有挥发性,故制得的Cl2中会含有HCl(g)、H2O(g),可用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸吸收水蒸气。 问题4:上述提到的氯气制备方法中,哪一种适合工业生产?说明理由。 提示:电解氯化钠的水溶液。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。 题点一　氯气的实验室制法 1.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,检查气密性　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的有(1)连接好装置以后,要先检查装置气密性,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,所用仪器如图所示。 (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溶液的作用是 　　　　　　　　　　。  (4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。 (2)根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O写离子方程式。 (3)题