1、第2课时氯气的实验室制法氯离子的检验课程解读课标要点学科素养氯气的实验室制法通过利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法，以培养学生宏观辨识和微观探析的能力氯离子的检验通过对氯离子的检验方法的学习，培养学生的科学探究与创新意识(见学生用书P34) 知识点一氯气的实验室制法(1)反应原理：_MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O_。(2)实验装置A装置为气体_发生_装置，作用是_制备_气体。B、C装置为气体_净化(或除杂)_装置，B装置的作用是_除去Cl2中的HCl_，C装置的作用是_干燥Cl2_。D装置为气体_收集_装置，可观察到_有大量的黄绿色气体产生_。E装置为_尾气处理_装置，作
2、用是_吸收多余的Cl2，防止污染环境_。(3)氯气验满方法：将湿润的淀粉碘化钾试纸放在D装置的集气瓶口，若试纸_变蓝_，则证明气体已经收集满。 【小结】实验室制取氯气时的注意事项盐酸必须为浓盐酸，稀盐酸不与MnO2反应。装置必须使用分液漏斗，因为此反应需加热，且生成的气体有毒。加药品前必须检验装置的气密性。加药品的顺序为先固体后液体。 知识点二氯离子的检验1实验探究所加试剂实验现象(加入AgNO3溶液)实验现象(加入稀硝酸)离子方程式稀盐酸_产生白色沉淀_沉淀不溶解_AgCl=AgCl_NaCl溶液_产生白色沉淀_沉淀不溶解_AgCl=AgCl_Na2CO3溶液_产生白色沉淀_沉淀溶解_2Ag
3、CO=Ag2CO3；_Ag2CO32H=2AgCO2H2O_自来水(用氯气消毒)_产生白色沉淀_沉淀不溶解_AgCl=AgCl_蒸馏水无明显现象2氯离子的检验方法(1)操作方法：向未知溶液中先加_稀硝酸_，再加_AgNO3溶液_。(2)现象：产生_白色沉淀_。(3)原理：_AgCl=AgCl_(填离子方程式)。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)氯气有毒，可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。()(2)实验室制备氯气的发生装置主要有铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、长颈漏斗。()(3)制备氯气前，需检验整套装置的气密性。()(4)可改用稀盐酸与MnO2在加热条件下制备氯气。()(5)实验
4、室用电解饱和食盐水的方法制取氯气。()(6)检验自来水中的Cl时，可先用稀盐酸酸化，再加AgNO3溶液。()(7)某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明该溶液中一定有SO。()2下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是(C)AMnO2与浓盐酸共热B缓慢加热反应C用向下排空气法收集Cl2D多余的氯气常用较浓的碱液吸收【解析】由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故可用向上排空气法收集Cl2；Cl2与碱发生反应：Cl22OH=ClClOH2O，故可用较浓的碱液吸收多余的Cl2。3(1)结合实验原理分析制得的Cl2中含有哪些杂质？应如何将杂质
5、除去？(2)如何检验集气瓶中的氯气已经集满？(3)检验Cl时，为什么要加稀硝酸？中学阶段，所学的不溶于稀硝酸的白色沉淀有哪些？答：(1)制得的Cl2中含有HCl和水蒸气。先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气。(2)方法一：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，若观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。方法二：将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，若观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。(3)排除CO等离子的干扰。不溶于稀硝酸的白色沉淀有AgCl、BaSO4。(见学生用书P35)【情境】舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(二氧化锰
6、)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到由衷的快乐。 氯气的实验室制法(1)化学原理实验室通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制备氯气，也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。(2)装置设计：粉末状固体液体气体。(3)除杂装置(洗气瓶)除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可将气体先通入饱和食盐水中除去HCl，再通过浓硫酸(或P2O5或CaCl2)除去水。(4)收集装置验满：观察法黄绿色；瓶口处，湿润的淀粉碘化钾
7、试纸变蓝或湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。(5)吸收装置烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(6)实验步骤实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计：发生装置除杂(净化)装置收集装置尾气吸收装置。固液气除去HCl除去H2O向上排空气集气法NaOH溶液吸收。实验装置如图所示： 如图是某学生在实验室中制取干燥纯净的氯气及吸收多余氯气的装置图。(1)该装置图中有哪些错误？请分别指出：(可不填满，也可补充)_使用了稀盐酸_；_圆底烧瓶下缺少酒精灯_；_盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水
8、的洗气瓶位置颠倒了_；_两个洗气瓶中导管的进气口与出气口位置颠倒_。(2)在改正后的装置中，各溶液起什么作用？饱和食盐水起的作用是_吸收氯化氢_。浓硫酸起的作用是_吸收水蒸气_。氢氧化钠溶液起的作用是_吸收多余的氯气，防止污染空气_。(3)写出气体发生装置中反应的化学方程式：_MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O_；写出氯气通入氢氧化钠溶液中的化学方程式：_Cl22NaOH=NaClNaClOH2O_。1在制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是(D)连接好装置，检查气密性缓缓加热，控制反应，使气体均匀逸出在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中将多余的
9、Cl2用NaOH溶液吸收用向上排空气法收集氯气ABC D【解析】确定实验室制取气体的操作顺序要注意：连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；装药品的顺序是先加固体，后加液体；对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。 2某研究性学习小组的同学设计了用二氧化锰与浓盐酸反应制取纯净而干燥的氯气的实验，其实验装置如图所示：(1)指出装置中的一处错误：_装置D中导管短进长出_(2)实验开始前必须进行的操作是_检查装置气密性_。(3)如果将过量的二氧化锰与含14.6 g HCl 的浓盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于7.1 g。其主要原因有_随着反应进行，浓盐酸浓度减小，变为稀盐酸，不能继续和MnO
10、2反应；浓盐酸挥发_。(4)装置L的作用是_平衡气压，使液体顺利流下_；装置B的作用之一是除去Cl2中的HCl，其二是_由于Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，可贮存Cl2_。(5)C中盛装的液体是_浓硫酸_。1物质检验的一般思路进行物质的检验时要做到原理正确、现象明显、方法简单、试剂用量少，解答物质检验的有关题目时，应按“取样”“操作”“现象”“结论”顺序进行描述。具体应做到：“先取样，后操作”。若是固体样品，则一般先用水溶解，配成溶液后再检验。要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验，不得在原试剂中进行检验。要“先现象，后结论”。例如，向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸，所观察到的现象应记录
11、为“有气泡产生”或“有无色气体放出”，不能说成“碳酸钠和盐酸反应，放出二氧化碳气体”。2物质检验的“三个原则”即一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)，根据实验现象的不同，检验离子的方法可归纳为三类：生成气体，如NH、CO等的检验；生成沉淀，如Cl、SO等的检验；显现特殊颜色，如Cu2、Fe3等的检验。 某同学对一份稀溶液做初步分析后发现，溶液无色、澄清，其中可能含有SO、Na、CO、H、NO、Cl等离子中的若干种，然后又做了如下实验，以确定这些离子是否大量存在。用pH试纸测定溶液的酸碱性，结果pH试纸显红色。取2 mL溶液用BaCl2溶液和稀硝酸进行检验，结果生成了白色沉淀。对中
12、所得的混合物充分静置后，取其上层澄清的液体用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验，结果又生成了白色沉淀。(1)溶液中一定存在的离子是_H、SO_，一定不存在的离子是_CO_。(2)在上述实验操作中，有错误的步骤是_(填序号)。对该错误改正的方法是(要作较详细的说明)_另取原溶液2_mL，用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验_。(3)改正错误操作后，还不能确定在溶液中是否存在的离子是_Na、NO_。【解析】pH试纸显红色，说明溶液中有大量的H，则CO不能大量存在；用BaCl2溶液和稀硝酸检验时生成了白色沉淀，说明溶液中有SO；BaCl2溶液中含有Cl，所以该步操作是错误的，应另取原溶液对Cl进行检验，以确
13、定溶液中是否存在Cl。1用简捷的方法鉴别硫酸铜、碳酸钠、氧化镁三种白色粉末，应选用的试剂是(C)A稀盐酸B紫色石蕊溶液C水 D氢氧化钠溶液【解析】加入水中后，硫酸铜水溶液呈蓝色，碳酸钠水溶液无色，氧化镁不溶于水。 2有一包粉末，可能由NaCl、Na2CO3、FeCl3 、MgCl2中的一种或几种组成。现做如下实验：取少量粉末，加水溶解得无色透明溶液；取所得溶液少许加入NaOH溶液，看不到明显现象；另取少量粉末滴加稀盐酸，也看不到明显现象。(1)由实验可知，原粉末中一定没有_FeCl3_；实验可说明原粉末中没有_MgCl2_；实验说明原粉末中没有_Na2CO3_。(2)根据上述实验，可得出原粉末
14、是_NaCl_，确定该粉末中的阴离子的操作方法是_取原固体粉末少许溶于蒸馏水中，取该溶液少许于试管中，先加入适量稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若出现白色沉淀，证明原固体成分的阴离子为Cl_。1下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氧化锰的实验，能达到实验目的的是(C)A用装置甲制取氯气B用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C用装置丙分离出MnCl2溶液中的固体MnO2D用装置丁称得回收的二氧化锰质量为5.36 g【解析】二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，图中仪器没有加热装置，A错误；氯气、氯化氢都能与碳酸氢钠溶液反应，都能被碳酸氢钠溶液吸收，且氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，引入杂质，B错误；MnO2不
15、溶于水，分离MnCl2溶液中的固体MnO2可用过滤方法，图中装置正确，C正确；托盘天平精确度为0.1 g，D错误。2检验某溶液中是否含有Cl，正确的操作是(D)A取样，滴加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成B取样，先加稀硫酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成C取样，先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成D取样，加稀硝酸，无明显现象，再加少量AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成【解析】滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，溶液中可能含有SO，故A错误；硫酸和AgNO3反应生成Ag2SO4白色沉淀，故B错误；用盐酸酸化时引入Cl，所以不能确定原溶液中是否含有Cl，
16、故C错误；先加稀硝酸，无明显现象，排除CO、SO等离子的干扰，再加AgNO3溶液，有白色沉淀生成即证明原溶液中含有Cl，故D正确。3实验室可用下列反应制取氯气：2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。(1)该反应中氧化剂是_KMnO4_；被还原的元素是_Mn_；氧化产物是_Cl2_。(2)用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目：_2KMnO416HC10el(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O_。(3)若该反应有a个KMnO4参加反应，被氧化的HCl为_5a_个，转移电子_5a_个。(用含a的表达式表示)【解析】(1)在2KMnO416HCl(浓)=2K
17、Cl2MnCl25Cl28H2O中，Mn元素化合价降低，Cl元素化合价升高，则该反应中氧化剂是KMnO4，被还原的元素是Mn，氧化产物是Cl2。(2)反应中，化合价升高的元素是氯元素，失电子，化合价降低的元素是锰元素，得到电子，结合电子守恒规律，用单线桥表示反应中电子转移的方向和数目为2KMnO416HC10el(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。(3)根据化学方程式2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，2个KMnO4参加反应，消耗HCl 16个，其中被氧化的HCl为10个，转移电子10个，所以若有a个KMnO4参加反应，则转移电子数为5a个，被氧化的H
18、Cl为5a个。4常温常压下，一氧化二氯(Cl2O)为棕黄色气体，沸点为3.8 ，42 以上会分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。将氯气和空气(不参与反应)按体积比13混合通入含水8%的碳酸钠溶液中制备Cl2O(同时生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体和一种盐)，并用水吸收Cl2O(不含Cl2)制备次氯酸溶液。(Cl2在CCl4中的溶解度较大)(1)各装置的连接顺序为_A_D_B_C_E_。(2)装置B中多孔球泡和搅拌棒的作用是_加快反应速率，使反应充分进行_；装置C的作用是_除去Cl2O中的Cl2_。(3)B中的化学方程式为_2Cl2Na2CO3=Cl2O2NaClCO2
19、_。(4)反应过程中，装置B需放在冷水中，其目的是_防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解_。【解析】装置A用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢气体，将混合气体通过盛有饱和食盐水的装置D除去氯气中的氯化氢气体，同时将氯气和空气形成13的混合气体通入B装置，氯气在装置B中与含水8%的碳酸钠溶液充分反应制备Cl2O，反应制得的Cl2O气体中混有二氧化碳和未反应的Cl2，装置C中盛有的四氯化碳用于吸收除去Cl2O中的Cl2，装置E中水与Cl2O反应得到次氯酸溶液。(1)由分析可知，各装置的连接顺序为ADBCE。(2)装置B中多孔球泡和搅拌棒使氯气和含水8%的碳酸钠
20、溶液充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；反应制得的Cl2O气体中混有二氧化碳和未反应的Cl2，装置C中盛有的四氯化碳用于吸收除去Cl2O中的Cl2。(3)氯气在装置B中与含水8%的碳酸钠溶液充分反应生成NaCl、Cl2O和CO2，反应的化学方程式为2Cl2Na2CO3=Cl2O2NaClCO2。(4)由题给信息可知，Cl2O在42 以上会分解生成Cl2和O2，为防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，装置B需放在冷水中。5小明在家里阅读“84”消毒液的说明书时发现有以下信息(见表)：药品名称84消毒液主要成分NaClO，有效氯含量50.060.0 g/L注意事项不可与其他洗涤剂或消毒液混合
21、使用用法用量稀释后浸泡或洗刷白色衣物、浴缸等1200水溶液餐饮具、瓜果等1100水溶液(1)消毒液不能与洁厕灵(主要成分是盐酸)混用，是因为_2HClClO=H2OCl2_(用离子方程式表示)。(2)请用离子方程式表示消毒液要密封保存的原因：_ClOH2OCO2=HCOHClO_(已知产物之一为酸式盐)，遮光是为了防止_HClO_分解。【解析】 (1)消毒液中含有次氯酸钠，与盐酸发生氧化还原反应生成有毒气体氯气，所以不能混用，离子方程式为2HClClO=H2OCl2。(2)若不密封，NaClO与空气中的二氧化碳反应，离子方程式为ClOH2OCO2=HCOHClO；次氯酸不稳定，光照条件下分解，所以遮光是为了防止生成的HClO分解。