2.2.2氯及其化合物导学案2026-2027学年高一上学期化学人教版必修一

该高中化学导学案聚焦氯气的实验室制法和氯离子检验，通过舍勒发现氯气的历史情境导入，引导学生掌握制取原理、装置（发生、净化、收集、尾气处理）及氯离子检验方法，以微点拨串联关键细节，构建完整知识链。 资料突出科学探究与实践，设置“思考与交流”实验活动，结合科学思维解析除杂顺序、试剂选择等难点，习题覆盖装置分析、离子鉴别等情境，助力学生形成化学观念，提升自主探究与问题解决能力。

2.2.2氯气的实验室制法和氯离子检验 【学习目标】 1、掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置 2、掌握Cl-的检验方法 【学习重点】 制取Cl2的原理和实验装置 【学习难点】 制取Cl2的原理和实验装置 一、氯气的实验室制法 1.反应原理： 1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是 MnO2 )时，把 浓盐酸 与软锰 矿混合在一起 加热 ，发现有 黄绿 色气体生成，反应为4HCl(浓)＋MnO2MnCl2 ＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2) 2.气体的发生装置 ①气体发生装置类型：固体＋液体气体 ②发生装置所用仪器的名称： 圆底烧瓶 、 分液漏斗 ③实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶 3.气体的净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。 同时注意除杂的先后顺序：先除HCl气体，再除水蒸气 ①除去Cl2中少量的HCl气体： 饱和食盐水 ②除去Cl2中少量的水蒸气：常用 浓硫酸 ，也可用无水CaCl2、P2O5，装置如图所示 4.气体的收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2 收集方法：向 上 排空气法或排 饱和食盐水 法 5.尾气处理装置：氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置 (1)导气管要伸入液面以下 (2)氢氧化钠溶液的作用： 吸收多余的氯气防止污染空气 6.验满方法 (1)观察法：氯气是 黄绿 色气体 (2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变 蓝 ，则证明已集满 (3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先 变红 后 褪色 的变化，则证明已集满 【微点拨】 ①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液 ②浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 个 HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 个 ③为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发 ④Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全 ⑤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 7.快速制氯气 用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等强氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如： 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O KClO3 + 6HCl(浓) === KCl + 3Cl2↑ +3H2O K2Cr2O7 +14HCl=== 2KCl + 2 CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O ClO- 在强酸性条件下也能氧化Cl-（84消毒液与洁厕灵不能混合使用的原因就是产生Cl2会造成中毒）。 ClO- + Cl- + 2H+ === Cl2↑ + H2O 二、氯离子的检验 【思考与交流】 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 实验现象 解释或相关化学方程式 滴入几滴AgNO3溶液 再加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag++Cl-=AgCl ②NaCl溶液 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag++Cl-=AgCl ③Na2CO3溶液 产生白色沉淀 沉淀溶解并产生气泡 2Ag++CO32-=Ag2CO3 Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2 1.氯离子(Cl－)的检验方法 (1)选用试剂：AgNO3溶液、稀HNO3 (2)实验原理：Ag+＋Cl-===AgCl↓ (3)实验现象：产生白色沉淀 (4)答题模板：取少量待测液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，证明溶液中含有Cl- 【微点拨】 ①加稀硝酸的目的：排除CO32-等离子的干扰 ②不能用稀盐酸酸化，因为会引入Cl- ③如果SO42-、CO32-和Cl-－可能同时存在，可以先检验SO42-是否存在[用Ba(NO3)2溶液]，然后再检验Ag++Cl-=AgCl和Cl-是否存在 小试牛刀 1．下列关于实验室制取的说法正确的是 A．将混有的通过盛有饱和溶液的洗气瓶除去杂质 B．实验室制取，浓盐酸体现酸性和氧化性 C．实验室用如图装置除去中的少量 D．实验室制备可用排饱和食盐水集气法收集 【答案】D 【详解】A.混有的通过饱和溶液反应生成，引入新的杂质，并且消耗，A错误； B.实验室制取，浓盐酸体现酸性和还原性，B错误； C.用饱和食盐水除去中的气体时，气体应长导管进短导管出，C错误； D.在饱和食盐水中的溶解度比在水中的小，故实验室可用排饱和食盐水法收集，D正确； 答案选D。 2．实验室制氯气时有如下操作，操作顺序排列正确的是 ①连接好装置，检查装置的气密性 ②缓缓加热 ③在烧瓶中加入少量的MnO2 ④向分液漏斗中加入浓盐酸，打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入烧瓶中 ⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收 ⑥用向上排气法收集氯气 A.①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 衡水市第十三中学高一化学组 超越每刻 卓越一生 奋进——为中华之崛起 ( 1 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 ( 2 ) 学科网（北京）股份有限公司 【答案】D 【详解】制取氯气的实验操作顺序为：连接装置，检查装置的气密性，防止装置漏气→在圆底烧瓶中加入固体药品二氧化锰粉末→从分液漏斗中缓缓加入浓盐酸→加热→待气体均匀放出时收集气体→氯气有毒，多余的氯气用NaOH溶液吸收，防止污染空气；所以正确操作顺序为①③④②⑥⑤，D正确。 本题选D。 3．已知与浓盐酸在常温下能反应产生。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是 A．①处和②处 B．只有②处 C．只有②处和③处 D．②处、③处和④处 【答案】D 【详解】①与浓盐酸在常温下反应产生，①正确； ②浓盐酸易挥发，生成的氯气中混有和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去，会与溶液反应，故不能选择氢氧化钠溶液，②错误； ③用浓硫酸干燥氯气，导管应长进短出，③错误； ④氯气与金属在试管中反应，若用单孔塞，容易造成试管内压强过大，且导管应伸到试管底部，④错误。 综上，答案选D。 4．下列检验Cl－的方法正确的是 A．向某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－ B．向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－ C．向某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－ D．向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－ 【答案】D ( 2 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 ( 5 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 学科网（北京）股份有限公司 【详解】A. 可能生成碳酸银、硫酸银等沉淀，不能说明该溶液中有Cl−，故 A错误； B. 先滴加盐酸,引入Cl−，不能说明该溶液中有Cl−，故B错误； C. 加入盐酸，不能排除Cl−的干扰，故C错误； D. 因氯化银不能溶解于硝酸，滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，可说明溶液中有Cl−，故D正确； 故选D。 【点睛】氯离子的特征离子反应是可以和银离子反应生成白色不溶于硝酸的白色沉淀，注意排除其它离子的干扰，以此解答该题。 5．在未知液中加入溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有 A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】C 【详解】能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是，又因为加入稀后沉淀部分溶解，故原溶液中一定有Cl-，故未知液中除含有 外，还有Cl-，答案选C。 6．某溶液中含有较大量的Cl-、CO32-、OH-三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来。下列实验操作的操作顺序中，正确的是 ①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液 A．①②④②③ B．④②③②① C．①②③②④ D．④②①②③ 【答案】D 【分析】检验氯离子选择硝酸银溶液，检验氢氧根离子选择硝酸镁溶液，检验碳酸根离子选择硝酸钡溶液，用三种试剂将三种离子检验出来，每加一种试剂能够检验出一种离子，此时要注意每加入一种试剂只能与一种离子结合，来选择加入试剂顺序及操作步骤。 【详解】Cl-用含有AgNO3溶液检验，二者反应生成白色沉淀AgCl；CO用Ba(NO3)2溶液检验，二者反应生成白色沉淀BaCO3；OH-用Mg(NO3)2溶液检验，二者反应生成白色沉淀Mg(OH)2；Cl-、CO、OH-都和AgNO3反应，CO、OH-都和Mg(NO3)2溶液反应生成白色沉淀；只有CO和Ba(NO3)2溶液反应生成白色沉淀，为了防止干扰，应该先检验CO、再检验OH-；即正确顺序为④②①②③； 故选D。 7．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是 ( 1 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 ( 2 ) ( 6 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 学科网（北京）股份有限公司 A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2 B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中 C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境 D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气 【答案】A 【详解】根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气，故A选项错误，B、C、D选择正确； 答案选A。 8．有Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl及NH4NO3，五种无标签溶液，为鉴别它们，取四支试管分别装入一种溶液，向上述四支试管中加入少许剩下的一种溶液，下列结论错误的是 A．若有三支试管出现沉淀，则最后加入的是AgNO3溶液 B．若全部没有明显现象，则最后加入的是NH4NO3溶液 C．若一支试管出现气体，两支试管出现沉淀，则最后加入的是HCl溶液 D．若只有两支试管出现沉淀，则最后加入的可能是BaCl2溶液 【答案】C 【详解】A．在五种溶液中，AgNO3溶液和BaCl2、HCl、Na2CO3溶液反应均生成白色沉淀，所以有三支试管出现沉淀时，则最后加入的是AgNO3溶液，A结论正确； B．NH4NO3溶液和Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl溶液混合均没有明显现象，则全部没有明显现象时，最后加入的是NH4NO3溶液，B结论正确； C．如果最后加入的是HCl溶液，盐酸和Na2CO3溶液反应生成二氧化碳，和AgNO3溶液反应生成氯化银白色沉淀，所以只有一支试管出现气体，一支试管出现沉淀，C结论错误； D．若最后加入的是BaCl2溶液，BaCl2溶液和Na2CO3、AgNO3溶液反应均生成白色沉淀，有两支试管出现沉淀，D结论正确； 答案为C。 9．某同学用以下装置制备并检验的性质。下列说法正确的是 ( 4 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 ( 7 )相信天道酬勤的力量，心胜则一切胜。 学科网（北京）股份有限公司 A．图Ⅰ：若过量，则浓盐酸可全部消耗完 B．图Ⅱ：只证明新制氯水具有酸性 C．图Ⅲ：产生了棕黄色的雾 D．图Ⅳ：湿润的有色布条褪色 【答案】D 【详解】A．浓盐酸变成稀盐酸时不再反应，盐酸不能消耗完，A错误； B．新制氯水能使紫色石蕊试液先变红红后褪色，体现了酸性和漂白性，B错误； C．铜与氯气反应生成棕黄色的烟，C错误； D．干燥的氯气没有漂白性，故干燥的有色布条不褪色；氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，故氯气能使湿润的有色布条褪色，D正确； 故选D。 10．在实验室中利用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥、纯净的氯气，所用装置如图所示： （1）连接上述装置的正确顺序（填各接口处的字母）：____接___；___接___；___接___；___接____ （2）装置中，饱和食盐水的作用是__________；NaOH溶液的作用是______________。 （3）化学实验中常用湿润的淀粉—KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到______________，反应化学方程式为 （4）写出下列化学反应的化学方程式： ①气体发生装置中进行的反应：_______________________。 ②NaOH溶液中发生的反应：____________________________。 【答案】 ECDABHGF 除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气 试纸变蓝 2KI+Cl2=2KCl+I2 MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 【分析】浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水，浓盐酸易挥发，则生成的氯气中含有杂质HCl和水；先连接盛有饱和食盐水的装置，可除去HCl杂质，再连接盛有浓硫酸的装置可除去水蒸气；氯气的密度大于空气，可采用长进短出的方式收集氯气；氯气有毒，最后应有尾气处理装置。 【详解】(1)按照制备气体的“发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定装置连接顺序。制得的Cl2中混有HCl和水蒸气，先用饱和食盐水除去HCl，然后通过浓硫酸进行干燥；由于Cl2的密度比空气大，收集Cl2时导管应长进短出；Cl2有毒，最后用NaOH溶液进行尾气处理，故连接顺序为E→C、D→A、B→H、G→F。 (2)装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。 (3)湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应：2KI+Cl2=2KCl+I2，淀粉遇变蓝色。 (4)①浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水，方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O； ②NaOH与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。 11．下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含有氯化钠的实验方案。 甲：取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水使之溶解，配成溶液，然后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。 乙：取样品少许加入试管中，加入适量的自来水使之溶解，配成溶液，然后滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。 （1）两个方案均有不合理之处，请指出： 甲__________________________。 乙__________________________。 （2）合理的实验方案为__________________________。 【答案】 AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除CO的干扰用自来水配制溶液会引入Cl-，影响Cl-的检验 自来水中含有氯离子，用自来水配制溶液，无法确定固体中是否含有氯离子 取少许样品加入试管中，加入适量的蒸馏水配成溶液，然后加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成 【分析】甲方案中没有用稀硝酸排除的干扰，Ag2CO3也是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液，自来水中含有Cl-，影响Cl-的检验。 【详解】(1)甲：碳酸钠溶于水后，电离生成的碳酸根离子与银离子反应可生成碳酸银沉淀，会干扰氯离子的检验,故甲方案的不合理之处是：AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除CO的干扰用自来水配制溶液会引入Cl-，影响Cl-的检验； 乙方案的不合理之处是：自来水中含有氯离子，用自来水配制溶液，无法确定固体中是否含有氯离子； (2)蒸馏水中不含有杂质离子，用蒸馏水配制溶液，再用硝酸酸化的硝酸银检验。故合理的实验方案为：取少许样品加入试管中，加入适量的蒸馏水配成溶液，然后加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。 12．有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验： ①溶于水，得无色溶液； ②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀； ③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，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)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：______________________。 【答案】 KCl和K2CO3 KNO3 Ag++Cl-=AgCl↓，2Ag++CO32-=Ag2CO3↓，Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑ 【分析】由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；又由沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。 【详解】（1）由以上分析可知，白色固体中一定含有KCl和K2CO3，可能含有KNO3。故答案为KCl和K2CO3，KNO3； （2）KCl和K2CO3都可以和硝酸银发生复分解反应生成白色沉淀氯化银和碳酸银，离子方程式分别为：Ag++Cl-=AgCl↓，2Ag++CO32-=Ag2CO3↓，氯化银不溶于稀硝酸，而碳酸银溶于稀硝酸，反应的离子方程式为： Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑。故答案为Ag++Cl-=AgCl↓，2Ag++CO32-=Ag2CO3↓，Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑。 13．某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2，同时进行与氯气有关的某些实验，按要求回答问题。 （1）A是浓盐酸，B是二氧化锰，将A滴入B中时发生反应的离子方程式为____________。 （2）甲同学用一定量的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，结果制得的Cl2体积比理论上应制得的体积小，这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因：_________________________。 （3）在实验室中，乙同学欲用如图的装置净化氯气，则瓶①②中应盛放的试剂分别是①_________________________，②_________________________（填试剂名称）。 【答案】 MnO2+4H++4Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ①氯化氢挥发；②反应生成水；③反应消耗HCl 饱和食盐水 浓硫酸 【分析】实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气；随反应的进行，盐酸的浓度减小，减小到一定程度则不再反应；盐酸具有挥发性，则生成的氯气中混有HCl和水蒸气杂质。 【详解】(1)浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水，离子方程式为MnO2+4H++4Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O； (2)二氧化锰和浓盐酸反应过程中消耗HCl，加热时氯化氢挥发，生成的水稀释浓盐酸均会导致浓盐酸浓度变小； (3)制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，净化时应先通过饱和食盐水吸收氯化氢，后通过浓硫酸吸收水蒸气。 14．实验室用如图装置制取氯气，并用氯气进行实验。回答下列问题： （1）A中盛有浓盐酸，B中盛有MnO2。D中盛放浓H2SO4的目的是___________________。 （2）E中为红色干布条，F中为红色湿布条，可观察到的现象是______________________，对比E和F中现象的差异可得出的结论是__________________________。 （3）G处的现象是_________________________。 （4）用化学方程式表示处尾气吸收装置中的反应原理：_________________________。 【答案】 除去氯气中的水蒸气 E中布条不褪色，F中布条褪色 干燥的氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性 棉花团变为蓝色 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 【分析】浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水，浓盐酸易挥发，则生成的氯气中含有杂质HCl和水；C为饱和食盐水，可除去HCl杂质，D为浓硫酸可除去水蒸气；E中为红色干布条，F中为红色湿布条，干燥的有色布条不褪色，而湿布条褪色；G中蘸有淀粉碘化钾溶液的棉花团发生置换反应生成碘，导致淀粉溶液显蓝色；氯气有毒，最后应有尾气处理装置。 【详解】(1)根据实验装置图知，D中盛放浓硫酸的目的是除去氯气中的水蒸气； (2)E中为红色干布条，F中为红色湿布条，干燥的氯气无漂白性，氯气和水反应生成次氯酸，而次氯酸有强氧化性，具有漂白作用，所以可观察到的现象是E中布条不褪色，F中布条褪色，对比E和F中现象的差异可得出的结论是干燥的氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性； (3)生成的氯气与G处碘化钾溶液反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝，所以处的现象是棉花团变为蓝色； (4)氯气有毒，尾气处理时可用氢氧化钠溶液吸收氯气，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $