1、基础课时10 氯气的实验室制法及Cl的检验学 习 任 务1根据Cl2的性质，掌握Cl2的实验室制法(发生、除杂、收集和尾气处理)，培养学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。2掌握Cl的一般检验方法(试剂、步骤)，培养学生的“证据推理与模型认知”的核心素养。一、氯气的实验室制法1反应原理：实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。2实验装置A B C(1)仪器a的名称分液漏斗，仪器b的名称圆底烧瓶。(2)Cl2的收集方法是向上排空气法。(3)烧杯中NaOH溶液的作用是吸收多余
2、的Cl2、以防污染环境。(4)A装置中导出的气体有Cl2、HCl、H2O(g)等。 实验室制O2、CO2的试剂一般是什么？怎样收集？写出制取O2、CO2的化学方程式。提示 制O2的试剂一般为双氧水和MnO2、2H2O22H2OO2，排水法收集；制CO2的试剂一般为大理石和稀盐酸，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，向上排空气法收集。二、氯离子(Cl)的检验1实验探究实验现象离子方程式加入AgNO3溶液加入稀硝酸稀盐酸产生白色沉淀沉淀不溶解AgCl=AgClNaCl溶液产生白色沉淀沉淀不溶解AgCl=AgClNa2CO3溶液产生白色沉淀沉淀溶解，放出无色气体2AgCO=Ag2CO3、Ag
3、2CO32H=2AgCO2H2O2.氯离子的检验方法(1)操作方法：向未知溶液中先加AgNO3溶液，再加稀硝酸。(2)现象：产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀不溶解。(3)原理：AgCl=AgCl(离子方程式)。(4)加入稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。 (1)若在某无色溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有Cl吗？(2)若被检验的溶液中既有Cl也含有SO，应如何检验是否含有Cl？提示 (1)不一定。因为Ag也可与CO等反应生成白色的Ag2CO3沉淀。(2)因为Ag2SO4微溶于水，SO的存在会干扰Cl的检验，故先加足量Ba(NO3)2溶液除去溶液中的SO，然后再加入硝酸酸化
4、的AgNO3溶液，看是否产生白色沉淀，检验Cl的存在。 (正确的打“”，错误的打“”)(1)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( )(2)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( )(3)在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl( )(4)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( )答案 (1) (2) (3) (4)氯气的实验室制法Cl2的实验室制取的实验流程问题：(1)除了MnO2能氧化浓盐酸制Cl2外，还有哪些氧化剂？举例说明。答案 KM
5、nO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7这些氧化剂氧化性较强，氧化浓盐酸时可以不用加热。(2)饱和食盐水能否换成Na2CO3溶液？为什么？答案 否，Na2CO3溶液吸收Cl2和HCl，同时生成杂质气体CO2。(3)瓶中浓硫酸能否换成P2O5干燥剂？为什么？答案 否，P2O5为固体，不能放于洗气瓶，应放于干燥管中。(4)上述两个除杂装置能否颠倒？为什么？答案 否，若颠倒收集不到干燥的Cl2。(5)收集Cl2除了用向上排空气法外还可用什么法？答案 排饱和食盐水法。(6)若MnO2足量，浓盐酸能完全反应吗？为什么？答案 不能，当浓盐酸变稀时，反应可能停止。(7)某同学认为可以用澄清石灰水
6、代替氢氧化钠溶液进行尾气处理，同时还可以制得漂白粉，你认为该同学的想法是否合理？答案 不合理。澄清石灰水的浓度很小，不能确保氯气被完全吸收，制备漂白粉应该利用氯气与石灰乳反应。(8)如何检验Cl2?答案 使湿润的淀粉KI试纸放于管口，试纸变蓝或使湿润的蓝色石蕊试纸放于管口，试纸先变红后褪色。1Cl2的实验室制法(1)反应原理MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O注 MnO2足量，HCl不能完全反应，因为浓盐酸变稀后，反应停止。(2)仪器装置装置特点：固液气。(3)除杂装置：分别用盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去Cl2中的HCl和H2O(g)。干燥也可用固体干燥剂P2O5、CaC
7、l2等，但固体干燥剂需用干燥管或U形管。(3)收集方法向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。(4)验满方法将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。(5)尾气处理Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。2实验室制取氯气的其他方法可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热)，如2KMnO416HCl(浓)=2KCl
8、2MnCl25Cl28H2O，Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。118世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气的制备方法，至今还是实验室制备氯气的主要方法。下列关于实验室制氯气的说法中正确的是 ( )A浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用B将87 gMnO2和足量浓盐酸反应，与将含有146 gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多C为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用澄清石灰水D收集氯气时，可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满D A项，浓盐酸在反应中未起氧化剂作用，而是还原剂，错误；B项，浓盐酸变稀时，反应可能停止，二者制得的氯气不
9、一样多，错误；C项，澄清石灰水浓度小，不能作为吸收尾气Cl2的吸收剂，错误；D项，Cl2把I氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，正确。2已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( ) A在试管中盛有饱和食盐水，用试管收集Cl2B用试管收集Cl2，试管可防止NaOH溶液倒吸入试管中C用于吸收多余的Cl2，防止污染环境D用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气A 根据导管的长短可知试管用于收集Cl2，试管用于防止NaOH溶液倒吸入试管中，A错误，B正确；NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，C正确；浓盐酸易挥发，中收
10、集到的Cl2中混有HCl和水蒸气，D正确。Cl的检验及其推断有一包白色固体，它可能是KCl、CaCl2、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：溶于水，得到无色溶液；在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。根据上述现象判断：(1)白色固体中一定含有的成分是_，可能含有的成分是_。(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：_。解析 在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀，可能生成AgCl或Ag2CO3，再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成，说明两种沉淀都含有，一定含有KCl、K2CO3，一定不含CaCl
11、2，可能含有KNO3。答案 (1)KCl和K2CO3 KNO3 (2)AgCl=AgCl，2AgCO=Ag2CO3，Ag2CO32H=2AgH2OCO2在检验Cl时为了排除CO干扰可加稀HNO3，为了排除SO干扰可用足量Ba(NO3)2先除去SO再检验Cl。3某溶液的溶质可能由下列离子组成：Cl、SO、CO、H、Ba2、Na，某同学进行了如下实验：(1)向溶液中加入过量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，过滤；(2)向(1)中滤液里加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；(3)将(1)中的沉淀加入稀盐酸中，沉淀部分消失，有气体产生。依据以上实验可以推断，原溶液中一定含有_；一定没有_；可能含有_。解
12、析 实验(1)说明原溶液中没有Ba2；由实验(3)中白色沉淀部分消失、产生气体可知一定含有SO(BaSO4不溶于盐酸)、CO(BaCO3溶于盐酸)；由于加入BaCl2溶液引入了Cl，所以不能由实验(2)确定原溶液中是否含Cl；而CO与H不能大量共存，所以原溶液中肯定不含有大量H，则一定含有Na。答案 SO、CO、Na H、Ba2 Cl1某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是( )A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确C为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理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证明是否有Cl2逸出B 装置中未用酒精灯加热，应该用
13、分液漏斗，没有尾气吸收装置，至少有3处明显错误。2下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是 ( )A将混有HCl的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B实验室制取Cl2，浓盐酸体现酸性和氧化性C实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl气体D实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集D 混有HCl的Cl2通过饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项错误；实验室制取Cl2，浓盐酸体现酸性和还原性，B项错误；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，气体应长导管进短导管出，C项错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度比在水中的小，故实验室可用排饱和食盐水法收集Cl
14、2，D项正确。3某溶液中含有大量的Cl、CO、OH3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序中，正确的是 ( )滴加Ba(NO3)2溶液 过滤 滴加Mg(NO3)2溶液 滴加AgNO3溶液ABCDC Cl用AgNO3溶液检验，CO用Ba(NO3)2溶液检验，OH用Mg(NO3)2溶液检验。因为CO和Mg2、Ag都反应，所以先检验CO，又由于OH和Ag产生白色的AgOH沉淀，AgOH极不稳定，立即分解成棕黑色的Ag2O，故Cl的检验在OH之后，检验每种离子后将沉淀过滤分离，所以操作顺序为，故选C。4实验室用下列方法制取氯气：用含146 g HCl的浓盐酸与
15、足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量的浓盐酸反应，若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的质量 ( )A方法比方法多B方法比方法多C两种方法一样多 D无法比较B MnO2与浓盐酸反应制Cl2，随着反应的进行，浓盐酸变稀，稀盐酸不能与MnO2反应，故反应所得氯气的质量小于71 g；浓盐酸足量时，根据MnO2的质量可计算出反应所得氯气的质量为71 g，所以反应后所得氯气的质量：。5(素养题)在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图所示：(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_；
16、 NaOH溶液的作用是_。(3)化学实验中常用湿润的KI淀粉试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到_，反应的化学方程式为_。(4)写出下列反应的化学方程式。气体发生装置中进行的反应：_。NaOH溶液中发生的反应：_。解析 (1)制备干燥纯净的氯气应按照气流方向连接各部分装置：制气装置净化装置干燥装置收集装置尾气处理装置。(3)Cl2氧化KI生成碘，碘单质遇淀粉变蓝，故观察到的现象为试纸变蓝，反应方程式为2KICl2=2KClI2。答案 (1)E C D A B H G F(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气(3)试纸变蓝 2KICl2=2KClI2(4)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2NaOHCl2=NaClNaClOH2O