2.2.2 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第二章

海水中的重要元素第二節(jié)

氯及其化合物第二課時(shí)

氯氣的實(shí)驗(yàn)室

制法第一章

物質(zhì)及其變化第二節(jié)

離子反應(yīng)第一課時(shí)

電解質(zhì)的電離一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

在1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦(主要成分為MnO2)與濃鹽酸混合加熱時(shí)，產(chǎn)生了一種黃綠色的氣體，這種氣體的強(qiáng)烈的刺激性氣味使舍勒感到極為難受，受當(dāng)時(shí)流行學(xué)說(shuō)——燃素說(shuō)的影響，舍勒未能確認(rèn)這種氣體的成分。

直到1810年，英國(guó)的化學(xué)家戴維發(fā)現(xiàn)它的組成，給這種氣體起名叫Chlorine，意思是綠色的，中文譯為“綠氣”，后改為“氯氣”。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法+4

-1+20MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O1、反應(yīng)原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣失去2×e—得到2e—

工業(yè)制取Cl2：用電解飽和食鹽水的方法，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通電一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法+4

-1+20MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O失去2×e—得到2e—

氧化劑：

還原劑：

.氧化產(chǎn)物：

還原產(chǎn)物：

.

參加反應(yīng)的反應(yīng)物之比是：

.氧化劑和還原劑的個(gè)數(shù)之比是：

.濃鹽酸體現(xiàn)

性還原性、酸性MnO2HClCl2MnCl21:21:4一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O1、反應(yīng)原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣一定量的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)，鹽酸是否能完全反應(yīng)?不能，因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸逐漸變?yōu)橄←}酸，不再與二氧化錳反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)需要加熱，加熱溫度是否越高越好?否，HCl易揮發(fā)。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1、反應(yīng)原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣MnO2可用KMnO4、KClO3、NaClO等強(qiáng)氧化劑代替，不需加熱且速率較快，請(qǐng)寫(xiě)出使用上述氧化劑與濃鹽酸進(jìn)行氯氣制備的化學(xué)方程式。

2KMnO4

+

16HCl(濃)=2KCl

+

2MnCl2

+

5Cl2↑+

8H2ONaClO+2HCl(濃)

=NaCl+H2O+Cl2↑K2Cr2O7

+

14HCl(濃)

=2KCl

+

2CrCl3

+

3Cl2↑+

7H2OKClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O強(qiáng)氧化劑一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O裝濃鹽酸和MnO2的儀器名稱(chēng)?

分液漏斗和圓底燒瓶。這部分裝置是氣體的發(fā)生裝置，氣體的發(fā)生裝置該如何選擇?分液漏斗圓底燒瓶一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O裝濃鹽酸和MnO2的儀器名稱(chēng)?

分液漏斗和圓底燒瓶。這部分裝置是氣體的發(fā)生裝置，氣體的發(fā)生裝置該如何選擇?根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，該實(shí)驗(yàn)選擇的是固液加熱發(fā)生裝置。分液漏斗圓底燒瓶一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法回顧初中所學(xué)的O2、CO2等氣體的實(shí)驗(yàn)室制取方法，并完成下表。氣體制取原理反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)條件裝置圖O2

O2

CO22KClO32KCl+3O2↑2H2O22H2O+O2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O固體+固體固體+液體固體+液體加熱不加熱不加熱一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法固液不加熱型固固加熱型固液加熱型液液加熱型?常見(jiàn)的氣體發(fā)生裝置：一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法?啟普發(fā)生器：塊狀固體和液體制難溶性氣體的裝置。優(yōu)點(diǎn)：隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O這部分裝置是氣體的收集裝置，氣體的收集裝置該如何選擇?根據(jù)氣體的密度、氣體在水中溶解性、是否與水/空氣反應(yīng)選擇合適的氣體收集裝置。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法?常見(jiàn)的氣體收集裝置：向上排空氣法：收集密度比空

氣大的氣體。向下排空氣法：收集密度比空

氣小的氣體。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法?常見(jiàn)的氣體收集裝置：排水法：收集難溶或微溶于水(或其他液體)的氣體。排飽和食鹽水排水法一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O如何檢驗(yàn)氯氣已經(jīng)集滿(mǎn)?一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法如何驗(yàn)滿(mǎn)?觀察法：直接根據(jù)集氣瓶是否充滿(mǎn)黃綠色判斷是否收集滿(mǎn)。將濕潤(rùn)的淀粉—KI試紙放在瓶口，觀察試紙是否變藍(lán)。將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙放在瓶口，若先變_____后________，則已滿(mǎn)。淀粉碘化鉀試紙2KI＋Cl2=2KCl＋I(xiàn)2紅褪色一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O氫氧化鈉溶液的作用是什么?吸收多余的Cl2，防止污染空氣。不能用澄清石灰水吸收氯氣，因?yàn)槲詹煌耆?。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O這部分裝置是尾氣處理裝置，尾氣處理裝置該如何選擇?根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇尾氣處理裝置。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法?常見(jiàn)的尾氣處理裝置：有毒氣體的處理裝置一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法?常見(jiàn)的尾氣處理裝置：常見(jiàn)防倒吸裝置一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法2、實(shí)驗(yàn)裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O應(yīng)用此裝置能否收集到純凈干燥的氯氣?收集的氯氣中可能有哪些雜質(zhì)?HCl、H2O(g)氣體發(fā)生裝置氣體收集裝置尾氣處理裝置一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法除雜裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

雜質(zhì)：

HCl

H2O(g)

除雜順序：除去氯氣中的HCl可以用飽和食鹽水濃硫酸已知常溫常壓下，1體積水能溶解500體積HCl先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法除雜裝置裝置Ⅰ(洗氣瓶)：盛液體除雜試劑，氣流方向是長(zhǎng)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。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法除雜裝置酸性干燥劑：濃硫酸、五氧化二磷、硅膠堿性干燥劑：堿石灰、生石灰、氫氧化鈉固體中性干燥劑：無(wú)水CaCl2一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法3、實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O注意導(dǎo)氣管的進(jìn)出方式(長(zhǎng)進(jìn)短出)儀器組裝順序：

自下而上、從左到右一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法4、實(shí)驗(yàn)視頻注意：檢查裝置的氣密性。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1飽和食鹽水能否換成Na2CO3溶液?為什么?否，Na2CO3溶液會(huì)吸收Cl2和HCl，同時(shí)生成雜質(zhì)氣體CO2。2瓶中濃硫酸能否換成P2O5干燥劑?否，P2O5為固體，不能放于洗氣瓶，應(yīng)放于干燥管中。問(wèn)題探究一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法3上述兩個(gè)除雜裝置能否顛倒?否，若顛倒收集不到干燥的Cl2。4某同學(xué)認(rèn)為可以用澄清石灰水代替氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，同時(shí)還可以制得漂白粉，該同學(xué)的想法是否合理?不合理。澄清石灰水的濃度很小，不能確保氯氣被完全吸收，制備漂白粉應(yīng)該利用氯氣與石灰乳反應(yīng)。問(wèn)題探究一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法5、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)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。必須用濃鹽酸，濃鹽酸中部分Cl—的化合價(jià)升高，被氧化，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過(guò)高，以減少HCl的揮發(fā)。儀器組裝順序：自下而上、從左到右。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的氯氣，再拆卸裝置，避免污染空氣。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法知識(shí)拓展——氯氣的工業(yè)制法

電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)

2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解二、實(shí)驗(yàn)室中制取氣體裝置的設(shè)計(jì)總結(jié)：實(shí)驗(yàn)室制氣體的制備思路二、實(shí)驗(yàn)室中制取氣體裝置的設(shè)計(jì)總結(jié)：實(shí)驗(yàn)室制氣體的裝置發(fā)生裝置除雜裝置收集裝置尾氣處理裝置發(fā)生裝置——根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。尾氣處理裝置——根據(jù)氣體的性質(zhì)。收集裝置——根據(jù)氣體的密度、在水中溶解性，以及是否與水反應(yīng)。除雜裝置——根據(jù)氣體及其所含雜質(zhì)的性質(zhì)。對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例1]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。該方法可以選擇下圖的Cl2發(fā)生裝置；欲收集一瓶純凈干燥的氯氣，選擇圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋篴→___________________________i→h。g→f→e→d→c→b→對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例2]已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣，并做它與金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是()A．②處

B．①和②處

C．②和③處

D．②③④處D對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例3]下圖表示在沒(méi)有通風(fēng)櫥時(shí)制取純凈的氯氣設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是___________，其作用是___________，水槽中盛放的液體是

___

________。(2)簡(jiǎn)述操作過(guò)程：在收集氯氣之前，應(yīng)_______________，當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)___________________，當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)________________。NaOH溶液吸收多余的Cl2

飽和食鹽水

打開(kāi)B夾，關(guān)閉A夾打開(kāi)A夾，關(guān)閉B夾打開(kāi)B夾，關(guān)閉A夾

三、氯離子的檢驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)2-9]

探究：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AgNO3溶液三、氯離子的檢驗(yàn)三、氯離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)原理稀鹽酸NaCl溶液Na2CO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，產(chǎn)生氣泡。Ag2CO3+

2HNO3=CO2↑+H2O+

2AgNO3Ag＋＋Cl—

===AgCl↓Ag＋＋Cl—

===AgCl↓Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO32Ag＋＋CO32—

===Ag2CO3↓Ag2CO3＋2H+===CO2↑＋H2O

三、氯離子的檢驗(yàn)1.檢驗(yàn)原理

Ag＋＋Cl—

===AgCl↓2.檢驗(yàn)步驟

取少量待測(cè)液于試管中，先加入稀硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若白色沉淀生成，說(shuō)明溶液中含有Cl—。此法也可以用于檢驗(yàn)：AgBr

淡黃色沉淀，AgI

黃色沉淀注意：加稀硝酸酸化的目的是排除CO32—

等的干擾，因?yàn)锳g2CO3可溶于稀硝酸而AgCl不溶。對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例4]

向下列溶液：①氯水②氯酸鉀③氯化鈉④四氯化碳中分別加AgNO3溶液和稀HNO3，能生成白色沉淀的是()A．①② B．②③C．①③ D．②④C對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例5]

下列關(guān)于離子檢驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是(

)A.向某溶液中加入澄清石灰水，溶液變渾濁，說(shuō)明含有CO32—B.向某無(wú)色溶液中加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀不消失，說(shuō)明含有SO42—C.在某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明含有Cl—D.在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明含有Cl—D對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例