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，从舍勒发现氯气的历史切入，联系初中氧气、二氧化碳制取知识，通过对比反应原理、装置类型构建学习支架，帮助学生衔接新旧知识。 其亮点在于以科学探究为主线，结合科学思维与化学观念，如通过问题链分析浓盐酸作用、除杂顺序培养证据推理能力，装置设计体现性质决定用途。采用例题与实验结合的总结方法，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

第二节 氯及其化合物 课时2 氯气的实验室制法 第二章 海水中的重要元素—钠和氯 1 氯气的实验室制法 舍勒（1742-1786） 1774年舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO2）时，发现当他使软锰矿和浓盐酸混合加热时，产生了一种黄绿色的具有刺激性气味的气体。这种气体就是氯气。 现在这种方法仍然是实验室制取氯气的重要方法之一 加热 Cl2 软锰矿(MnO2) 浓盐酸(HCl) MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 工业制取Cl2：用电解饱和食盐水的方法，反应的化学方程式为： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 通电 2 失去2×e- 得到2×e- MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 浓盐酸的作用：还原性、酸性，只能用浓盐酸 MnO2可用 KMnO4、KClO3、NaClO 等强氧化剂代替 氯气的实验室制法 1、反应原理 ①反应物要用浓盐酸； ②此反应必须加热。 MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O 【例】请写出使用下述氧化剂与浓盐酸进行氯气制备的化学方程式 KMnO4、KClO3、NaClO、K2Cr2O7 2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O NaClO + 2HCl(浓) = NaCl + H2O + Cl2↑ K2Cr2O7 + 14HCl(浓) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O KClO3 + 6HCl (浓) = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O 强氧化剂 氯气的实验室制法 4 课堂思考 随着反应进行，浓盐酸变稀，当稀到一定程度便不再与足量MnO2反应。 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 1.浓盐酸的体现的性质是？ 2.可以用稀盐酸来代替浓盐酸制取氯气吗？ 还原性、酸性 5.实验中需缓慢加热且加热温度不宜过高，为什么？ 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杂质以及降低HCl的利用率。 不能，必须用浓盐酸，因为稀盐酸的还原性弱，不能被MnO2氧化。 4.实验中4份浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1份Cl2吗？ 3、随着反应进行，盐酸当稀到一定程度能否还与足量MnO2反应？ 不能，随着反应进行，浓盐酸变稀，当稀到一定程度便不再与足量MnO2反应。 5 请你回忆！ 回顾初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法， 将相关内容填入下表。 课堂思考 气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应 条件 装置图 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 △ △ MnO2 MnO2 方法指导 实验室中制取气体装置的设计 7 气体制备装置的连接顺序 实验室制气体的制备思路 气体发生装置 气体净化装置 气体干燥装置 气体收集或性质检验装置 尾气吸收装置 氯气的实验室制法 请你思考！ 氯气的制备装置和它们一样吗？如果一样，属于哪一种？ 如果不一样，请类比归纳氯气的制备装置。 课堂思考 MnO2是黑色 难溶于水的固体 液体 反应装置 √ 　　 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 石棉网 圆底烧瓶 分液漏斗 氯气的实验室制法 ① 发生装置 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 使用分液漏斗： 一防止浓盐酸挥发 二控制反应速率 长颈漏斗 制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。 作用是？ 氯气的实验室制法 蒸馏烧瓶 恒压滴液漏斗 ① 发生装置 平衡气压 便于顺利滴下液体 烧瓶内气压与分液漏斗中保持一致 课堂思考 请你观察！ 应用上述装置（如右图）能否收集到纯净干燥的氯气？如果不能，杂质是什么?如何除去杂质？ 不能。浓盐酸会挥发，且含有水蒸气 杂质HCl气体和水蒸气。 Cl2（HCl(g) H2O(g)） Cl2（HCl(g)、 H2O(g)） 饱和食盐水 浓硫酸 无水CaCl2 氯气的实验室制法 ② 除杂装置 HCl(g)和H2O(g)哪一个放在最后除去？ 饱和食盐水中同样含有水，所以除水放在最后。 先除杂，后干燥 资料信息： i.已知Cl2在水中的溶解度约为1:2； 在饱和食盐水中的溶解度约为1:1； ii.HCl在水(饱和食盐水)中的溶解度约1:500 虽然两者都可以除去HCl， 但饱和食盐水中Cl2溶解损耗更小。 Cl2(HCl(g)、H2O(g)) 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。 Cl2（HCl、 H2O） 饱和食盐水 浓硫酸/无水CaCl2 氯气的实验室制法 饱和食盐水 无水CaCl2 洗气瓶 浓硫酸 球形 干燥管 U形干燥管 ② 除杂装置 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。 氯气的实验室制法 ② 除杂装置 装置A(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。 装置B-D(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。 向下排空气法 （收集密度比空气小的气体） 向上排空气法 （收集密度比空气大的气体） 排空气法 收集难溶或微溶于水（或其他液体）的气体 排水法 氯气的实验室制法 有毒气体的收集装置 无毒气体的收集装置 ③ 收集装置 Cl2的密度比空气大，Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水 ①排水法 ②向上排空气法 ③向下排空气法 ④饱和食盐水 √ 　　 √ 　　 氯气的实验室制法 ③ 收集装置 蓝色石蕊 红 褪色 方法2.将湿润的___________试纸放在瓶口，若先变_____后________，则已满。　 方法3.将湿润的淀粉-KI试纸放在瓶口，若变____则已满。 方法1.观察到黄绿色气体充满整个集气瓶时； 【讨论】如何验满？ 蓝 氯气的实验室制法 ②排饱和食盐水法收集时： 瓶口有气泡冒出时，则收集满。 ①向上排空气法收集时： 饱和食盐水 ③ 收集装置 淀粉-KI试纸:白色 遇到碘单质（I2）变蓝 紫色石蕊试液：紫色 遇酸变红，遇碱变蓝 蓝色石蕊试纸：遇酸变红，检验酸性物质 红色石蕊试纸：遇碱变蓝，检验碱性物质 氯气的实验室制法 ③ 收集装置 课堂思考 请你观察！ 请观察下面装置，NaOH溶液的作用是什么？ 氯气有毒，吸收多余的氯气，防止污染环境。 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O(歧化反应) 【注意】吸收尾气时，需要用氢氧化钠溶液，不能用澄清石灰水吸收，因为Ca(OH)2微溶，浓度小，吸收不完全。 【答题模版】吸收尾气中的氯气，防止污染环境。 氯气的实验室制法 ④ 尾气处理装置 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。 氯气的实验室制法 安全瓶 ④ 尾气处理装置（防倒吸） 氯气的实验室制法 2、实验室制备氯气反应装置 23 除HCl杂质 干燥Cl2 收集 气体 吸收多余的氯气 氯气的实验室制法 2、实验室制备氯气反应装置 实验结束后，先使反应停止并排尽装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。 发生 装置 除杂 装置 收集 装置 尾气处理 装置 反应物的状态(固、液)、反应条件（是否需要加热、催化剂） 除尽除杂、不引入新杂质、尽量保证产量 气体的密度、溶解性、气体是否与水反应 除尽尾气、防止倒吸 氯气的实验室制法 实验室制氯气装置 × 找错 氯气的实验室制法 氯离子的检验 【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，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。 氯离子的检验 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 ②氯化钠溶液 ③碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 沉淀溶解， 有气泡产生 Cl- + Ag+ = AgCl↓ Cl- + Ag+ = AgCl↓ Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag++CO2↑+H2O CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓ 1. 氯离子检验的一般步骤 样品　　　　 酸化液　　　　　　 白色沉淀 稀硝酸 AgNO3溶液 样品　　　　　 白色沉淀　　　　 沉淀不溶解 稀硝酸 AgNO3溶液 2.氯离子检验的答题模板 若产生白色沉淀，则证明待测溶液中含有Cl-，若无白色沉淀则无Cl-。 氯离子的检验 取少量待测溶液于试管中， 先滴加适量稀硝酸酸化， 再滴加AgNO3溶液， 1.某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法对不对？ 2.如何区分氯化银沉淀和碳酸银沉淀？ 滴入适量稀硝酸，碳酸银沉淀溶解，氯化银沉淀不溶解 不对，Cl-、CO32-、SO42-、SO32-都能与Ag+反应生成白色沉淀 氯离子的检验 3、可以用稀盐酸或者稀硫酸酸化吗 不可以，稀盐酸会引入Cl-，稀硫酸会引入SO42-，生成Ag2SO4沉淀 A. Ⅰ图中：如果MnO2过量，盐酸就可全部消耗 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呈酸性，结果有Cl2生成 1.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( ) D 2.（1）实验室制取Cl2时,下列操作不正确的是　　　　(填序号)。  ①②③④ ①装置Ⅰ可用于制取少量Cl2 ②用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl ③用装置Ⅲ制取Cl2 ④用装置Ⅳ干燥Cl2 （2）欲在实验室制取干燥、纯净的氯气，除了用二氧化锰、浓盐酸外，还需要的药有　 　 　　、　　 　、　 　 　。 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH溶液 下课，同学们！ Lavf58.30.100 $