2-2-2 氯气的实验室制法 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

2023级化学必修(第一册) 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 §2-2 氯及其化合物 第02课时 氯气的实验室制法 授 课 人：谭玲萍 上课时间：2023年11月7日 氯气的实验室制法 氯离子的检验 本节重难点 三、氯气的实验室制法 知识回顾：舍勒是怎样在实验室制取氯气的？ 舍勒将软锰矿(主要成分MnO2 )与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体(氯气)。书写此反应的化学方程式并单线桥分析。 MnO2＋4HCl(浓)====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O △ 1.反应原理： 。 2e- 注意：“研究一下” ①氧化剂为 ，还原剂为 ， ②参与反应的氧化剂与还原剂的个数之比 ， ③浓盐酸的作用为 ； ④反应离子方程式 。 ⑤结合反应原理，判断气体发生装置类型为 。 MnO2 浓HCl 1 : 2 “起酸的作用”又“作还原剂” MnO2＋4H＋＋2Cl－==== Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O △ MnO2＋4HCl(浓)====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O △ 2e- 固+液 →气 △ 固体＋固体 → 气体 △ 固体＋液体 → 气体 2. 氯气的制备装置 观察思考：观察教材48页，实验室制取氯气的装置示意图，思考问题： ①此反应选择 作为反应容器； ②存放浓盐酸仪器是 ， 该仪器的优点是 ； ③这样制得的氯气是干燥纯净的氯气吗？ 若不是，杂质含有 ； ④若要制备干燥纯净的氯气，可选用哪些试剂将杂质除去？ 圆底烧瓶 分液漏斗 控制盐酸添加的速度和量 HCl、H2O(g) 已知:氯气在饱和食盐水中溶解度比在水中小，氯化氢极易溶于饱和食盐水。常见干燥剂：浓硫酸、P2O5、硅胶、碱石灰、生石灰、无水CaCl2等。 发生装置 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。 除杂装置 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) 洗气瓶 长进短出 观察思考： ①收集氯气能用排水法吗？为什么？ ； ②利用排气法收集氯气时应该从哪端进气？ ③多余的氯气能直接排放到空气中吗？ ； 收集装置 尾气处理装置 不能，因为氯气与水反应 不能，因为氯气是有毒气体 气体长进短出 NaOH吸收过量的氯气，防止污染环境。 向上排空气法(氯气的密度比空气的大)， 排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小)。 但这样制得的氯气不是干燥氯气。 ①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体。 ②湿润的淀粉-KI试纸：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：若出现先变红后褪色，则证明已集满。 ◆思考交流：如何验证氯气已收集满？ ◆思考交流：制取氯气还可以用什么方法来收集氯气？ 模型建构：实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气装置。 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 制备装置： 根据反应物状态及反应条件选择 除杂装置： 根据气体及杂质性质选择 收集(或性质探究)装置： 根据气体密度、在水中溶解性及是否与水反应选择 尾气吸收装置： 根据气体性质选择，防污染环境，防倒吸 ③实验顺序：仪器的安装→检查气密性→添加药品→加热→实验结束 ①装置结构 ②选装置的原则 演示实验 解决问题： 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？ 2.氯气有毒，处理尾气时能否用饱和石灰水代替NaOH溶液，为什么？ 不能。有两个原因： ①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； ②浓盐酸有挥发性。 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。 大本子47页 20℃时Ca(OH)2溶解度为0.165g 20℃时NaOH溶解度为109g 应用体验 2.在制备氯气时有如下操作，操作顺序正确的是( ) ①连接好装置，检查气密性； ②缓缓加热，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将多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收； ⑥用向上排空气法收集氯气。 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ D 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 浓盐酸 需加热 长进短出 D 随堂演练 1.(2022·南京高一质检)下列关于Cl2制取、净化、性质及尾气吸收的实验原理与装置能达到实验目的的是( ) 随堂演练         甲 乙 丙 丁 A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙除去Cl2中的HCl C.用装置丙验证Cl2的氧化性 D.用装置丁吸收多余的Cl2 C 需加热 NaOH Cl2+S2-===2Cl-+S↓ 需洗气瓶 2.(2022·北京校级月考)欲用如图所示装置制备干燥的氯气，下列相关说法正确的是( ) A.烧瓶内装入的固体是MnO2 B.按气流方向，装置的连接顺序是a-e-d-c-b-g-f-c-b-h C.装置乙可干燥氯气，防止装置戊中水蒸气进入集气瓶 D.可用干燥的淀粉碘化钾试纸检验氯气 随堂演练 a-e-d-c-b-f-g-c-b-h C KMnO4 湿润的淀粉碘化钾试纸 4.实验室制备氯气的装置如下，以右装置中最多有几处错误( ) A. 4 B. 5 C. 7 D. 9 C 使烧瓶内的压强与分液漏斗中保持一致，便于液体顺利流下。 注意： ①反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 ②加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。 ③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 ④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 知识拓展 快速制Cl2的方法 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。 ◆浓盐酸和高锰酸钾反应的化学方程式： ； 反应中氧化剂和还原剂的个数之比为 。 该反应的离子方程式： ； 2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O 2MnO4-＋16H++10Cl- ==2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O 1∶5 ◆另外两反应的离子方程式： ； 。 ClO3-＋6H++5Cl-===3Cl2↑＋3H2O ClO-＋2H++Cl-===Cl2↑＋H2O 84消毒液 洁厕灵 危险！ 阅读思考：阅读“化学与职业”栏目，了解水质检员的工作，并提出问题， 在实验室里面我们怎么检验水中的氯离子？ [实验2-9]在三支试管中分别加入2-3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象。 实验现象 解释或离子方程式 加AgNO3 加入稀硝酸 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 白色↓ 白色↓ 白色↓ 不溶解 不溶解 产生气泡 Ag++Cl- ==AgCl↓ Ag++Cl- ==AgCl↓ 2Ag++==Ag2CO3↓ Ag2CO3+2H+==2Ag++CO2 ↑+H2O 【思考】通过上述实验探究，总结氯离子的检验方法，并说明加入试剂的目的。 取少量待检液于一洁净试管中，向试管中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl-。 结论： 离子检验答题模板： 1、取样 2、加试剂 3、现象与结论 水质检验员在检验水质 应 用 ？ 四、氯离子检验方法 防止CO32-离子的干扰。 ？ 检验Cl- 滴入盐酸酸化呢？硫酸呢？ 还有：SO32-、SO42-、OH-等离子。 应用体验 1.判断正误 (1)某溶液中滴加AgNO3溶液后有白色沉淀生成，则该溶液中一定含有Cl－ (2)检验Cl2中是否混有HCl，可通入AgNO3溶液中，若有白色沉淀产生，说明Cl2中混有HCl (3)检验Na2CO3溶液中是否有NaCl杂质，可先加AgNO3溶液，再加过量的稀盐酸，若沉淀不溶解，则有NaCl杂质 × × × 3.有一包白色固体，它可能含有KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，现进行如下实验： ①溶于水，得无色溶液； ②向上述溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀； ③再滴加稀硝酸，沉淀减少但不完全消失，同时有气泡生成。 根据上述现象判断： (1)白色固体一定含有的成分是___________，可能含有的成分是______。 (2)写出上述实验中有关反应的离子方程式：_______________________ __________________________________________________________。 KCl和K2CO3 KNO3 Ag＋＋Cl－===AgCl↓、 应用体验 4.下列对某溶液所含离子的检验，叙述正确的是（ ） A.滴入BaCl2溶液和稀硝酸，产生白色沉淀，则原溶液中一定含 有SO42－ B.滴入盐酸酸化，再滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则原溶液 中一定含有Cl- C.进行焰色试验检验某溶液中的阳离子，发现火焰呈黄色，则一 定没有钾元素 D.有色花瓣浸泡在氯水中，花瓣褪色，则氯水中含有次氯酸分子 D Cl-与Ag+也可以生成AgCl白色沉淀 盐酸中也有Cl-与Ag+生成AgCl白色沉淀干扰检验 需要透过蓝色钴玻璃观察火焰是否为紫色来判断有无钾元素 5.对下列实验过程的评价，正确的是( ) A.某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体一定会 有CO32－ B.某溶液中滴加了Na2CO3溶液，生成白色沉淀，该溶液中一定 会有Ba2+ C.某溶液中先滴加盐酸使溶液酸化，无明显现象，再滴加BaCl2 溶液，生成白色沉淀，该溶液中一定有SO42－ D.验证烧碱溶液中是否含Cl﹣，先加稀盐酸除去OH﹣，再 AgNO3溶液，有白色沉淀出现，证明含Cl﹣ HCO3－ 与H+能生成CO2, HSO3 、SO32－与H+能生成无色气体SO2 Ca2+ 与CO32－能生成白色沉淀 用稀HNO3酸化 C 取少量待检液于一洁净试管中，向试管中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl-。 课后练习讲解 10.Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂，经查阅资料，Cl2氧化能力略强于H2O2，为了验证Cl2能否将H2O2氧化，某学生设计了如图所示的实验装置进行实验(C中是30%双氧水，酒精灯和夹持装置略去)。将浓盐酸注入圆底烧瓶A(其中黑色粉末是二氧化锰)，反应一段时间后关闭止水夹，试管D中的现象为液面下降，长颈漏斗中液面上升，试管D中的气体为无色，经检验气体能使带火星的木条复燃。除反应H2O2＋Cl2===2HCl＋O2可能发生外，对试管D中气体来源的判断最不可能的是( ) A.D中的气体为B中HClO分解产生的氧气 B.D中的气体为C中H2O2和HClO分解产生 的氧气 C.D中的气体为D中NaClO分解产生的氧气 D.D中的气体是C中生成的氧气和少量没有排净的空气 C 题组二　氯气和水反应及氯水性质的多重性 4.(2022·北京高一质检)如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B时，C处的干燥红色布条看不到明显现象，当打开B后，C处红色布条逐渐褪色，D瓶中装的溶液不可能是( ) A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液 D ③相同条件下，ClO2的消毒能力是相同分子数的Cl2的_____倍(假设ClO2、Cl2全部都被还原为Cl－，没有其他的含氯产物生成)。 2.5 (2)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化。 ①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2，SO2被氧化为SO42－，该反应的离子方程式为_____________________ _。 2ClO3－＋SO2===SO42－＋2ClO2 11.(2022·广州期末)部分常见含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列反应路径不合理的是 A.a＋碱→b＋c B.b＋c＋H＋→a C.不存在a→c→e→d→b→a的循环转化关系 D.d→b或e→c可通过复分解反应实现 √ 12.用久置于空气中的生石灰[主要成分为CaO，还含有Ca(OH)2和CaCO3]制取KClO3的流程如图所示。下列有关说法不正确的是 A.“打浆”的目的是为了提 高“氯化”时的反应速率 B.“氯化”中主要发生的反 应为6Cl2＋6Ca(OH)2 Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O C.“过滤”后的滤渣中含有CaCO3 D.“转化”时发生的化学反应Ca(ClO3)2＋2KCl===CaCl2＋2KClO3属于氧 化还原反应 √ 四、氯及其化合物的性质及综合应用 10.已知反应Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，下列说法错误的是 A.Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分 B.HCl是还原剂 C.生成1个Cl2分子转移2个电子 D.Cl2既是氧化产物又是还原产物 √ 10.在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡，溶液变蓝。在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断错误的是 A.漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝 B.氧化性： C.向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色 D.ClO－与I－在一定条件可以发生氧化还原反应 √ 9.历史上曾有化学家用以下方法制取氯气，反应原理如图所示。下列推断不正确的是( ) A.反应Ⅰ属于复分解反应 B.反应Ⅱ的化学方程式为 2CuCl2＋O2===2Cl2＋2CuO C.CuCl2是整个过程的催化剂 D.该方法制取氯气的主要原料是盐酸和氧气 C 11.有Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl和NH4NO3五瓶无标签溶液，为鉴别它们取四支试管，每支试管分别装入上述一种溶液，再向上述试管中加入少许剩下的一种溶液，下列叙述错误的是( ) A.若有三支试管出现沉淀时，则后加入的是AgNO3溶液 B.全部没有明显现象时，则后加入的是NH4NO3 C.一支试管出现气泡，两支试管出现沉淀时，则后加入的是HCl溶液 D.若只有两支试管出现沉淀，其余两支试管无明显现象时，则后加入的 是BaCl2溶液 C 5.(2023·西安检测)在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( ) A.氯水的性质不稳定，保存在棕色试剂瓶中 B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含 有Cl－ C.向氯水中加入Na2CO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有HClO D.氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2 C HClO+Na2CO3===NaClO+NaHCO3 2HCl+Na2CO3===2NaCl+H2O+CO2 谢谢观看 FormatFactory : www.pcfreetime.com 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑ ClO－>SO>I2 $$