《高中化學(xué)》2023年高考總復(fù)習(xí)第二章第2節(jié)第2課時(shí)　氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法　氯離子的檢驗(yàn)

第二節(jié)氯及其化合物第2課時(shí)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法氯離子的檢驗(yàn)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位1.能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系設(shè)計(jì)方案制備氯氣2.能結(jié)合氯氣的性質(zhì)認(rèn)識(shí)氯氣對(duì)環(huán)境的影響3.能描述氯離子的檢驗(yàn)方法素養(yǎng)闡釋1.能記住實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理和收集方法2.能說(shuō)出實(shí)驗(yàn)室制取氯氣常用除雜試劑和尾氣吸收試劑3.能說(shuō)出檢驗(yàn)氯離子所用的試劑及其作用

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1.實(shí)驗(yàn)室里常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。這一方法最早是由舍勒發(fā)現(xiàn)的。2.如圖所示,是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的常用裝置。

(1)指出圖中儀器的名稱:①分液漏斗,②圓底燒瓶。(2)圖中所示收集氯氣的方法是向上排空氣法,所用方法的依據(jù)是氯氣的密度比空氣的密度大,且氯氣不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)。(3)NaOH溶液的作用是吸收氯氣,防止污染環(huán)境。二、氯離子的檢驗(yàn)1.檢驗(yàn)溶液中的氯離子(Cl-)常用試劑是硝酸銀溶液和稀硝酸。所依據(jù)的原理是Ag++Cl-══AgCl↓(寫離子方程式),稀硝酸的作用是排除

等的干擾。2.請(qǐng)描述檢驗(yàn)一瓶未知溶液中是否含有氯離子的方法:取少量未知溶液放入試管中,先滴入適量稀硝酸酸化,再滴入硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則未知溶液中含有氯離子;若不產(chǎn)生白色沉淀,則未知溶液中不含有氯離子。【效果自測(cè)】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)用MnO2制取氯氣時(shí),必須用濃鹽酸,MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。(

)(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,所以加熱溫度不宜過(guò)高,以減少HCl的揮發(fā)。(

)(3)用MnO2與濃鹽酸制Cl2的離子方程式:MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O。(

)√√×(4)除去Cl2中少量HCl氣體,可用飽和食鹽水,也可用飽和碳酸氫鈉溶液。(

)(5)檢驗(yàn)氯離子時(shí)可用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙。(

)(6)氯氣在NaOH溶液中的溶解度小于在純水中的溶解度。(

)(7)實(shí)驗(yàn)室快速制取氯氣可以采用高錳酸鉀與濃鹽酸的反應(yīng)。(

)×××√2.某化學(xué)興趣小組利用在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳的反應(yīng)來(lái)制取并收集氯氣,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)寫出該反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)上述反應(yīng)中,濃鹽酸表現(xiàn)出的性質(zhì)是

。

(3)興趣小組的同學(xué)準(zhǔn)備在燒杯中加入下列溶液中的一種來(lái)吸收殘余氯氣,你認(rèn)為其中錯(cuò)誤的是

。

A.NaOH溶液

B.Na2CO3溶液

C.濃硫酸答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)還原性、酸性(3)C

合作探究·釋疑解惑探究任務(wù)1實(shí)驗(yàn)室制取純凈、干燥的氯氣的方案設(shè)計(jì)依據(jù)問(wèn)題引領(lǐng)1.實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下制取氯氣,制取的氯氣中可能含有哪些雜質(zhì)?怎樣除去這些雜質(zhì)?提示:含有揮發(fā)出的HCl和水蒸氣雜質(zhì)。先通過(guò)飽和食鹽水除去HCl,再通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣。2.收集氣體的常用方法有哪些?依據(jù)是什么?若收集純凈、干燥的氯氣可用什么方法?提示:若氣體難溶于水,可用排水法收集氣體;若氣體不與空氣中的成分反應(yīng),且其密度比空氣的密度大,可用向上排空氣法收集;若氣體不與空氣中的成分反應(yīng),且其密度比空氣的密度小,可用向下排空氣法收集。根據(jù)氯氣的性質(zhì)可知收集純凈、干燥的氯氣可用向上排空氣法。歸納提升1.反應(yīng)原理的選擇。(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,可使?jié)恹}酸發(fā)生氧化反應(yīng)獲得氯氣:HCl(濃)→Cl2。(2)可選用的氧化劑的氧化性要比Cl2的氧化性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)室常用氧化劑有KMnO4、MnO2等。(3)反應(yīng)原理:2KMnO4+16HCl(濃)══2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,KMnO4常溫下可將濃鹽酸氧化,MnO2需在加熱條件下才能將濃鹽酸氧化?？梢?KMnO4的氧化性比MnO2的氧化性更強(qiáng)。2.實(shí)驗(yàn)裝置的選擇。實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的裝置至少要包括發(fā)生裝置和收集裝置,根據(jù)實(shí)際需要,還可能用到除雜裝置和尾氣處理裝置。實(shí)驗(yàn)室利用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取純凈、干燥的氯氣,四部分裝置都要使用,裝置示意圖如下:(1)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置。MnO2是固體,濃鹽酸是液體,反應(yīng)需要加熱,所以選用固液加熱裝置。(2)根據(jù)氣體及其所含雜質(zhì)的性質(zhì)選擇除雜試劑和除雜裝置。濃鹽酸易揮發(fā),從發(fā)生裝置中逸出的氯氣中含有HCl氣體和水蒸氣,選擇的除雜試劑可以吸收HCl氣體和水蒸氣,但不能減少Cl2。通常使用飽和食鹽水吸收HCl氣體后,再用濃硫酸吸收水蒸氣。(3)根據(jù)氣體的密度、氣體在水中的溶解性以及是否與水反應(yīng)選擇收集裝置。氯氣能溶于水,并部分與水反應(yīng),不能用排水法收集;若用排飽和食鹽水法收集,氯氣中會(huì)含有水蒸氣,可用濃硫酸進(jìn)行干燥。氯氣的密度比空氣的密度大,且不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng),所以可以采用向上排空氣法收集氯氣。(4)根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇尾氣處理裝置。氯氣有毒,污染環(huán)境。氯氣可與堿反應(yīng),所以通常使用NaOH溶液吸收氯氣。典型例題【例題1】

某學(xué)習(xí)小組利用下圖所示裝置,制取氯氣并用于探究與鐵反應(yīng)的現(xiàn)象及其生成物的成分。A是Cl2發(fā)生裝置,E是硬質(zhì)玻璃管(其中裝有細(xì)鐵絲網(wǎng)),F為干燥的廣口瓶,G中盛有NaOH溶液?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)B、C中的試劑名稱:B

,C

。

(2)設(shè)計(jì)C、D兩個(gè)裝置的目的是

。(3)G中反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)能否將G中的NaOH溶液換成澄清石灰水?為什么?

。

(5)資料顯示,氯化亞鐵固體是綠色或黃綠色。學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們觀察到E中的現(xiàn)象為

,從而確定氯氣與鐵反應(yīng)的生成物是

(填化學(xué)式)。

答案:(1)濃鹽酸飽和食鹽水(2)除去HCl和水蒸氣,以免影響Cl2與Fe的反應(yīng),影響產(chǎn)物的判斷(3)Cl2+2OH-══Cl-+ClO-+H2O(4)不能。因?yàn)槌吻迨宜蠧a(OH)2的濃度太小,吸收Cl2的效果差(5)產(chǎn)生棕褐色煙FeCl3解析:由圖可知,整套裝置包括Cl2的發(fā)生裝置、除雜裝置、與Fe的反應(yīng)裝置、尾氣吸收裝置等幾部分。由于濃鹽酸易揮發(fā),生成的Cl2中必含有HCl和水蒸氣雜質(zhì),若不除去,則會(huì)影響Cl2與Fe的反應(yīng),使生成物不純,影響產(chǎn)物的判斷。當(dāng)氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí),如果不需要加熱,要先除其他雜質(zhì)氣體,最后再除水蒸氣。若需要利用加熱法除去雜質(zhì)氣體時(shí),則應(yīng)先除水蒸氣,再除其他雜質(zhì)氣體。例如,除去CO2中的CO和水蒸氣,應(yīng)先通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣,再將氣體通過(guò)灼熱的CuO除去CO?！咀兪接?xùn)練1】

氯氣是一種重要的工業(yè)原料。資料顯示:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O。某學(xué)習(xí)小組利用此原理設(shè)計(jì)如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì):(1)在該實(shí)驗(yàn)中,甲部分的裝置是

(填字母)。

(2)在反應(yīng)Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4CaSO4+2Cl2↑+2H2O中,氧化劑是

。

(3)乙裝置中FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)丙裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

答案:(1)C(2)Ca(ClO)2解析:(1)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件判斷,應(yīng)選用固液加熱裝置。(2)所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑。(3)FeCl2中鐵元素為+2價(jià),易被氯氣氧化到+3價(jià)。探究任務(wù)2氯離子的檢驗(yàn)方法問(wèn)題引領(lǐng)1.根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的條件,能與Cl-反應(yīng)的是哪種常見離子?產(chǎn)生什么現(xiàn)象?提示:Ag+,產(chǎn)生白色沉淀。2.哪些常見離子也會(huì)與Ag+反應(yīng)生成白色沉淀,從而對(duì)Cl-的檢驗(yàn)造成干擾?如何消除這種干擾?歸納提升HCl或可溶性的金屬氯化物在水溶液中都會(huì)電離出Cl-。在中學(xué)化學(xué)里,檢驗(yàn)Cl-的基本方法是:取樣,先加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液。根據(jù)產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象確認(rèn)含Cl-。(1)所依據(jù)的反應(yīng)原理:Ag++Cl-══AgCl↓。典型例題【例題2】

有一包白色固體,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一種或幾種,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):①將白色固體溶于水,得無(wú)色溶液;②在所得溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀;③再滴加稀硝酸,沉淀量減少但不完全消失,同時(shí)有氣泡生成。根據(jù)上述現(xiàn)象回答下列問(wèn)題。

(1)白色固體一定含有的成分是

,可能含有的成分是

。

(2)請(qǐng)寫出上述實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:

。

解析:三種物質(zhì)均能溶于水得無(wú)色溶液,且相互間不反應(yīng);加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,則至少含KCl、K2CO3中的一種;滴加稀硝酸,沉淀量減少說(shuō)明含