氯及其化合物高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊+

第二節(jié)氯及其化合物2.2.2氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法第二章海水中的重要元素鈉和氯學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過實(shí)驗(yàn)室制氯氣的實(shí)驗(yàn)操作，構(gòu)建氣體制備思維模型。2、通過氯離子的檢驗(yàn)方法，構(gòu)建離子檢驗(yàn)的思維模型和檢測方法。1、氯氣是一種重要的化工原料，大量用于制造鹽酸、有機(jī)溶劑、農(nóng)藥、染料和藥品等。自然界的氯都以化合態(tài)形式存在，那么，我們該如何得到氯氣這種單質(zhì)了？思考Cl20ClO-+1ClO3-+5+還原劑常見還原劑：K，Ca，Na，Mg，F(xiàn)e2+，H2，C，S，S2-，I-，CO，SO32-Cl--1+氧化劑常見氧化劑：O2，F(xiàn)2，Cl2，Br2，F(xiàn)e3+，Cu2+，Ag+，KMnO4，MnO2，KCIO3，K2Cr2O7，濃H2SO4，HNO3，Na2O2，H2O2一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1、理論分析制取氣體的實(shí)驗(yàn)中，選取試劑的主要依據(jù)是制取氣體的性質(zhì)。氯氣具有強(qiáng)氧化性，常用氧化其Cl－的方法來制取，因此要選用含有Cl－的物質(zhì)(如鹽酸)和具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)(如MnO2、KMnO4、KClO3等)來制取2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OMnO2＋4HCl(濃)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2、反應(yīng)原理1774年舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)軟錳礦和濃鹽酸混合加熱時(shí),產(chǎn)生了一種黃綠色的具有刺激性氣味的氣體。而在1810年,戴維確認(rèn)了這種氣體為氯氣。舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的方法至今還是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的主要方法之一。MnO2+4HCl（濃）=

MnCl2

＋Cl2↑＋2H2O離子方程式：MnO2+4H++2Cl-=

Mn2+＋Cl2↑＋2H2OMnO2+4HCl（濃）=

MnCl2

＋Cl2↑＋2H2O固體＋液體氣體△2、實(shí)驗(yàn)室制取氣體所需要的裝置主要有氣體的發(fā)生裝置、凈化除雜裝置、干燥裝置、收集裝置和尾氣處理裝置，請問我們該如何制取氯氣的這些裝置？思考a.固體＋固體→氣體△3、氣體的發(fā)生裝置(1)選擇依據(jù)①選擇依據(jù):反應(yīng)原理、反應(yīng)(產(chǎn))物的狀態(tài)、反應(yīng)條件等。②裝置的基本類型b.固體＋液體→氣體c.固體＋液體→氣體△固固加熱型固液不加熱型固液加熱型(2)氣體發(fā)生裝置類型固體＋液體→氣體△(3)發(fā)生裝置所用主要儀器的名稱分液漏斗、圓底燒瓶、鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、導(dǎo)氣管4、氣體的收集裝置(1)選擇依據(jù)①氣體的密度、氣體在水中的溶解性、氣體與水或空氣中的成分是否發(fā)生反應(yīng)等。②裝置的基本類型向下排空氣法：氣體的密度比空氣小，且不與空氣中的成分反應(yīng)。如H2,NH3,CH4等向上排空氣法：氣體的密度比空氣大，且不與空氣中的成分反應(yīng)。如O2、CO2、Cl2等排水法：氣體不易溶于水，且不與水反應(yīng)。如O2、H2、CH4等Cl2的密度大于空氣的密度，能溶于水；向上排空氣法排飽和食鹽水法而在飽和食鹽水中可以降低Cl2的溶解度。(2)收集方法向上排空氣法或排飽和食鹽水法【注意】不能用排(純)水法收集3、實(shí)驗(yàn)室制取氣體，是希望收集到純凈氣體，還是不純凈氣體了？思考4、直接開始實(shí)驗(yàn)，制取的氯氣是否純凈？如果不純凈，可能會(huì)有哪些雜質(zhì)呢？實(shí)驗(yàn)室制取氣體，希望得到的是不含雜質(zhì)的純凈氣體不純凈可能有的雜質(zhì)是：揮發(fā)出的氯化氫，水蒸氣等5、氣體的凈化裝置(1)選擇依據(jù)同時(shí)考慮主要成分和雜質(zhì)成分的性質(zhì),不減少被凈化氣體的量；不引入新雜質(zhì)；操作簡便，易于分離。以便選擇適當(dāng)?shù)难b置除去雜質(zhì)。裝置Ⅰ(洗氣瓶)：盛液體除雜試劑，氣流方向是長管進(jìn)，短管出裝置Ⅱ(球形干燥管)：盛固體除雜試劑，氣流方向是粗口進(jìn)，細(xì)口出裝置Ⅲ(U形干燥管)：盛固體除雜試劑，氣流方向是左進(jìn)，右出(2)除雜裝置類型Ⅲ用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣時(shí)，Cl2中混有的雜質(zhì)氣體主要是濃鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體和水蒸氣。思考5、先除去揮發(fā)出來的HCl氣體還是水蒸氣，為什么？先除HCl氣體，再除水蒸氣，通過飽和食鹽水除去HCl，此時(shí)的氣體中還是含有水蒸氣的，再通過濃H2SO4等除去水蒸氣即可。反過來達(dá)不到目的(3)除雜的先后順序①先除HCl氣體，再除水蒸氣②除去Cl2中少量的HCl氣體：飽和食鹽水③除去Cl2中少量的水蒸氣：常用濃H2SO4，也可用無水CaCl2→思考6、我們知道用帶火星的木條靠近集氣瓶口，檢驗(yàn)氧氣是否收集滿，用燃著的木條靠近集氣瓶口，檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿，那么我們又該用什么方法來檢驗(yàn)氯氣是否收集滿了？(用向上排空氣法的手機(jī)方式)根據(jù)氯氣的性質(zhì)，選擇合適的方法原理：KI與Cl2反應(yīng)產(chǎn)生I2，淀粉遇I2顯藍(lán)色原理：氯水的酸性使試紙變紅和氯水中次氯酸有漂白性使試紙褪色試紙?jiān)嚰?、驗(yàn)滿方法(1)觀察法氯氣是黃綠色氣體(2)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿(3)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿7、尾氣處理裝置(1)選擇依據(jù)根據(jù)氣體的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，將氣體轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)或吸收，注意防倒吸。①點(diǎn)燃法：如CO、H2、CH4等易燃性氣體可用此法，必須先驗(yàn)純，再點(diǎn)燃②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用堿液吸收(2)除雜裝置類型安全瓶【注意】防倒吸的原因：當(dāng)易溶于水的氣體如氨氣、氯化氫等遇到水時(shí)，它們會(huì)迅速溶解，導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)瞬間降低(驟降)。如果導(dǎo)管直接浸入水中，水可能會(huì)因?yàn)橥饨绱髿鈮焊哂趯?dǎo)管內(nèi)的壓強(qiáng)而倒吸入導(dǎo)管，這可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置的損壞或試劑污染(3)氯氣尾氣處理原理除雜氯氣有毒，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)應(yīng)在密閉系統(tǒng)或通風(fēng)櫥中進(jìn)行，通常在收集裝置的后面連接盛有NaOH溶液的吸收裝置Cl2NaOHCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(防倒吸)a.導(dǎo)氣管要伸入液面以下(注意防倒吸)b.氫氧化鈉溶液的作用：吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境Cl28、實(shí)驗(yàn)室制氯氣裝置一覽鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗、導(dǎo)氣管、洗氣瓶、集氣瓶①必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度變小，無論MnO2是否足量，鹽酸均不能完全反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液為鹽酸和MnCl2的混合液②濃鹽酸中，部分Cl－的化合價(jià)升高，4molHCl參加反應(yīng)，被氧化的Cl－為2mol(一部分濃鹽酸顯酸性，一部分顯還原性)③為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，減少HCl的揮發(fā)④Cl2有毒，必須有尾氣吸收裝置，常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小，吸收慢且吸收不完全⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣⑥所有的除雜實(shí)驗(yàn)中，如果需要除水，那么除水一定是最后一步【幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)】網(wǎng)絡(luò)視頻資源×錯(cuò)誤？【練一練】失2e－得2e－MnO2+4HCl（濃）MnCl2

＋Cl2

＋2H2O①濃HCl的作用：還原劑、酸性（HCl還原劑:HCl酸性=2：2=1：1）②MnO2的作用：氧化劑MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O9、實(shí)驗(yàn)室制氯氣的補(bǔ)充說明7、如果實(shí)驗(yàn)室缺少M(fèi)nO2或者濃鹽酸，又可以用什么藥品替換?思考2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2ONaClO＋2HCl(濃)=Cl2↑＋NaCl＋H2OK2Cr2O7+14HCl(濃)═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O

MnO2可用KMnO4、KClO3、NaClO

、K2Cr2O7等強(qiáng)氧化劑代替2NaCl+2H2SO4（濃）+MnO2

=MnSO4+Cl2↑+2H2O+Na2SO4相當(dāng)于濃鹽酸知識拓展:氯氣的工業(yè)制法原料：海水工業(yè)生產(chǎn)需要考慮，原料易得，成本低，工藝簡單以及污染小等因素富集、分離提純、轉(zhuǎn)化Cl2氯堿工業(yè)：2NaCl+2H2O

＝

Cl2↑+H2↑+2NaOH電解2Cl-+2H2O

=

H2↑+Cl2↑+2OH-電解電解熔融氯化鈉:2NaCl(熔融)＝

Cl2↑+2Na電解氯氣中毒的癥狀吸入氯氣后對上呼吸粘膜的強(qiáng)烈刺激，可引起呼吸道燒傷、急性肺水腫等，嚴(yán)重者可危及生命。氯氣中毒后的應(yīng)急措施立即將患者轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處用清水反復(fù)沖洗皮膚、眼睛中毒嚴(yán)重的應(yīng)迅速送醫(yī)院救治【練一練】1、實(shí)驗(yàn)中，用4份濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)，能生成1份Cl2嗎？不能，因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度變小，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)，故生成的Cl2小于12、在實(shí)際生產(chǎn)中使用過量的二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng),但產(chǎn)生的氯氣總比理論值低,為什么?隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變稀,而當(dāng)鹽酸稀到一定程度就不再與MnO2

反應(yīng)產(chǎn)生Cl2。3、將0.2molMnO2和50mL12mol·L－1的鹽酸混合后緩緩加熱，向反應(yīng)完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，則生成的AgCl沉淀的物質(zhì)的量(不考慮鹽酸的揮發(fā))(

)A．等于0.3mol B．小于0.3molC．在0.3～0.6mol之間 D．以上結(jié)論均不正確4、實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣()A．①比②多B．②比①多C．一樣多D．無法比較【練一練】CB選擇和組裝實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置時(shí)，應(yīng)該考慮裝置的選取依據(jù)和連接順序。除雜裝置發(fā)生裝置反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)條件氣體及所含雜質(zhì)的性質(zhì)收集裝置氣體的密度、氣體在水中溶解性、是否與水反應(yīng)等尾氣處理裝置氣體的性質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)室制取氣體方法總結(jié)1、實(shí)驗(yàn)裝置的選擇依據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路（2）尋找制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理；（3）然后根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的裝置儀器，并組裝連接（4）注意藥品的加入順序，反應(yīng)條件的控制（1）明確制取的氣體成分；實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理裝置設(shè)計(jì)操作注意核(中)心元素2、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路8、氯的性質(zhì)很活潑，能與很多物質(zhì)反應(yīng)生化合物，且大多數(shù)氯的化合物能溶于水并電離出氯離子，比如食鹽水中就含有氯離子，我們用什么辦法能檢驗(yàn)其中含有氯離子呢？思考三、氯離子的檢驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)2-9】在三支試管中分別加入2-3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入幾滴AgNO3溶液,觀察現(xiàn)象；再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象。稀鹽酸NaCl溶液Na2CO3溶液滴入AgNO3溶液滴入稀硝酸離子方程式產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀溶解、有氣泡逸出Ag++Cl–=AgCl

2Ag++CO32-=Ag2CO3

Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2

+H2O9、某溶液中加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，則可確定該溶液中一定有氯離子，這種說法對不對？10、檢驗(yàn)Cl－時(shí)為何要加入稀硝酸酸化？加稀硝酸酸化的目的是排除CO32-等離子的干擾，因?yàn)锳g2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。錯(cuò)誤，Ag2CO3等也是白色沉淀。思考1、氯離子檢驗(yàn)方法(1)試劑：_______、___________。(2)現(xiàn)象：產(chǎn)生_____________的___色沉淀。(3)反應(yīng)原理：Cl-+Ag+=AgCl↓(4)答題模板：稀硝酸AgNO3溶液不溶于稀硝酸白取少量待測液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，證明溶液中含有Cl－【幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)】①加稀硝酸的目的：排除CO32-等離子的干擾【拓展】在進(jìn)行離子或某些物質(zhì)的檢驗(yàn)時(shí)要注意產(chǎn)生其它離子或物質(zhì)的干擾。如檢驗(yàn)Cl－時(shí)，CO32－會(huì)產(chǎn)生干擾，加入AgNO3溶液，要產(chǎn)生Ag2CO3白色沉淀，但此沉淀要溶于稀硝酸，所以，加稀硝酸就可以排除CO32－離子的干擾。同理，前面在檢驗(yàn)SO42－時(shí)，要先加HCl進(jìn)行酸化以排除其它離子的干擾。檢驗(yàn)NaHCO3中是否混有Na2CO3時(shí)，所加試劑只能是可溶性的鋇鹽、鈣鹽或鎂鹽，不能是Ba(OH)2、Ca(OH)2，以防止NaHCO3對Na2CO3檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾。②不能用稀鹽酸酸化，因?yàn)闀?huì)引入Cl－③如果SO42-、CO32-和Cl－可能同時(shí)存在，可以先檢驗(yàn)SO42-是否存在[用Ba(NO3)2溶液]，然后再檢驗(yàn)CO32-和Cl－是否存在④物質(zhì)(離子)檢驗(yàn)需要反應(yīng)出現(xiàn)特征現(xiàn)象(沉淀，氣體，顏色變化等)5.檢驗(yàn)Cl－時(shí)所用試劑HNO3的作用是（

）A.防止

CO32-

的干擾

B.防止Cl－的干擾C.生成Ag2CO3沉淀

D.防止

NO3-的干擾A6.抗震救災(zāi)中要用大量漂白粉和漂白液殺菌消毒。下列說法中正確的是A.漂白粉是純凈物，漂白液是混合物（

）B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C.工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉D.漂白液的有效成分是Na2O2B【練一練】7.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)MnO2與濃鹽酸制取Cl2的反應(yīng)中,HCl起還原劑和酸的作用。(2)實(shí)驗(yàn)室制干燥、純凈的氯氣,可依次通過濃硫酸、飽和食鹽水。

(3)實(shí)驗(yàn)室收集Cl2采用向下排空氣法。

(4)檢驗(yàn)氯化氫氣體中是否含有氯氣可用硝酸銀溶液。

(5)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等?！?/p>

×

×

×

√

【練一練】8.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的說法正確的是(

)A．將混有HCl雜質(zhì)的Cl2通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去雜質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)室制取Cl2，濃鹽酸起到酸性和氧化劑作用C．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置除去Cl2中的少量HClD．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2，可用排飽和食鹽水集氣法收集

D【練一練】9．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說法中錯(cuò)誤的是(

)A．該反應(yīng)是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，其中二氧化錳是氧化劑B．HCl表現(xiàn)還原性和酸性C．該反應(yīng)的離子方程式為

MnO2＋4H＋＋4Cl－MnCl2＋2H2O＋Cl2↑D．該方法是瑞典化學(xué)家舍勒最先發(fā)現(xiàn)的CMnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O【練一練】10．某化學(xué)小組用圖示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是(

)A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯(cuò)誤B．為了防止氯氣污染空氣，必須進(jìn)行尾氣處理C．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙，可以證明是否有氯氣逸出D．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確D【練一練】11.下列關(guān)于制取氣體的裝置描述中正確的是（

）A．依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，選擇除雜裝置B．依據(jù)氣體及其所含雜志的性質(zhì)，選擇氣體的發(fā)生裝置C．依據(jù)氣體的性質(zhì)，選擇尾氣處理裝置D．裝置的連接順序一般為：發(fā)生裝置→收集裝置→除雜裝置→尾氣處理裝置C【練一練】【練一練】【練一練】【練一練】13.實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO22制Cl22，并以干燥的Cl22為原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置如下圖所示。(1)裝置B、C中應(yīng)盛放的試劑名稱分別為________、________；

從A裝置導(dǎo)出的氣體若不經(jīng)過B、C裝置而直接進(jìn)入D管，將對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的不良后果是____________

____________________________。濃硫酸飽和食鹽水氯化氫和水蒸氣隨Cl2進(jìn)入D中能和鐵反應(yīng)生成H2