2.2.3 氯气的实验室制法与氯离子的检验 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

见 微 知 著 化 育 万 物 预习提纲 1．实验室制取氯气应选择什么药品？反应需要什么条件？为什么不能用稀盐酸代替浓盐酸？ 2．制得的氯气中混有哪些杂质？应按什么顺序除杂？尾气应如何处理？ 3．如何检验某溶液中是否含有 Cl-？加入稀硝酸的目的是什么？ 氯气的实验室制法 与 Cl-检验 人教版高中化学必修第一册　第二章 第二节 氯及其化合物 第3课时 见 微 知 著 化 育 万 物 1．通过分析 MnO2 与浓盐酸的反应，能判断氧化剂与还原剂、书写方程式，发展“证据推理与模型认知”素养。 2．通过选择仪器、组装装置、讨论除杂顺序，能建构气体制备模型，发展“科学探究与创新意识”素养。 3．通过探究 Cl- 的检验方法，能规范描述操作、现象与结论，增强“科学态度与社会责任”。 重点：实验室制取氯气的原理、装置与操作；Cl- 的检验。 难点：装置连接顺序与除杂原理；实验思维模型的建构。 学习重难点 学习目标 见 微 知 著 化 育 万 物 环节一：情境导入 软锰矿与浓盐酸 1774 年，舍勒把软锰矿（主要成分 MnO2）与浓盐酸混合加热，制得一种黄绿色气体——氯气。这一方法至今仍是实验室制取氯气的主要方法。 思考1：这个反应生成了什么？为什么必须用浓盐酸并加热？ 思考2：用这种方法制得的氯气中会混有哪些杂质？怎样才能得到纯净、干燥的氯气？ 本节课任务：① 弄清反应原理；② 设计并组装制取、净化、收集装置；③ 学会检验 Cl-。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节二：原理分析 1．反应原理 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2＋ + Cl2↑ + 2H2O △ 物质 化合价变化与作用 MnO2 Mn：+4 → +2，得电子，作氧化剂 HCl Cl：−1 → 0，失电子，作还原剂（4 mol 中 2 mol 被氧化） 装置类型：固体 + 液体，加热型。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节二：原理分析 思考1：氧化剂与还原剂的物质的量之比是多少？ 提示：氧化剂∶还原剂 = 1∶2。 思考2：146 g HCl 的浓盐酸能否制得 71 g Cl2？ 提示：不能。① 盐酸变稀后不再反应；② 浓盐酸挥发损失。 拓展：用 KMnO4 代替 MnO2 不需加热，反应更快。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节三：装置设计 收集装置： 尾气处理装置： 发生装置： 固、液加热 向上排空气法（或排饱和食盐水法） 碱液（NaOH)吸收 净化装置： 分液漏斗、圆底烧瓶 洗气瓶：HCl(饱和食盐水)、H2O（浓硫酸） 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？ 仪器组装顺序：自下而上、从左到右 见 微 知 著 化 育 万 物 环节三：装置设计 发生装置 MnO2+浓盐酸 加热 除杂装置 饱和食盐水 干燥装置 浓H2SO4 收集装置 向上排空气法 尾气处理 NaOH溶液 问题 分析 先除杂还是先干燥？ 先干燥后除 HCl，气体又会带出水蒸气 为何用饱和食盐水？ Cl2 在其中溶解度小，HCl 极易溶，损失少 为何用向上排空气法？ Cl2 密度比空气大，且能溶于水并与水反应 尾气为何用 NaOH？ Cl2 有毒；Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 说明：洗气瓶一律“长进短出”；先除杂后干燥，最后吸收尾气。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节三：装置设计 思考3：能否用饱和石灰水代替 NaOH 吸收尾气？ 提示：不能。Ca(OH)2 微溶，浓度太小，吸收不完全。 思考4：能否用碱石灰或浓硫酸干燥氯气？ 提示：不能用碱石灰（Cl2 与碱反应）；可用浓硫酸。 迁移：先看反应物状态与条件选发生装置，再看密度与溶解性选收集装置。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节四：实验与检验 怎样判断集气瓶中氯气已经收集满？ ① 观察法 瓶内充满黄绿色气体，瓶口有氯气逸出。 ② 淀粉-KI 试纸 湿润试纸变蓝。 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 ③ 蓝色石蕊试纸 湿润试纸先变红后褪色。 变红是 HCl，褪色是 HClO 的漂白性 验满时试纸必须湿润——干燥的 Cl2 不能使试纸变色。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节四：实验与检验 设计气体制备实验的基本思路 明确原理 反应物状态、 条件、产物 选择装置 固+液 / 固+固 加热与否 净化气体 除杂 → 干燥 先除杂后干燥 收集气体 密度、溶解性 排空气法/排水法 验满尾气 验满方法 尾气吸收处理 迁移：这套思路还能解决什么？ · 用 KMnO4 与浓盐酸制 Cl2（不需加热，装置可简化） · 用 H2O2 与 MnO2 制 O2（固+液，不加热，排水法收集） · 用大理石与稀盐酸制 CO2（固+液，不加热，向上排空气法） 见 微 知 著 化 育 万 物 环节四：实验与检验 试液2～3 mL 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↓ CO32－＋2Ag＋===Ag2CO3↓ 见 微 知 著 化 育 万 物 环节四：实验与检验 Cl- 检验的规范表述 答题模板：取少量待测液于试管中，先加适量稀硝酸酸化，再滴加 AgNO3 溶液，若产生不溶解的白色沉淀，则含 Cl-。 ① 先加稀硝酸：排除 CO32-、OH- 干扰。 ② 不用稀盐酸：会引入 Cl-，无法判断沉淀来源。 ③ 不用稀硫酸：Ag2SO4 微溶，也可能产生白色沉淀。 离子方程式：Ag+ + Cl- = AgCl↓（白色） 追问：检验 Cl- 时，能否用稀盐酸酸化？能否用稀硫酸酸化？ 见 微 知 著 化 育 万 物 环节五：课堂练习 1．用 MnO2 与浓盐酸制 Cl2，下列说法正确的是（　　） 答案 C A．MnO2 是还原剂，HCl 是氧化剂 B．每生成 1 mol Cl2 转移 4 mol 电子 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2 D．可用排水法收集氯气 2．制取干燥、纯净的 Cl2，除杂顺序正确的是（　　） 答案 B A．先浓硫酸干燥，再通过饱和食盐水 B．先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸干燥 C．先通过 NaOH 溶液，再通过浓硫酸干燥 D．只需通过饱和食盐水即可 见 微 知 著 化 育 万 物 参考答案：1．C（A 错，MnO2 得电子作氧化剂；B 错，生成 1 mol Cl2 转移 2 mol e-；D 错，Cl2 溶于水且与水反应）。 2．B（先用饱和食盐水除 HCl，再用浓硫酸干燥；顺序颠倒会重新带出水蒸气）。 环节五：课堂练习 3．写出实验室制取氯气的化学方程式和离子方程式。 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O △ MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2＋ + Cl2↑ + 2H2O △ 4．检验某溶液中是否含有 Cl-，正确的操作是什么？ 取少量待测液，先滴加稀硝酸酸化，再滴加 AgNO3 溶液，若产生白色沉淀且不溶解，则含 Cl-。 5．某同学先加 AgNO3 溶液，再加稀盐酸酸化，白色沉淀不溶解，他得出“含 Cl-”的结论可靠吗？ 不可靠。加入的稀盐酸引入了 Cl-，无法证明沉淀来自待测液。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节六：课堂总结 氯气的制法 与 Cl- 检验 反应原理 MnO2 与浓盐酸共热制 Cl2 MnO2 作氧化剂，氧化剂∶还原剂 = 1∶2 发生装置 固体 + 液体，加热 圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯 净化收集 饱和食盐水除 HCl，浓硫酸干燥 向上排空气法收集，NaOH 吸收尾气 验满方法 瓶内充满黄绿色气体 湿润淀粉-KI 试纸变蓝 Cl- 检验 先加稀硝酸酸化，再加 AgNO3 白色沉淀不溶解 → 含 Cl- 见 微 知 著 化 育 万 物 课后作业 一、课后作业 1．被氧化的 HCl 与参加反应的 HCl 的物质的量之比为（　　） A．1∶1　B．1∶2　C．1∶4　D．2∶1 2．既能用向上排空气法收集、又需 NaOH 吸收尾气的是（　　） A．H2　B．O2　C．Cl2　D．CO2 3．简述制取纯净、干燥氯气的装置连接顺序及各装置的作用。 二、下节预习提纲 ① 整理氯及其化合物的转化关系（价态—物质—性质）。 ② 预习“物质的量”：为什么化学中要引入这一物理量？ 记忆要求：制氯气的方程式；除杂顺序；Cl- 检验。 见 微 知 著 化 育 万 物 Lavf59.14.100 $