2.2 氯气的实验室制取和氯离子的检验预习导学案-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案聚焦氯气的实验室制取和氯离子检验，通过“温故知新”复习氯气性质及气体制备通用流程，衔接实验室制法的反应原理、装置流程等核心内容，构建知识学习支架。 资料突出实验细节解析与安全注意事项，助力科学探究与实践能力培养。结合氧化还原本质分析及预习思考题，提升科学思维，达标检测设计强化自主学习，深化化学观念的形成。

人教版高一化学氯气的实验室制取和氯离子的检验预习导学案 预习核心目标 1. 掌握实验室制取氯气的反应原理、药品、仪器装置，理清气体制备完整流程（发生→净化→收集→验满→尾气处理）。 2. 理解实验关键细节、易错点及安全注意事项，明确反应的氧化还原本质。 3. 了解氯气的工业制法，区分实验室制法与工业制法的差异。 4. 学会根据气体性质选择装置和除杂试剂。 课前基础预习（温故知新） 一、氯气的基础性质 1. 物理性质：氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，可溶于水，难溶于饱和食盐水。 2. 化学性质：氯气具有强氧化性，能与金属、碱溶液等发生反应，有毒，需进行尾气处理。 3. 气体制备通用流程：发生装置→净化除杂装置→收集装置→验满操作→尾气处理装置。 二、氯气的实验室制法 1. 经典反应原理（必考） 实验室常用二氧化锰（固体）与浓盐酸（液体）加热反应制取氯气，是典型的固液加热制气反应。 化学方程式： 离子方程式： 2. 反应深度解读（预习重难点） （1）药品要求：必须使用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应。随着反应进行，浓盐酸不断变稀，反应会自动停止，因此反应物无法完全消耗，生成氯气的量和电子转移数比理论值少。 （2）盐酸的双重作用：反应中4mol HCl参与反应，其中2mol作还原剂（Cl⁻被氧化为Cl₂），2mol起酸性作用（形成盐和水）。 （3）氧化剂与还原剂：氧化剂为MnO₂，还原剂为HCl，氧化产物为Cl₂，还原产物为MnCl₂。 （4）反应必须加热，不加热不反应。 3. 快速制氯替代反应（无加热，拓展） 常温下可用强氧化剂替代二氧化锰，直接与浓盐酸反应制氯气，无需加热，实验室应急常用： （1）高锰酸钾与浓盐酸： （2）氯酸钾与浓盐酸： 二、完整实验装置与流程（重中之重） 1. 发生装置：固液加热型 （1）主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、铁架台、石棉网 （2）装置作用：盛放MnO₂固体和浓盐酸，加热发生反应生成氯气 （3）关键细节：分液漏斗用于添加浓盐酸，可控制反应速率；垫石棉网使烧瓶受热均匀，防止炸裂。 2. 净化除杂装置（两步除杂，顺序固定） 生成的氯气中混有两种杂质：挥发出的HCl气体、水蒸气，需分步除杂，先除HCl，再干燥。 （1）第一步除HCl：试剂为饱和食盐水 原理：Cl₂在饱和食盐水中溶解度极小，而HCl极易溶于水，可彻底除去HCl杂质。 （2）第二步干燥除水：试剂为浓硫酸 原理：浓硫酸具有吸水性，且不与氯气反应，可干燥氯气。 ⚠️ 易错警示：绝对不能先干燥再除HCl，否则除杂过程中氯气会再次混入水蒸气。 3. 收集装置 结合氯气物理性质选择两种收集方法： （1）向上排空气法：氯气密度大于空气，操作简便，适合常规收集。 （2）排饱和食盐水法：氯气难溶于饱和食盐水，可收集到更纯净的氯气，能规避空气杂质。 4. 验满方法（三种常用，必考） （1）观察法：集气瓶内充满黄绿色气体，证明已满（最直观）。 （2）淀粉-KI试纸法：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口，试纸变蓝，证明已满。原理：，淀粉遇碘变蓝。 （3）蓝色石蕊试纸法：将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，试纸先变红后褪色，证明已满（氯气与水生成盐酸和次氯酸，酸性变红、次氯酸漂白褪色）。 5. 尾气处理装置 （1）处理试剂：NaOH溶液（禁止用澄清石灰水，浓度过低，吸收效果差） （2）反应方程式： （3）作用：吸收多余有毒氯气，防止污染空气，符合绿色实验要求。 三、实验安全与关键注意事项（高频考点） 1. 全程通风：氯气有毒，整个实验必须在通风橱中进行，严禁密闭环境操作。 2. 药品禁忌：必须用浓盐酸，稀盐酸不反应；加热温度不宜过高，减少HCl挥发，降低杂质含量。 3. 装置气密性：实验前必须检查装置气密性，防止氯气泄漏中毒。 4. 操作顺序：实验结束后，先移导管，后灭酒精灯，防止倒吸；严禁先停通气再拆装置。 5. 应急处理：若不慎吸入氯气，立即转移至通风处，可少量饮用苏打水缓解；若皮肤接触浓盐酸，立即用大量清水冲洗。 四、氯气的工业制法（拓展预习） 工业上大规模制取氯气采用电解饱和食盐水法（氯碱工业） 总反应方程式： 核心区别：实验室制法适合少量制取、操作简便；工业制法适合大规模量产，可同时得到烧碱、氢气和氯气。 五、氯离子的检验实验 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ②氯化钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ③碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有气泡产生 CO＋2Ag＋===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O 2.氯离子检验方法 (1)试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。 (2)方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。 (3)现象：产生白色沉淀。 (4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 【易错警示】氯离子的检验 取少量被检测溶液于试管中，滴加适量稀硝酸，然后滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀则被检测溶液中含有Cl－，若不产生白色沉淀则无Cl－。 （2）检验Cl－时，滴加AgNO3溶液前要滴加少量稀HNO3使待测液酸化，目的是排除CO32- 等离子的干扰。 3.氯离子检验的答题模板 取少量被检测溶液于试管中，滴加适量稀硝酸，然后滴入 AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检测溶液中含有Cl－，若无白色沉淀则无Cl－。 预习思考题（自主探究） 1. 为什么稀盐酸不能与二氧化锰反应制取氯气？ 2. 除杂时为什么不能用水、氢氧化钠溶液除去氯气中的HCl杂质？ 3. 结合氧化还原反应知识，分析1mol MnO₂完全反应，转移多少mol电子？消耗多少mol HCl？ 4. 若实验中未进行干燥处理，收集的氯气会含有水分，潮湿的氯气与干燥的氯气化学性质有何差异？ 预习达标检测（基础填空+选择） 一、填空题 1. 实验室制氯气的反应方程式为________________________，反应条件为________。 2. 氯气中混有的HCl杂质用________除去，水蒸气用________除去。 3. 收集氯气可采用________或________方法，尾气处理用________溶液。 二、选择题 1. 下列关于实验室制取氯气的说法正确的是（ ） A. 可以用稀盐酸代替浓盐酸 B. 除杂顺序为先干燥后除HCl C. 尾气可用澄清石灰水吸收 D. 反应中HCl既作酸又作还原剂 2. 检验氯气收集已满的方法错误的是（ ） A. 观察集气瓶出现黄绿色气体 B. 湿润淀粉KI试纸变蓝 C. 干燥淀粉KI试纸变蓝 D. 湿润蓝色石蕊试纸先红后褪色 参考答案与详细解析 一、课前基础预习填空答案 1. 黄绿、刺激性、大、可、饱和食盐水 2. 氧化 3. 发生装置、净化除杂装置、收集装置、验满操作、尾气处理装置 二、预习思考题答案解析 1. 为什么稀盐酸不能与二氧化锰反应制取氯气？ 答：二氧化锰的氧化性较弱，仅能氧化高浓度的Cl⁻。稀盐酸中Cl⁻浓度极低，还原性弱，无法被MnO₂氧化生成Cl₂；同时反应可逆性较弱，低浓度盐酸无法推动反应正向进行，因此只有浓盐酸可参与反应。 2. 除杂时为什么不能用水、氢氧化钠溶液除去氯气中的HCl杂质？ 答：①水：氯气可溶于水且能与水发生可逆反应（），会损耗大量氯气；②NaOH溶液：属于强碱溶液，可同时与HCl和Cl₂发生反应，不仅除去杂质，还会吸收目标产物氯气，因此均不能使用。 3. 结合氧化还原反应知识，分析1mol MnO₂完全反应，转移多少mol电子？消耗多少mol HCl？ 答：由反应方程式可知，Mn元素从+4价降至+2价，1mol MnO₂参与反应得到2mol电子；完全反应消耗4mol HCl，其中仅2mol HCl参与电子转移，另外2mol起到酸性作用。 4. 潮湿的氯气与干燥的氯气化学性质有何差异？ 答：干燥的氯气仅有强氧化性，无漂白性、酸性；潮湿的氯气中，氯气与水反应生成HCl和具有强氧化性的HClO，因此潮湿氯气兼具酸性和漂白性，可漂白有色物质、使酸碱指示剂变色，干燥氯气则不具备以上性质。 三、预习达标检测答案及解析 （一）填空题答案 1. 、加热（△） 2. 饱和食盐水、浓硫酸 3. 向上排空气法、排饱和食盐水法、氢氧化钠（NaOH） （二）选择题答案+解析 1. 答案：D 解析：A错误，稀盐酸与MnO₂不反应；B错误，除杂顺序必须先除HCl再干燥，否则会重新带入水蒸气；C错误，澄清石灰水浓度极低，无法完全吸收尾气氯气；D正确，部分HCl被氧化体现还原性，部分HCl成盐体现酸性。 2. 答案：C 解析：氯气与KI发生置换反应需要水环境，干燥的淀粉KI试纸无法发生反应，不能验满；ABD均为正确的氯气验满方法。 2 学科网（北京）股份有限公司 $