2.2.3氯气的制取 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

第二章：海水中重要元素-钠、氯 第二节：氯及其化合物 人教版高中化学必修第一册 第3课时 氯气的制取 高中化学 考点二　氯气的实验室制法 基础小练·多维思考 知识梳理·填准记牢 返回 题组训练·解题探究 阅读：P82科学史话 氯气的发现和确认 软锰矿 + 浓盐酸 1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分MnO2）的过程中，将它与浓HCl混合加热，产生一种黄绿色，有刺激性气味的气体。 戴维 舍勒 氯气 发现 确认 现在这种方法仍然是实验室制取氯气的重要方法之一 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ 请一个学生示范闻气体的操作。 氯元素对应的单质在历史上曾经臭名昭著。介绍二战时德军第一次将氯气用于战争，开启了化学战的邪恶历史。 1、原理： 氧化剂 还原剂 MnO2 + 4HCl (浓) == MnCl2 +2H2O +Cl2 ↑ △ 2e- 用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如： ①2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O ②KClO3 + 6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O ③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O ④K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O 知识拓展 三、氯气的实验室制法 2.实验装置 MnO2+4HCl(浓) Cl2↑+MnCl2+2H2O △ 三、实验室制备氯气 三、氯气的实验室制法 Q1:该装置有什么不完善的地方？ 分液漏斗 圆底烧瓶 酒 精 灯 发生装置 （固液加热型） 收集装置 尾气处理 制得的Cl2不纯净 Cl2含HCl、H2O(g) 装置升级 反应缓慢 改变反应物和反应条件 2.实验装置 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 MnO2+4HCl(浓) Cl2↑+MnCl2+2H2O △ 除HCl 除H2O(g) NaOH溶液 除去多余的Cl2 三、实验室制备氯气 Cl2含HCl、H2O(g) Q1: 为什么用饱和NaCl除杂? HCl极易溶于水, HCl的溶解度约为1:500,氯气溶解度约为1:2,选用饱和食盐水很大程度上减少Cl2在水中的溶解 Q2: 为什么用浓硫酸来干燥Cl2? Cl2是酸性气体，只能用 酸性/中性干燥剂干燥 三、氯气的实验室制法 向上排空气法 3.发生装置：固体<m></m>液体<m></m>气体。 4.收集方法：______________或排____________法。 向上排空气法 饱和食盐水 5.验满方法：将湿润的_________试纸(或湿润的__________试纸) 放在瓶口，观察试纸是否变____(或是否先变____后______)。 淀粉 蓝色石蕊 蓝 红 褪色 三、实验室制备氯气 7.尾气吸收装置：多余的 排放到空气中会造成环境污染， 需用______溶液(如 溶液)吸收。 强碱 ［注意］ 不能用石灰水吸收多余的， 其原因是石灰水中 的浓度太小。 6.净化方法：用____________除去 ，再用________除去水蒸气。 饱和食盐水 浓硫酸 MnO2+4HCl(浓) Cl2↑+MnCl2+2H2O △ 三、氯气的实验室制法 湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变褪色，则收集满 观察集气瓶口呈黄绿色，则收集满 湿润的淀粉-KI试纸在集气瓶口变蓝，则收集满 原理：Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl，置换出的I2遇淀粉变蓝 一、实验室制备氯气 3. 氯气验满方法 三、氯气的实验室制法 设计气体制备装置的基本思路 明确气体制备的原理，写出相应的化学方程式 根据药品状态、反应条件，选择合适的反应装置 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、净化方法 根据气体性质，选择收集装置，分析是否需要尾气处理装置 第一步 第三步 第二步 第四步 固固加热型 固液不加热型 固液或液液加热型 发生装置： （根据反应物的状态和条件选择） 净化装置：（根据气体的性质选择） 收集装置： （根据气体的密度和水溶性，以及能否与空气中的组分反应） 尾气处理装置（取决于该气体是否污染环境、是否在空气中易燃烧）： 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 HCl NaCl Na2CO3 AgNO3溶液 AgNO3溶液 AgNO3溶液 HNO3溶液 HNO3溶液 HNO3溶液 Cl- + Ag+ = AgCl↓ CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓ Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O 沉淀不溶解 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 沉淀溶解， 有气泡产生 实验现象及原理 为什么前两支试管沉淀不溶解，而第三支试管沉淀溶解？ 四、氯离子的检验 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。 问题4：如何检验溶液中是否含有氯离子？ 四、氯离子的检验 AgNO3溶液 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 HNO3溶液 ①银盐中， Ag2SO4 微溶, Ag2CO3 、 Ag3PO4和AgCl不溶，但 是只有AgCl沉淀不溶于稀硝酸中，所以一般在待测液中加 入适量HNO3酸化，以排除PO43-或CO32-等离子的干扰。 ②酸化只能用稀硝酸，不能用稀盐酸替代，因为会引入Cl－； 不能H2SO4会产生Ag2SO4（微溶物可能会出现沉淀） 所以只能用稀硝酸。 1.Cl－检验的方法： 样品　　　　 酸化液　　　　　　 白色沉淀 稀硝酸 AgNO3溶液 重点理解 注意： 四、氯离子的检验 取少量待测溶液于试管中，加入足量的稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，证明原溶液中有Cl－。 排除CO32-的干扰 [思考1]能否直接用AgNO3溶液检验氯离子？ 不能，因为AgNO3溶液与Cl-形成AgCl白色沉淀， 还可与CO32-形成Ag2CO3白色沉淀， [思考2]检验Cl-时滴加AgNO3溶液后为什么还要再加稀硝酸呢？ 排除CO32-的干扰 AgCl不与稀硝酸反应， Ag2CO3可与稀硝酸反应，沉淀溶解。 二、氯离子的检验 四、氯离子的检验 【例1】下列检验Cl－的方法正确的是(　　) A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－ B．在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．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸， 沉淀不再消失，说明溶液中有Cl－ D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀， 说明溶液中有Cl－ D 2.实验装置 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 MnO2+4HCl(浓) Cl2↑+MnCl2+2H2O △ 除HCl 除H2O(g) NaOH溶液 除去多余的Cl2 三、实验室制备氯气 Cl2含HCl、H2O(g) Q1: 为什么用饱和NaCl除杂? HCl极易溶于水, HCl的溶解度约为1:500,氯气溶解度约为1:2,选用饱和食盐水很大程度上减少Cl2在水中的溶解 Q2: 为什么用浓硫酸来干燥Cl2? Cl2是酸性气体，只能用 酸性/中性干燥剂干燥 三、氯气的实验室制法 向上排空气法 气体发生装置 固+液→不加热 如制H2、CO2 固+固→加热 如制O2 固+液→加热 如制Cl2、HCl等 长颈漏斗 分液漏斗 常规装置 启普发生器 启普发生器通常只适用于难溶于水的 固体和液体在 条件下制取难溶于水的气体；简易装置中长颈漏斗插入 。 启普发生器 简易装置 气体发生装置 多孔隔板 恒压漏斗 块状固体 平衡上下气压，便于液体顺利留下 块状 不加热 液面以下 收集密度比空气大的气体 收集难溶或微溶于水的气体 收集密度比空气小的气体 气体收集装置 向上排空气法 向下排空气法 排水法 净化装置 酸性干燥剂：浓硫酸、 P2O5 (干燥酸性气体CO2 Cl2 SO2等及中性气体) 中性干燥剂：CaCl2 (除NH3 H2S 外) 碱性干燥剂：碱石灰及NaOH(干燥NH3及中性气体) 洗气瓶 球形干燥管 U形管 液态试剂 固态试剂 新课讲授 水蒸气除去的常用方法 液态干燥剂 固态干燥剂 装置 常见干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性，NaOH+CaO) 可干燥的气体 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2 H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4 H2、O2、N2、CH4、NH3 不可干燥的气体 NH3、HBr、HI、H2S等 NH3（会与CaCl2反应） Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等 净化装置选择依据： 气体的性质 尾气处理装置 难以吸收的可点燃处理-选C。 A B C 注: 溶解度也不很大的气体用装置A； 溶解度极大-易倒吸，选B； 2.实验装置 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 MnO2+4HCl(浓) Cl2↑+MnCl2+2H2O △ 除HCl 除H2O(g) NaOH溶液 除去多余的Cl2 三、实验室制备氯气 Cl2含HCl、H2O(g) Q1: 为什么用饱和NaCl除杂? HCl极易溶于水, HCl的溶解度约为1:500,氯气溶解度约为1:2,选用饱和食盐水很大程度上减少Cl2在水中的溶解 Q2: 为什么用浓硫酸来干燥Cl2? Cl2是酸性气体，只能用 酸性/中性干燥剂干燥 三、氯气的实验室制法 向上排空气法 【典例】实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气，其中不能达 到实验目的的是（ ） A B C D 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 A D 【例1】如图所示，实验室欲制取纯净干燥的氯气。下列说法不正确的是 A．装置接口按气流方向的连接顺序为a→d→e→h→i→f→g→b B．①中发生反应：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O C．⑤利用了浓硫酸的吸水性 D．可用澄清石灰水替代②中的NaOH溶液 C 【例2】实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是(　　) A．本实验操作顺序:检查装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热 B．装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸 C．氯气密度比空气大，故装置Ⅳ中短导管进气，长导管出气 D．装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 2、除去Cl2中少量的HCl气体，最好选用的试剂是 ( ) A. 蒸馏水 B. 二氧化锰 C. 饱和食盐水 D. 氢氧化钠溶液 C 3、在MnO2 + 4HCl（浓）= MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O反应中， 被氧化的HCl与参加反应的HCl质量关系 ( ) A、1∶1 　 B、1∶2　　　 C、2∶1 D、1∶4 △ B 4. 实验室用下图装置制取少量Cl2，其中能达到相应实验目的的是( ) A. 用装置甲生成Cl2 B. 用装置乙除去中的HCl C. 用装置丙收集Cl2 D. 用装置丁吸收Cl2尾气 B (1)连接上述仪器的正确顺序(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_________，反应的化学方程式为___________________。 (4)写出下列化学反应的离子方程式： ①气体发生装置中：________________________。 ②NaOH溶液中：__________________________。 5、二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。 E C D A B H G F 除Cl2中的HCl 吸收过量的氯气 试纸变蓝 2KI＋Cl2=2KCl＋I2 浓盐酸 MnO2＋4H++2Cl- Mn2+＋Cl2↑+ 2H2O 2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O 3．某化学兴趣小组同学利用 以下装置制备氯气并对氯气 的性质进行探究。 (1)有关氯气、氯水和氯离子的性质，下列说法正确的是______(填字母)。 A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2 B．Cl－和Cl2都具有很强的氧化性 C．新制氯水可以用来杀菌消毒是因为生成强酸次氯酸 D．将新制氯水滴入AgNO3溶液，会出现白色沉淀 (2)仪器a的名称为________，装置B中饱和食盐水的作用是_____________。 (3)a中反应的离子方程式为_____________________________________。 (4)整套实验装置存在着明显缺陷，你的改进措施是____________________________________________________ A D 圆底烧瓶 除去Cl2中的HCl气体 MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 在装置E后加一装有NaOH溶液的尾气处理装置 海水中的重要元素——氯 人教版高中化学必修第一册 第二章第二节 氯气 谢谢大家！ Lavf57.62.100 $