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

第二章 海水中的重要 元素—钠和氯 第二节 氯及其化合物 第3课时 人教版化学必修第一册 任务一 氯气的重要用途 氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。 任务二 氯气的实验室制法 舍勒发现氯气的方法至今还是实验室中制取氯气的主要方法之一,在实验室中,通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气。 1.制备原理 化学方程式： 失去2×e- 得到2×e- MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O ①反应物要用浓盐酸； ②此反应必须加热； 2 离子反应方程式： MnO2＋ 4H+ ＋ 2Cl- === Mn2+ ＋Cl2↑ ＋2H2O △ 浓盐酸的作用：还原性、酸性, 只能用浓盐酸 MnO2的作用：氧化剂 活动1:请你分析这个反应中,两种药品的作用。 活动2:如果实验室缺少MnO2或者浓盐酸,可以用什么药品替代？ 实验室中还可以用KMnO4、K2Cr2O7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 资料卡片 +3 +2 常见氧化剂： O2 F2 Cl2 Br2 Fe3+ Cu2+ Ag+ KMnO4 MnO2 KClO3 K2Cr2O7 浓H2SO4 HNO3 Na2O2 H2O2 KClO3 ＋ 6HCl == KCl ＋ 3Cl2↑＋ 3H2O +5 -1 0 活动3: 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 4 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。 活动4: 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 实验室制气体的制备思路 1.明确气体制备的原理,写出相应的化学方程式 2.根据药品状态、反应条件,选择合适的反应装置 3.分析气体是否含有杂质,根据气体和杂质性质的差异选择除杂、 干燥。 4.根据气体性质,选择收集装置,分析是否需要尾气处理装置。 气体制备装置的连接顺序 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。 活动5: 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？ 选择依据：反应物的状态及反应条件 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 圆底烧瓶 活动6: 应用上述装置(如P48图2-17)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 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： ①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； ②HCl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 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。 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。 选择依据:气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应 ③ 收集装置 装置的基本类型 排水法:适用于难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2等 向上排空气法: 气体不与空气反应,且密度比空气大,如O2、CO2、Cl2等 向下排空气法：气体不与空气反应,且密度比空气小,如H2等 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 √ 　　 √ 　　 ③ 收集装置 方法2: 将湿润的的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口,观察到试纸先变 红后褪色； 方法3:将湿润的淀粉-KI试纸放在集气瓶口,若变蓝则已满。 方法1:观察到黄绿色气体充满整个集气瓶时； 【讨论】我们如何检验氯气是否已集满？ ②排饱和食盐水法收集时： 集气瓶口有气泡冒出时,则收集满。 ①向上排空气法收集时： 饱和食盐水 ③ 收集装置 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。 如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法,必须先验纯,再点燃 原理:将多余的气体,直接收集在气球里面储存(气体不好吸收也不能点燃) 将有毒气体通入吸收液,让它发生化学反应被消耗 活动7:请观察p48图2-17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。 实验室制备氯气反应装置 20 除HCl杂质 干燥Cl2 收集 气体 吸收多余的氯气 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。 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 × 找错 氯气的实验室制法 1.某化学实验小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是( ) A. 为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理 B. 该装置图中存在两处明显错误 C. 该实验装置中收集氯气的方法不正确 D. 在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以检验是否有氯气逸出 C 1.实验室用软锰矿和浓盐酸制氯气需要加热,且氯气是一种黄绿色、有刺激性 气味、密度大于空气的有毒气体,用向上排空法收集后需要进行尾气处理； 2.检验氯气可以利用氯气的颜色、氧化性、与水反应制得新制氯水等性质。 22 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $