2.2.3氯气的实验室制备 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（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3课时 氯气的实验室制备 通过设计氯气的实验室制备方案，让学生了解氯气制取的设计思路和实验操作方法 学习目标： 重点和难点: 氯气的制备原理及装置。 舍勒 【瑞典】 18世纪，瑞典化学家舍勒把软锰矿粉末（主要成分是MnO2）和浓盐酸混合加热时，看到一种黄绿色、有刺激性气味的气体。这种气体就是氯气。 导 阅读课本48页大本46-48页，思考 1、 1、请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式、离子方程式，找出氧化剂和还原剂，以及它们的个数比。 2、根据反应原理如何选择气体发生装置？ 3、实验室制得的氯气中含有哪些杂质气体，怎么除去，选择什么装置？ 4、用什么方法收集氯气，如何验满？ 5、尾气如何处理？ 该反应的氧化剂： ； 浓盐酸的作用： ； 氧化剂和还原剂个数之比： 。 结合反应原理，判断气体发生装置类型为 。 1．实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气（教材48页） 【反应原理】 MnO2＋4HCl(浓)====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O △ MnO2＋4H＋＋2Cl－==== Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O △ MnO2 表现还原性，又表现酸性 1∶2 固 + 液 → 气 △ 氯气的实验室制法 【书写表达】将上述反应方程式改写成离子方程式 【全面剖析】 【问题1】已知稀盐酸与MnO2不反应，含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？ 不能。有两个原因：一是随着反应的进行，盐酸浓度变小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸有挥发性。 【问题2】氯气有毒，实验中处理尾气能否用饱和石灰水代替NaOH溶液，为什么？ 不能。饱和的石灰水中Ca(OH)2的含量也很低，不能把多余Cl2完全吸收。 【解决问题】实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气 【观察思考】观察教材48页，实验室制取氯气的装置示意图，思考下列问题 【问题2】既可存放盐酸又可分次滴加的仪器是什么？ 【问题1】此反应选择什么仪器作为反应容器呢？ 【问题3】这样制得的氯气是干燥纯净的氯气吗？ 圆底烧瓶 分液漏斗 混有的杂质有HCl和水蒸气 【问题4】选用哪些试剂可以将其中的杂质除去？ 【交流研讨】饱和食盐水可吸收HCl且同时降低Cl2在水中的溶解度，可以除去HCl，可以选用浓硫酸作为干燥剂吸收其中的水蒸气。 圆底烧瓶 分液漏斗 【方法导引】阅读课本49页方法导引，在制取气体时我们根据实际要求，可以增加除杂装置和尾气处理装置。 除杂装置 洗气瓶：长进短出 饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体， 浓硫酸干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气) NaOH 【问题4】收集氯气能用排水法吗？为什么？ 【问题5】利用排气法收集氯气时应该从哪端进气？ 收集装置 向上排空气法（氯气的密度比空气的大），气体长进短出 不能，因为氯气与水反应 制取氯气还可以用什么方法来收集氯气？ 排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，可除去HCl气体)。但这样制得的氯气不是干燥氯气。 长进短出 NaOH ①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体。 ②湿润的淀粉-KI试纸：将湿润的淀粉-KI试纸放置在集气瓶口处，若出现淀粉-KI试纸变蓝，则证明已集满。原理为Cl2＋2KI===2KCl＋I2，置换出的I2遇淀粉变蓝。 ③湿润的蓝色石蕊试纸：将湿润的蓝色石蕊试纸放置在集气瓶口处，若出现先变红后褪色，则证明已集满。 【问题5】如何验证氯气已收集满？ NaOH 【问题6】多余的氯气能直接排放到空气中吗？ NaOH吸收过量的氯气，防止污染环境 尾气处理装置 不能，因为氯气是有毒气体，需要进行尾气处理 氯气尾气处理时需要防倒吸吗？ 哪些气体尾气处理时需要防倒吸？ 常见的防倒吸装置有？ 所有气体都需要进行尾气处理吗？ 氯气尾气处理时能用Ca(OH)2代替NaOH吗？ 不能，因为Ca(OH)2溶液中碱含量太低，吸收氯气效果不好，可用KOH、Ba(OH)2、NaOH代替 （不需要） SO2要防倒吸 大气污染物（NO NO2 SO2）有毒有害物(CI2 CO)易燃易爆(H2 CH4) 倒立式、肚容式、悬空式、分液式 NaOH （1）仪器的安装：顺序——由下而上，从左到右 （2）检查装置气密性—— （3）添加药品：顺序——先固后液，先下后上 （4）缓缓加热：因为浓盐酸具有强烈的挥发性 （5）结束实验 【实验步骤】 【思考交流7】实验室在氯气制取过程中如何进行仪器的组装？ Administrator (A) - 用KMnO4、KClO3、NaClO等氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如： ①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O ②NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O 【拓展应用】实验室制取氯气的其他方法 【联系生活】洁厕灵的主要成分含盐酸，84消毒液的主要成分是NaClO，两者混合在一起会发生反应③，生成氯气，危险！ 酒精灯加热 使分液漏斗和圆底烧瓶 中的气压相等，便于分 液漏斗中的液体流下 1.实验室制取氯气时，如图所示操作正确的是 A.用图1装置制取少量氯气 B.用图2装置除去氯气中混有的少量氯化氢 C.用图3装置制取氯气 D.用图4装置干燥氯气 √ 稀盐酸不反应 需加热 两者均反应 长进短出 【练习】 练习．某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的氧化性并模拟工业制取漂白粉，设计如图装置进行实验： (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为___________________________。 (2)装置的连接顺序为________(填接口字母)。 (3)饱和NaCl溶液的作用是________，淀粉-­KI溶液中的现象为_ _。 (4)氯气与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为_____________。 解析：(1) MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2。 (2)制备出的Cl2先通过饱和NaCl溶液除去HCl，然后通入淀粉­KI溶液中探究Cl2的氧化性，再通入石灰乳中模拟工业制取漂白粉，最后通入NaOH溶液中处理尾气，装置接口的连接顺序是a→e→d→i→h→b→c→g→f。 (3)饱和NaCl溶液可除去Cl2中混有的HCl，氯气能够与KI反应生成KCl和I2，I2遇淀粉变蓝。 (4)氯气与氢氧化钙反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水。 选择依据—— 反应原理、反应物的状态、反应条件等。 类型： 固液加热型 固液不加热型 固固加热型 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(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。 装置Ⅲ、Ⅳ(U形管、硬质玻璃管)：盛固体除杂试剂，进气口两端均可。 常见干燥剂：①酸性干燥剂：浓硫酸（液态）,硅胶、P2O5（固态） ②碱性干燥剂：生石灰、碱石灰③中性干燥剂：无水CaCl2 ①选择依据： 根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的成分发生反应来确定气体的收集方法。 排水法 向上排空气法 向下排空气法 适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。 气体不与空气中的成分反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。 气体不与空气中的成分反应，且密度比空气小，如H2、CH4等。 ②方法选择 1．在实验室中用如图装置制备某种气体，对于反应物质和除杂试剂选择不合理的是(　 ) 浸润素养训练 选项 甲中溶液 乙中试剂 丙中物质 A 浓盐酸 高锰酸钾 饱和食盐水 B 稀硫酸 锌粒 浓硫酸 C 双氧水 二氧化锰 浓硫酸 D 稀盐酸 大理石 氢氧化钠 D 2．实验室用浓盐酸和MnO2制取Cl2，并以干燥的Cl2为原料制取FeCl3。已知FeCl3易升华，易潮解。 (1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为______、________；从装置A导出的气体若不经过装置B、C而直接进入D管，将对实验产生的不良后果是__________________________________。 (2)实验时，先点燃A处的酒精灯，让Cl2充满装置，再点燃D处酒精灯，写出D中反应的化学方程式：__________________________。 (3)装置F所起的作用是________________________________________。 解析：FeCl3易潮解，说明在制取FeCl3时要除去水蒸气。 答案：(1)饱和食盐水　浓硫酸　氯化氢和水蒸气随Cl2进入D中能和铁反应生成H2，H2和Cl2混合受热会发生爆炸 (3)吸收多余的Cl2，防止污染环境，防止空气中的水蒸气进入E中 Lavf58.20.100 答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　 (2)a→e→d→i→h→b→c→g→f (3)除去Cl2中混有的HCl　溶液变蓝 (4)2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O 固体＋固体气体 固体＋液体气体 固体＋液体气体 气体制取装置的连接顺序 气体制取装置的连接顺序 气体制取装置的连接顺序 (2)2Fe＋3Cl22FeCl3 $$