2.2.2氯气的实验室制法 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦氯气的实验室制法及氯离子检验，课前通过回顾氯气物理化学性质、实验室与工业制法搭建学习支架，新课从反应原理切入，逐步展开实验装置选择、净化、收集、尾气处理及氯离子检验，形成连贯知识脉络。 其亮点在于以问题驱动培养科学思维，如分析浓盐酸不完全消耗原因、控制加热温度必要性，结合气体性质选择装置培养科学探究能力，氯离子检验实验对比明确干扰排除方法。清晰的小结与练习助学生巩固，教师可高效开展教学。

氯气的实验室制法 「 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 」 人教版 必修第一册 第二节第二课时 课前回顾 —— Cl2 的物理性质和化学性质 Cl2 黄绿色的气体； 有刺激性气味； 密度比空气的大； 有毒； 沸点低，易液化； 能溶于水， 易溶于有机溶剂（苯、CCl4等）。 氯气与金属的反应 Cl2能与大多数金属（Na、Fe、Cu ）化合，生成高价金属氯化物。 氯气与非金属单质的反应 Cl2与大多数非金属单质（H2 等）发生化合反应。 氯气与水的反应 氯气与碱的反应 物理性质 化学性质 强氧化性 课前回顾 —— Cl2 的实验室制法和工业制法 氯气的实验室制法 氯气的工业制法 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 ↑+H2↑ 电解 新课讲授 一、氯气的实验室制法 1、反应原理 MnO2＋4HCl(浓) △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2＋4H++2Cl- △ Mn2+＋Cl2↑＋2H2O 氧化剂 还原剂 浓盐酸既体现还原性，又体现酸性 在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气。 化学反应方程式： 离子反应方程式： 思考1：如果 MnO2 过量，可以将浓盐酸中的 HCl 全部消耗吗？ 答：不可以！MnO2 和稀盐酸是不反应的，随着反应的进行，当盐酸的浓度减小到一定程度时，反应就会停止，故 HCl 不能被消耗完。 其他制取方法 2KMnO4＋16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O K2Cr2O7＋14HCl(浓) 2KCl+2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O KClO3＋6HCl(浓) KCl + 3Cl2↑＋3H2O 高锰酸钾 重铬酸钾 氯酸钾 思考2：实验中需缓慢加热且加热温度不宜过高，为什么？ 答：浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热且控制温度，避免Cl2中混有大量的HCl杂质，同时以免降低了HCl的利用率。 思考3：可以用其他氧化剂来代替MnO2吗？ 酸性怎么解释？因为生成了氯化锰（盐）？ 氯气的其他实验室制法 2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2↑+ 8H2O KClO3 + 6HCl(浓) = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O 得到10e- 失去10e- 得到5e- 失去5e- 酸性：还原性 = 6 : 10 酸性：还原性 = 1 : 5 2MnO4- + 16H+ + 10Cl- = 2Mn2+ + 5Cl2↑+ 8H2O 新课讲授 根据反应物的状态和反应条件，选择气体的发生装置。 制取物质 反应方程式 发生装置 CO2 CaCO3＋2HCl CaCl2+CO2↑+H2O H2 Zn+HCl ZnCl2+H2↑ O2 KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ △ 固体+液体 固体+固体 固体+液体 不需加热 加热 不需加热 反应物的状态 反应条件 根据实验室制取氯气的原理，应该选择怎样的装置呢？ 2.实验装置—发生装置的选择 已知 1.MnO2是黑色难溶于水的固体； 2.浓HCl是液体易挥发； 4.氯气有毒，且在加热时容易逸出。 固 + 液 气 √ 　　 新课讲授 2.实验装置—发生装置的选择 3.该反应需要加热； 随开随用， 随关随停 新课讲授 根据气体的性质（密度、溶解度以及是否与水发生反应），选择气体的收集装置。 ②向上排空气法 ρ气体>ρ空气 ③向下排空气法 ρ气体<ρ空气 已知 1.Cl2 有毒，且密度比空气大； 2.Cl2 能溶于水，难溶于饱和食盐水。 不能用排水法收集 饱和食盐水 ①排水法 2.实验装置—收集装置的选择 瓶口有气泡冒出时，则收集满。 排饱和食盐水法 新课讲授 思考：用向上排空气法收集的 Cl2 如何验满？ 集气瓶中充满黄绿色气体。 将湿润的淀粉- KI 试纸靠近瓶口，观察到试纸立即变蓝。 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，观察到试纸先变红后褪色。 Cl2的强氧化性 氯水的酸性和HClO的强氧化性 实验室制氯气是否需要进行尾气吸收？ 如果需要，那该用什么吸收氯气呢？ 2.实验装置—验满 新课讲授 已知 1.Cl2 有毒； 2.Cl2 不能燃烧； 2.Cl2 能与 NaOH 溶液反应，生成可溶于水的物质。 CH4、H2、CO等 不需要防倒吸，因为NaOH溶液吸收氯气较慢，不会形成倒吸。 SO2、NO2、H2S等 2.实验装置—尾气处理装置的选择 √ 　　 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 要考虑尾气是否会污染环境决定是否需要尾气 处理装置，根据尾气的性质选择尾气处理装置。 不能，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收不完全。 能用澄清石灰水吸收氯气吗？ 防倒吸装置 分液式 安全瓶式 平衡压强式 倒立漏斗式 肚容式 悬空式 拓展延伸 新课讲授 [ 实验装置 ] MnO2＋4HCl(浓) △ MnCl2＋ Cl2 ↑＋2H2O 发生装置 收集装置 尾气吸收装置 思考 1.如果用该装置制取氯气，得到的氯气是否纯净？ 答：不纯净。制取出来的 Cl2 混有 HCl 气体和水蒸气。 2.如何改进实验装置？ 答：加入净化装置，除去Cl2 混有 HCl 气体和水蒸气。 易挥发 (HCl、水蒸气） 新课讲授 除杂 + 干燥 根据气体是否有杂质以及气体主要成分和杂质成分的性质，选择气体的净化装置。 洗气瓶 球形干燥管 U形干燥管 气体 气体 气体 盛装液体除杂试剂 气流方向是长管进，短管出 盛装固体除杂试剂 气流方向是粗口进，细口出 干燥剂 酸性 干燥剂 中性 干燥剂 碱性 干燥剂 浓H2SO4 P2O5（白色） 无水CaCl2 碱石灰 （主要成分CaO和NaOH） 2.实验装置—净化装置的选择 新课讲授 根据气体是否有杂质以及气体主要成分和杂质成分的性质，选择气体的净化装置。 洗气瓶 球形干燥管 U形干燥管 气体 气体 气体 盛装液体除杂试剂 气流方向是长管进，短管出 盛装固体除杂试剂 气流方向是粗口进，细口出 已知 1.Cl2 能溶于水，难溶于饱和食盐水； 2.HCl 易溶于饱和食盐水。 3.Cl2是酸性气体。 饱和食盐水 Cl2(HCl) 浓硫酸 Cl2(H2O) Cl2(H2O) 无水CaCl2 除杂在前，干燥放后 除杂 + 干燥 2.实验装置—净化装置的选择 新课讲授 [ 实验装置 ] 发生装置 除杂装置 干燥装置 收集装置 尾气吸收装置 净化装置 连接的一般顺序： MnO2＋4HCl(浓) △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 改进后 实验装置的组装顺序：自下而上，从左到右。 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 实验室制氯气 1.实验原理： 2.氯气中混有的杂质： HCl气体、水蒸气 3.除杂： 除氯化氢气体—饱和食盐水 除水蒸气—浓硫酸 （先） （后） 4.收集： ① 向上排空气法 ② 排饱和食盐水 6.尾气处理： 用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，防止污染空气。 5.检验方法： ① 湿润的淀粉-KI试纸变蓝 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 ② 湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。 小结 实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的 Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。 尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收 Cl2，因为澄清石灰水中 Ca(OH)2 浓度较小， 吸收不完全。 实验室制备氯气可能会出现的问题： 1、随着反应的进行，烧瓶内生成的气体越来越多，压强增大，使分液漏斗内的压强 小于烧瓶内的压强，从而使浓盐酸不能顺利滴下。 2、Cl2有毒，排空气法容易产生泄露，最好用排液法。 3、尾气吸收的时候，如果气流过快，容易吸收不完全。 思考： 如何进行改进？ 恒压漏斗 排饱和食盐水法 采用多孔球泡 增大气体与溶液的接触面积 拓展延伸 氯气能与很多金属反应生成盐，其中大多数盐能溶于水并电离出氯离子。对于可溶性氯化物中的氯离子，可以用 AgNO3 溶液和稀硝酸进行检验。 [ 实验 2-9 ] 在 3 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，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 AgNO3溶液 溶液 实验现象 加入AgNO3溶液 加入稀硝酸 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 氯离子的检验 白色沉淀AgCl 白色沉淀AgCl 白色沉淀Ag2CO3 沉淀不消失 沉淀不消失 沉淀消失，有气泡 由实验现象可知，前两支试管生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀 AgCl，它们发生的离子反应是相同的。可以用同一个离子方程式表示： 第三支试管中生成了可溶于稀硝酸的白色沉淀 Ag2CO3，发生的离子反应表示为： Ag2CO3 溶于稀硝酸的离子方程式为： Cl－＋Ag＋ AgCl ↓ CO32－＋2Ag＋ Ag2CO3 ↓ Ag2CO3＋2H＋ 2Ag＋＋CO2↑＋H2O 显然，如果溶液中存在 CO32－时，用 AgNO3 溶液检验 Cl－ 的实验就会受到干扰。 检验Cl－的方法： 取少量待测液加入试管中，先加入足量的稀硝酸酸化，以排除 CO32－ 等的干扰，再滴加 AgNO3 溶液，若有白色沉淀产生，则可判断该溶液中含有Cl－。 现象 操作 试剂 结论 待测液 AgNO3 溶液 稀硝酸 先加稀硝酸， 后加 AgNO3 溶液 有白色沉淀 产生 该溶液中含有Cl－ 思考：酸化的试剂能不能选用稀盐酸或者稀硫酸？ 不能！ 稀盐酸酸化，引入 Cl－，也会产生白色沉淀，对实验造成干扰； 稀硫酸酸化，引入 SO42-，也会产生白色的 Ag2SO4 沉淀，对实验造成干扰。 原因 课堂小结 一、氯气的实验室制法 二、氯离子的检验 反应原理 实验装置 MnO2＋4HCl(浓) △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 待测液 滴加稀硝酸 排除CO32－等的干扰 酸化液 滴加AgNO3溶液 白色沉淀 含有Cl－ 小试牛刀 某同学用下列装置制备并检验 Cl2 的性质。下列说法正确的是（ ）。 A. Ⅰ 图中：如果MnO2过量，盐酸就可完全消耗。 B. Ⅱ图中：如果倒置的量筒充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，量筒内 最后剩余气体为 HCl 和氧气。 C. Ⅲ图中：生成蓝色的烟。 D. Ⅳ图中：b 能褪色，反应后将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液成酸性，结果有 Cl2 生成。 D 2H+ + Cl- + ClO- = Cl2↑+H2O $