1、第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验 概念认知自主学习一、氯气的制法氯气的实验室制法(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_，离子方程式为_。2222MnO+4HCl()MnCl+Cl+2H O浓+2+222MnO+4H+2ClMn+Cl2H O (2)实验装置 (1)Cl2 的收集方法是_。(2)尾气吸收：利用_吸收多余的 Cl2、以防污染环境。装置ABC作用制备氯气_仪器名称仪器a的名称 _/仪器b的名称 _收集氯气 尾气吸收 分液漏斗 圆底烧瓶 向上排空气法 NaOH溶液 二、Cl的检验 实验探究实验现象离子方程式加入AgNO3溶液加入稀
2、硝酸稀盐酸产生白色沉淀_Ag+Cl-=AgClNaCl溶液产生白色沉淀_Na2CO3溶液产生白色沉淀_、_沉淀不溶解沉淀不溶解Ag+Cl-=AgCl沉淀溶解,放出无色气体2Ag+=Ag2CO3Ag2CO3+2H+=2Ag+CO2+H2O23CO 氯离子的检验方法1判断下列说法是否正确：(1)制氯气时，用饱和 NaHCO3 溶液和浓硫酸净化气体。()提示：饱和 NaHCO3 溶液与 Cl2 反应生成 CO2，引入新杂质。(2)尾气 Cl2 可以用澄清石灰水吸收。()提示：澄清石灰水的浓度太小。(3)Cl2 中的 HCl 可以通过 NaOH 溶液除去。()提示：Cl2 也能与 NaOH 溶液反应。
3、(4)溶液中加 AgNO3 溶液，有白色沉淀产生，说明溶液中一定含 Cl或 CO23。()提示：加 AgNO3 溶液能够产生白色沉淀的离子除 Cl、CO23外，还有 OH等离子。2阅读教材“方法导引”，归纳总结实验室制取气体装置的设计模型。提示：3家中有一碗水，姐姐说是蒸馏水，弟弟说是盐水，想一想如何证明这碗水是否含有 NaCl?提示：利用焰色试验为黄色证明 Na的存在；加入硝酸酸化的硝酸银溶液生成白色沉淀，证明 Cl的存在。能力形成合作探究氯气的实验室制法 Cl2 的实验室制取流程氯气的实验室制法(1)饱和食盐水的作用是什么？饱和食盐水能否换成 Na2CO3 溶液？提示：除去氯气中的 HCl
4、。否，Na2CO3 溶液吸收 Cl2 和 HCl，同时生成杂质气体CO2。(2)收集 Cl2 除了用向上排空气法外还可用什么法？提示：排饱和食盐水法。(3)如何检验 Cl2?提示：将湿润的淀粉-KI 试纸放于管口，试纸变蓝或将湿润的蓝色石蕊试纸放于管口，试纸先变红后褪色。1反应原理：化学方程式：MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O，离子方程式：MnO24H2Cl=Mn22H2OCl2。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，可以不用加热。如 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。2实验装置(上图)：(1)发生装置。特点：固体液体气体。仪
5、器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中盛放二氧化锰。(2)净化装置。(3)收集装置。收集方法：向上排空气法，长进短出。(4)尾气处理装置。导气管出口要在液面以下；F 中盛放的试剂：一般用氢氧化钠溶液，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(5)验满的方法。操作现象结论观察法观察到集气瓶内充满了黄绿色气体把湿润的淀粉-KI 试纸靠近集气瓶口试纸变蓝把湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶口试纸先变红后又褪色证明已经收集满气体【特别提醒】实验室制备 Cl2 的注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2
6、与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的 Cl2 中 HCl 的含量，加热温度不宜过高，减少 HCl 的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的 Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。【思考讨论】(1)某同学认为可以用澄清石灰水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？提示：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。(2)若 MnO2 足量，浓盐酸能完全反应吗？为什么？提示：不能，当浓盐酸变稀时，反应可能停止。【典例】某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，他们设计了如图所示的实验
7、装置：(已知：2KICl2=I22KCl，淀粉溶液遇 I2变蓝色)请回答下列问题：(1)整套实验装置的连接顺序是 f 接()，()接()，()接()(填各接口处的字母代号)。(2)E 装置中制取氯气的化学方程式是_。(3)B 装置的作用是_；A 装置中试剂 X 是_。(4)C 装置中可观察到的现象是_，D 装置中可观察到的现象是_。【思维建模】解答有关气体制备题目的思维流程如下：【解析】(1)制得的 Cl2 中含有 HCl、H2O(g)杂质，先通过饱和食盐水、浓硫酸除去杂质，再利用向上排空气法收集，最后通过淀粉碘化钾溶液探究其性质。因此实验装置连接顺序为 fabedc。(2)E 为 MnO2
8、氧化浓盐酸制取 Cl2 的装置，化学方程式为 MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。(3)B 装置中盛装浓硫酸，作用是吸收 H2O(g)，干燥 Cl2；A 装置中试剂 X 是饱和食盐水，作用是除去 HCl。(4)C装置中氯气置换出单质碘，因此溶液变为蓝色。答案：(1)a b e d c(2)MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O(3)干燥 Cl2 饱和食盐水(4)溶液变蓝色 溶液红色逐渐褪去(1)如何检查装置 E 的气密性？(关键能力探究与创新)提示：在装置 E 的 f 处连接橡胶管，夹上止水夹，打开分液漏斗的活塞向烧瓶中加水，一段时间后水不再滴落，则说明装置 E 气密性
9、良好。(2)装置 D 的作用是什么？从安全角度考虑，该装置应如何改进？(关键能力探究与创新)提示：装置 D 的作用是吸收多余的 Cl2。为了防止发生倒吸，装置 D 可按下图改进：【规律方法】1.常见的气体发生装置2常见的除杂装置用于除去气体中的杂质气体3常见的气体收集装置4尾气处理装置点燃法：如 CO、H2、CH4 等易燃性气体，可用此法。收集法：用气球或气囊将多余的气体收集储存，如 NO、H2、CO 等。吸收法：如 Cl2、SO2、HCl、H2S 等可用碱液吸收。已知 KMnO4 与浓盐酸在常温下反应能产生 Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并使它与金属反应。每个虚线框表
10、示一个单元装置，其中错误的是()A.只有和处 B只有处C只有和处D只有处【解析】选 D。NaOH 与氯气反应，不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂质，错误；中的进气管短，出气管浸入液面下，错误；为密闭装置，错误。【拔高题组】1在制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是()连接好装置，检查气密性；缓缓加热，加快反应，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 Cl2 用 NaOH 溶液吸收；用向上排空气法收集氯气。A BCD【解析】选 D。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，
11、后加液体；对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。2如图所示为在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置，图中 a、b 是可控制的弹簧铁夹。(已知：氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小)(1)仪器 A 的名称是_；烧杯中盛放的是_；烧瓶中反应的化学方程式为_。(2)在收集氯气时，应_(填如何控制 a、b，下同)；当氯气收集完毕时应_。(3)若要制得 2.13 g Cl2，理论上需要 MnO2 的质量是_。【解析】(1)制备氯气的反应原理为 MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O；使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。(2)在收集氯气时，应关闭 b，打开 a；当氯气收集完毕时应关闭 a，打开 b。
12、(3)MnO2 Cl2 87 71 x 2.13 g8771 x2.13 g 解得 x2.61 g答案：(1)分液漏斗 氢氧化钠溶液MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O(2)关闭 b，打开 a 关闭 a，打开 b(3)2.61 g3为了制备氯气并检验氯气的性质，某化学小组设计如下装置：(1)写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子反应方程式：_。(2)注射器内水的作用是_。(3)实验结束后，通过 U 形管左侧的导气管通入 CO2 气体，作用是_。(4)可以验证氯气具有氧化性的现象是_。【解析】(1)锰元素化合价由7 变为2(Mn2)，氯元素化合价由1 变为 0，根据电子守恒和电荷、原子守恒配平离子方程式。(2)检验气体性质时，必须使用湿润的试纸。故注射器中的水是为了湿润试纸和红纸。(3)最后通 CO2 可将装置内的Cl2 全部赶入 NaOH 溶液中，保证其被全部吸收。(4)Cl2 可将 KI 氧化为 I2，淀粉遇I2 变蓝，可利用此性质检验 Cl2。答案：(1)2MnO416H10Cl=2Mn25Cl28H2O(2)湿润试纸和红纸(3)赶尽装置内的氯气，让 NaOH 溶液完全吸收(4)淀粉碘化钾试纸变蓝