2.2.2 氯离子的检验与氯气的制备 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离子的检验与氯气的制备，通过回顾初中氧气、二氧化碳的制取方法，以表格对比反应物状态和反应条件，引导学生类比归纳氯气制备装置，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如氯离子检验沉淀法）和装置系统设计（发生、净化、收集、尾气处理），运用科学思维中的比较归纳和科学探究与实践的实验分析，通过练习巩固（如装置错误辨析）。学生能提升实验能力和逻辑思维，教师可借助系统框架高效开展教学。

制作人： 第二章 第二节 氯及其化合物 2.2.2 氯离子的检验与 氯气的制备 1 1. 掌握氯气的制备，能根据物质的性质和物质间的转化关系设计方案制备氯气； 2.掌握氯离子的检验。 。 学 / 习 / 目 / 标 新/课/导/入 分层讲目的，层层深入，最后是情感 2 不同离子的检验方法不同，一般采用可产生的特殊现象来判断，高中常用的如： 1.观察颜色法： 2.焰色试验法： 3.沉淀法： 4.气体法： 钾元素焰色：紫色（通过蓝色钴玻璃观察）、钠元素焰色： 黄色 Cu2+ （ ）、Fe3+（ ）、Fe2+（ ）、 MnO4-（ ） 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 用于能转化为特殊沉淀的离子检验，如BaSO4、AgCl、Fe(OH)3等 用于能转化为特殊气体的离子检验，如CO2、NH3 氯离子的检验 【实验2-9】氯离子的检验——沉淀法 在三支试管中分别加入2～3mL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。 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 ______________ __________ __________________ ②NaCl溶液 ______________ __________ __________________ ③Na2CO3溶液 ______________ ____________________ __________________________________________________________ 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 有气泡产生 沉淀溶解， Cl－＋Ag＋= AgCl↓ Cl－＋Ag＋= AgCl↓ CO32-＋2Ag＋= Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H＋= 2Ag＋＋CO2↑＋H2O 沉淀不溶解 归纳： 1.氯离子Cl-检验步骤： ①确定用沉淀法：AgCl沉淀, 选出检验试剂AgNO3溶液 ②选择合适的试剂排除可能存在的干扰离子→ ③滴加AgNO3试剂，根据现象,确定是否存在Cl- CO32- HNO3 思考：稀硝酸和AgNO3溶液顺序能否颠倒？ 稀硝酸 2.氯离子Cl-检验的试剂： 。 硝酸银溶液 不溶于稀硝酸 白 3.氯离子Cl-检验的现象：产生 的 色沉淀 可以，不过现象顺序会不同 氯气的发现应该归功于瑞典化学家舍勒，舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(即二氧化锰)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种有强烈刺激性气味的黄绿色气体，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 舍勒是怎样在实验室制取氯气的 加热 Cl2 软锰矿(MnO2) 浓盐酸(HCl) MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 实验室中还可以用KMnO4、K2Cr2、O7KClO3 等强氧化剂和浓盐酸来制取Cl2。 K2Cr2O7 + 14HCl(浓) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O 2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O +6 +7 +3 +2 知识拓展：在舍勒的基础上，法国化学家贝托莱（1748-1822）将软锰矿、浓硫酸、NaCl固体混合，加热，制得了Cl2。 MnO2 + 2H2SO4(浓) + 2NaCl = MnSO4 + Na2SO4 + Cl2↑ + 2H2O △ -1 KClO3 + 6HCl(浓) = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O 7 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 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。讨论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。 (1)依据实验室O2与CO2制取、收集方法，请你观察这些装置有什么特点？ Zn与H2SO4反应制取H2 加热KMnO4 制取O2 CaCO3与盐酸反应制取CO2 (2)根据上述装置图归纳氧气、二氧化碳是怎样收集的？依据是什么？ 提示：氧气用了排水法收集，二氧化碳和氯气都用了向上排空气法收集。 小结： 依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置。 9 【思考与讨论】 结合O2、CO2等气体的实验室制取方法，讨论： 设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面？ 考虑 装置的选取依据 和 装置的连接顺序： 1) 发生装置 反应物状态 反应条件 2) 净化装置 除杂、干燥 3) 收集装置 气体的密度 气体的溶解性 4) 尾气处理 气体的性质 (1)气体发生装置 选用依据 反应物状态 反应条件 固体加热型 固液不加热型 H2、CO2等 液-固、液-液加热型 Cl2等 O2等 固和液，不需加热 启普发生器（用于固液反应不加热） (2) 净化装置 除杂/干燥装置 液态试剂 固态试剂 常见干燥剂： 浓硫酸、碱石灰、NaOH(S）、 、CaO、无水CaCl2 等 常用的干燥剂性质及适用范围 干燥剂 性质 适用范围 浓硫酸 酸性 具强氧化性，酸性。 不干燥：H2S 、HI 、HBr 、NH3 P2O5 酸性 不干燥：NH3 生石灰（CaO） 碱性 不干燥：Cl2、HCl、HF、HBr、 HI、H2S、CO2、SO2、NO2 碱石灰（CaO和NaOH） 碱性 固体NaOH（少用） 碱性 无水氯化钙 中性 不干燥：NH3 无水CuSO4 少用 不干燥：NH3 (3) 收集装置 ① 排空气法： ② 排水法： (4) 尾气处理装置 ① 吸收式： 吸收溶解度较大气体 (如NH3、HCl等)，要加装 安全瓶 或 防倒吸 装置，如： ② 燃烧式/收集式： 发生装置 除杂装置(如需要) 收集装置 尾气处理装置 (如需要) 反应物状态、反应条件 气体及所含杂质的性质 气体的密度、气体在水中溶解性、是否与水反应等 气体的性质 选择和组装实验室制取气体的装置时，应该考虑装置的选取依据和连接顺序。 总结： 17 药品： 软锰矿MnO2 + 盐酸 加热 原理： MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ +4 -1 +2 0 浓盐酸的作用： 还原性、酸性 讨论1：写出对应离子方程式。 MnO2 + 4H+ + 2Cl- ==Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O △ 氯气的实验室制法 18 1、用１mol MnO2和含HCl为４mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情况下，得到的氯气物质的量是（　　　）. 　Ａ　等于２ mol　　　Ｂ　等于１ mol 　Ｃ　小于１ mol　　　Ｄ 大于１ mol　 若将“１mol MnO2”改为“足量的MnO2”结果怎样？ Ｃ 若将“含HCl为４mol浓盐酸”改为“足量的浓盐酸”结果又怎样？ （１）发生装置选取:根据原料的状态和反应条件 交流与讨论 气体发生装置 氯气的实验室制法 如何除去氯气中存在的杂质？ 共议： 解决：课本和小组的问题和疑惑。 （2）净化装置：根据存在的杂质气体?用哪些试剂来除杂，有没有先后顺序？ 一般是最后除去水蒸气 反应原理： MnO2+4HCl(浓) =MnCl2+2H2O+Cl2↑ 气体净化装置 除HCl气体 饱和食盐水 除水蒸气 (无水CaCl2) 浓硫酸 反应原理： MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑ 气体收集装置 饱和食盐水 （3）收集装置：主要有排空气法和排液法。 对于氯气，由于密度比空气大，用向上排空气法;氯气能溶于水而难溶于饱和食盐水,可以用排饱和食盐水法 尾气处理装置 反应原理： MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑ NaOH溶液 （4）尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气 仪器组装顺序：自下而上、从左到右 4.收集装置： 5.尾气处理： 2.发生装置： 固、液加热 向上排气法（或排饱和食盐水法） 碱液（NaOH)吸收 MnO2 + 4HCl MnCl2 +2H2O +Cl2 ↑ △ 1.反应原理: 3.净化装置： 先：饱和食盐水（HCl)、后：浓硫酸(H2O) 能否用澄清石灰水代替NaOH？为什么？ 如何检验氯气已收集满？ 多余氯气能否直接排放到空气中？应如何处理？ MnO2 浓HCl 饱和食盐水(除HCl) 浓硫酸 (除H2O) 注意导气管的进出方式（长进短出） 为什么？ A、湿润的淀粉-KI试纸 现象：变蓝 B、湿润的蓝色石蕊试纸 现象：先变红后褪色 注意： 1.用足量浓盐酸--还原性和酸性（一旦变稀盐酸，反应不再发生，浓盐酸还原性强于稀盐酸，易挥发） 2.用分液漏斗（防止氯气扩散，污染空气；防止浓盐酸挥发，影响实验） 3.实验前先检查装置气密性（连接好仪器后，讲导管一端伸入水中，用手紧握容器外壁，观察到水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱且长时间不回落则说明气密性良好） 4.先饱和食盐水（降低氯气溶液中的溶解）除去氯气中的HCl，再浓硫酸（或无水CaCl2），除去氯气中的水蒸气（不能用碱石灰会与氯气反应），洗气瓶长口进 5.收集装置：向上排空法（更干燥） 排饱和食盐水（更纯净但不干燥） 6.验满：A.湿润的淀粉-KI试纸变蓝 B.湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C.颜色 7.尾气处理：用氢氧化钠溶液（不能用澄清石灰水，氢氧化钙在水中溶解度小，浓度较低，不能充分吸收氯气）---除去多余的氯气，防止污染空气 尾气处理话术：除去多余的某气体，防止污染空气 8.仪器组装顺序：自下而上、从左到右（反应温度不宜过高，减少HCl挥发） 仪器拆卸相反 先滴加浓盐酸，后点燃酒精灯，防止浓盐酸挥发，反应更充分 先撤导管后熄灭酒精灯，防止倒吸 练习：某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。 （1）装置中有六处错误，请指出。 1、烧瓶下面缺石棉网 2、铁圈下面缺酒精灯 3、原料使用了稀盐酸 4、不应使用长颈漏斗 5、盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了 6、洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞 氯气的工业制法--(氯碱工业） 2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ 铁电极 石墨电极 通电 黄绿色气体，遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 遇酚酞变红色 无色气体，靠近火焰有爆鸣声 工业制法 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 通电 工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在与电源正极相连的石墨电极上方收集到的气体能使湿润的 变蓝色，证明是 ；在与电源负极相连的铁电极上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有 生成。若电解一段时间后，电源正极上方收集到的气体在标准状况下为4.48L，则在电源负极上方将收集到 g 气体，在溶液中产生 gNaOH Cl2 H2 NaOH 淀粉碘化钾试纸 Cl2 H2 变红 NaOH 0.4 H2 16 随堂练习                                                                       （1）连接好装置后，先___________。 （2）向烧瓶里加入少量___________粉末，分液漏斗中注入___________。 （3）A中盛放的是___________，其作用为_______________________。 （4）B中盛放的是___________，其作用为______________________。 （5）C的作用是_______________________________________。 （6）D中盛放的是___________，其作用为______________________。 归纳总结课本的内容 检查装置气密性 MnO2 浓盐酸 饱和食盐水 除去HCl 浓硫酸 除H2O 收集氯气 烧碱溶液 除去多余的氯气，防止污染空气 2.实验室制取并收集氯气，有关描述正确的是(　　) A．发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸 B．饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替 C．若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气，说明浓盐酸的氧化性较强 D．可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满 D 3.实验室中为进行有关氯气的性质实验，需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下，氯气的密度为2.91 g/L。) (1)制取4瓶氯气，理论上需要MnO2的质量是多少? (2)实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量，主要原因是什么? MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 【答案】1.426g 实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量 【解析】需制备氯气0.1×2.91×4=1.164g，根据反应方程式可计算需要MnO2的质量是1.426g。实际实验中不能实现全部转化，要考虑损耗，所以实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量。 4.(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。 下列收集Cl2的正确装置是__________。 C 2.对比上述C装置与教材中氯气收集的装置，有什么区别，哪个更合理。 C装置更合理。因为氯气和氢氧化钠反应后，会导致导管口压强减小，容易产生倒吸。 课后巩固 感谢您的观看 THANK YOU Chemistry subject-specific activities 制作人： $