2.2 氯及其化合物 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第二节 氯及其化合物 第二课时 氯气的实验室制取 第二章 海水中的重要元素 教学目标： 1．掌握氯气的实验室制法及其原理。 2．通过对氯气制备过程的分析，领悟实验室制备气体的原则方法。 3. 在进行实验探究的过程中，培养分析能力、操作能力以及用科学的研究方法解决实际问题的能力。 4．通过对氯气的净化、尾气的处理来培养环保意识、产品质量意识。 一、氯气的实验室制法原理： 氯气的发现应该归功于瑞典化学家舍勒，舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(即二氧化锰)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种有强烈刺激性气味的黄绿色气体，这种气体就是氯气。 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 现在这种方法仍然是实验室制取氯气的重要方法之一 浓 思考：确定反应原理后，如何选择发生装置？ 常见的发生装置有哪些？ 固体+固体 气体(如图a), 固体+液体→气体(如图b), 固体+液体 气体(如图d、e), 液体+液体 气体(如图d、e)。 常见的气体发生装置： 请同学们互相交流，根据初中学习过的气体实验室制法填写下表 气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应条件 装置图 O2 O2 CO2 思考交流1 气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应 条件 装置图 O2 O2 CO2 2KClO3 2KCl + 3O2↑ 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2H2O2 2H2O + O2↑ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+H2O 固体+ 固体 固体+ 液体 固体+ 液体 加热 不加热 不加热 思考交流1 二、氯气的实验室制法： 氯气的实验室制取是固体+液体加热制取气体，不属于初中学习的任何一种实验室制取模型，一般会选取分液漏斗、圆底烧瓶和酒精灯组装气体发生装置。 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 在分液漏斗和圆底烧瓶中应该分别加入什么试剂？ 浓盐酸 MnO2 2、按照这种方法得到的氯气是纯净的吗？会有什么杂质？收集前如何除去杂质？先除去哪一种杂质？ 思考交流 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 除杂净化装置的选择: 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(球形干燥管):盛固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。 杂质：H2O和HCl 除H2O用浓硫酸 除HCl用选用饱和食盐水 先除HCl再除水 思考交流 2、按照这种方法得到的氯气是纯净的吗？会有什么杂质？收集前如何除去杂质？先除去哪一种杂质？ 3、氯气应该使用什么方法进行收集？ 思考交流 4、怎样检验已经收集到氯气呢？ 收集方法:由气体的性质决定。 ①排水法:适用于难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2等。 ②向上排空气法:不与空气反应,且密度比空气大,如O2、CO2、Cl2等。 ③向下排空气法:不与空气反应,且密度比空气小,如H2等。 3、氯气应该使用什么方法进行收集？ 向上排空气法或者排饱和食盐水 思考交流 4、怎样检验已经收集到氯气呢？ 检验方法： (1)黄绿色、有刺激性气味的气体 (2)润湿淀粉KI试纸（先变蓝后褪色）;  (3)润湿的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）;  5、实验室制氯气是否需要进行尾气吸收？ 需要，因为氯气有毒，会污染空气 思考交流 6、根据学过的氯气的性质，应该选用什么溶液来吸收？ 氯气是酸性气体，所以选择碱性溶液：NaOH溶液 吸收原理：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+ H2O 尾气处理装置的选择: 尾气处理的目的主要是防止有毒尾气污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内达到爆炸极限而发生爆炸。不同的方法应选用不同的装置。常用方法有: ①点燃法:如CO、H2、CH4等易燃性气体,可用此法。 ②吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。 ③转化法:采用一定的方法,使有毒气体转化为无毒气体后再排放,如NO、NO2若能转化为N2,即可排放。 ④导入室外法:如H2是无毒气体,可将其导入室外,以防在实验室内达到爆炸极限。 实验室制取气体的装置一般包括发生装置和收集装置，如有需要还有除杂装置和尾气处理装置， 顺序是： 发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置 装置 选择装置的根据 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 反应物状态及反应条件 气体和杂质的性质 气体密度、气体在水中的溶解度、是否与水反应 气体性质 2、气体制备装置 ①气体发生：固(或液)+液 → 气 ②气体净化 除Cl2中HCl，选___：①饱和食盐水 ②NaOH溶液 除Cl2中水蒸气，不选___：①浓H2SO4 ②无水CaCl2 ③碱石灰(NaOH+CaO) ③气体收集：向__排空气法 或排饱和食盐水 ④尾气吸收：______溶液 （不可以用澄清石灰水） △ 上 NaOH ① ③ (1)加热圆底烧瓶时应垫上石棉网； (2)滴加浓盐酸不能过快，加热不能过猛，温度不宜过高，否则易使大量浓盐酸挥发造成氯不纯； (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CA(OH)2含量少，吸收不完全。 (4)实验结束后，先撤导管再撤酒精灯，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。 注意事项： 【课堂小结】 讨论：足量MnO2和含4x36.5gHCl的浓盐酸加热制得Cl2的质量　　(填 “小于”、“等于”或“大于”) 71g，原因： 小于 思考与交流 思考：实验室中如果没有MnO2，可用什么代替？ Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4或K2Cr2O7与浓盐酸在常温下反应，其中 KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式为 ： ________________________________________ 2MnO4-+16H++10Cl- = 2Mn2++5Cl2↑+8H2O MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 随着反应进行，浓盐酸变稀(盐酸当稀到一定程度不再与足量MnO2反应) 1．下列离子方程式错误的是（ ） A．实验室制Cl2：MnO2+4H++2Cl- △ Mn2++Cl2↑+2H2O B．在NaCl溶液中滴入AgNO3溶液：Ag++Cl- = AgCl↓ C．Cl2溶于水：Cl2+H2O = 2H++Cl-+ClO- D．用NaOH溶液吸收Cl2：Cl2+2OH- = Cl-+ClO-+H2O 2．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述，不正确的是（ ） A．MnO2与浓盐酸共热 B．缓慢加热反应 C．用向下排空气法收集Cl2 D．多余氯气常用较浓的碱液吸收 C C 演练获得 3、某化学活动小组利用所学知识设计氯气 制备和性质实验如下。回答下列问题： (1)若实验室通过反应2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O制取少量氯气， 反应的最佳装置应选用下图中　　　　。 (2)利用下图装置收集纯净的氯气，其连接 顺序为发生装置→ (按气流方向，用字母表示)。 C C--d--a--b--g--f--e 演练获得 4、实验室制氯气的反应为MnO2+4HCl(浓) △MnCl2+2H2O+ Cl2↑。下列说法错误的是 ( ) A、还原剂是HCl，氧化剂是MnO2 B、每生成1分子Cl2，转移电子的数目为2个 C、每消耗1分子MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4分子 D、生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质 5．下列叙述正确的是 ( ) A．氯气的性质很活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸 B．可以用氢氧化钙溶液吸收实验室制取氯气时多余的氯气 C．检验Cl2中是否混有HCl的方法是将气体通入硝酸银溶液 D．除去Cl2中的HCl气体，可将气体通入饱和食盐水 C D 演练获得 氯气是重要的工业原料。查阅资料，搜索工业上是如何制取氯气的？ 联系实际 氯气的实验室制法： $$