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文档简介
第第页化学人教版(2023)必修第一册2.2.2氯气的实验室制备(共46张ppt)(共46张PPT)
新
教
材
第二章海水中的重要元素—钠和氯
氯及其化合物
第二节
第2课时氯气的实验室制法
气体制取原理(方程式)反应物状态反应条件装置图
O2
CO2
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O22H2O+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
固+固
固+液
固+液
加热
不加热
不加热
回顾初中所学的O2、CO2等气体的实验室制取方法,将相关内容填入下表。
实验室制备气体的思路:
气体发生装置
收集装置
组装实验装置
确定实验原理
思考与讨论1、你知道的生成氯气的化学方程式有哪些?
一、实验室制备氯气的原理的确定:
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解
NaClO+2HCl=Cl2↑+H2O+NaCl
哪些可用于实验室制备?
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
(84消毒液与洁厕灵混合)
可用于实验室制备气体原理:
1、考虑制备气体的纯度:
2、反应条件操作简便,一般是常温下就能反应或者加热。
3、反应速率不能太快也不能很慢。
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
反应物的状态是液体或者固体,生成物中只有制备的气体,气体产物是固体或者液体等问题
思考与讨论2、从氧化还原反应的角度分析舍勒实验室制取氯气的原理
氧化剂
还原剂
(1)生成1个Cl2分子,转移电子?
(2)求参与反应的氧化剂与还原剂的个数之比
1:2
2个
注意:浓盐酸的作用:还原性与酸性(1:1)
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
-1
0
+4
+2
2、用87gMnO2和含146gHCl的浓盐酸充分反应(共热),在不考虑HCl挥发的情况下,得到氯气的质量是()
A.等于142gB.等于71g
C.小于71gD.大于71g
注意:MnO2不和稀盐酸反应
C
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
87
146
71
(1)气体发生装置
根据反应物的状态和反应条件选用
氯气的制备装置
二、实验装置的确定
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
收集比空气重
的气体
收集难溶或微溶
于水的气体
收集比空气轻的气体
(2)气体收集装置
根据气体的水溶性和对空气的相对密度选用
氯气的制备装置图
二、实验装置的确定
收集H2__进__出(填“长”或“短”)
收集CO2__进__出(填“长”或“短”)
收集H2__进__出(填“长”或“短”)
收集CO2__进__出(填“长”或“短”)
短长
短长
长短
长短
排空气法收集气体
热点分析
思考与讨论4、请观察右边装置,NaOH溶液的作用是什么?
提示:吸收多余的氯气,防止污染环境:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
氯气的制备装置图
氯气的制备装置图
(3)尾气处理装置
处理依据:气体性质
二、实验装置的确定
已知:
1.氯气在饱和食盐水中溶解度比在水中小
2.氯化氢极易溶于水
思考与讨论5、利用右侧装置收集的Cl2纯净吗?
收集的Cl2不纯,有HCl和H2O(g)
在上述装置A、B之间依次连接盛有饱和食盐水的洗气瓶除HCl和盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥Cl2。
氯气的制备装置图
有什么杂质?若得到干燥纯净Cl2上述装置如何改进?
(4)除杂装置
氯气的除杂装置图(注意前后顺序)
根据气体及所含杂质的性质
氯气的净化装置
二、实验装置的确定
氯气的实验室制法完整装置图
能否改用澄清石灰水?
不能
气体发生装置
气体除杂装置
气体收集装置
尾气处理装置
饱和食盐水
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1).反应的原理:
注意点:
①缓慢加热,防止HCl大量挥发;
(盐酸变稀之后就不再反应)
④参与反应的4份HCl:2份被氧化,2份做酸性
③一定要加热;
②一定用浓HCl;
氯气的实验室制法及注意事项
归纳总结
(2).实验制气装置:
(3).净化装置:
除HCl气体和除H2O(g)
①用饱和食盐水除去HCl气体
②再用浓H2SO4除去水蒸气
P2O5、CaCl2均可以
(4).收集装置:
向上排气法或排饱和食盐水法。
(5).尾气的处理:
用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
能否用澄清石灰水吸收多余的氯气
不可以。因为石灰水的浓度太小,吸收效果不好。
固+液
气体
氯气的实验室制法及注意事项
归纳总结
(1).反应的原理:
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
(6).验满方法:
②湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的瓶口
③湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口
①根据氯气的颜色直接判断
→→试纸变蓝
→→试纸先变红后褪色
Cl2+2KI=2KCl+I2
,I2遇淀粉变蓝色
淀粉碘化钾试纸
氯气的实验室制法及注意事项
归纳总结
(7).实验装置图
可改用恒压分液漏斗
可换盛P2O5、CaCl2的干燥管
橡胶管
氯气的实验室制法及注意事项
归纳总结
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)==KCl+3H2O+3Cl2↑
讨论:实验室制氯气的其他方法:
→KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2、NaClO等强氧化剂均能将浓盐酸氧化制得氯气
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
实验的原理:MnO2氧化浓盐酸制备氯气
K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
②Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
②的离子方程式:
ClO—+Cl—+2H+==Cl2↑+H2O
注意:HClO、ClO—都有很强的氧化性
强氧化性离子:
MnO4—、NO3—(H+)、Cr2O72—、Fe3+
S2-、SO32—、I-、Fe2+、Br-
强还原性离子:
知识回顾:
溶液中
、ClO—
①Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO
(稀)
(复分解反应)
精准辨析
拓展:工业上制备氯气
⑴.电解饱和食盐水(氯碱工业)
2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解
⑵.电解熔融的氯化钠(可制得金属钠)
2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑
电解
1:某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。
装置中有六处错误,请指出。
1、烧瓶下面缺石棉网2、铁圈下面缺酒精灯
3、原料使用了稀盐酸4、不应使用长颈漏斗
5、盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
6、洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下,而出口导管应靠近瓶塞
2.实验室用下列两种方法制氯气:①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()
A.①比②多B.②比①多C.一样多D.无法比较
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
87
146
注意:稀盐酸与MnO2不反应
B
3、除去Cl2中少量的HCl气体,最好选用的试剂是()
A.蒸馏水B.二氧化锰C.饱和食盐水D.氢氧化钠溶液
C
4.实验室利用如图所示装置制取并收集氯气,有关描述正确的是()
A.发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸
B.饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替
C.若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气,说明浓盐酸的氧化性较强
D.可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满
D
5、下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置。
回答下列问题:
1)装置A中,仪器a的名称叫_________,该仪器中盛有的试_________。
2)装置B的作用是_________,当Cl2气流通过一段时间后,装置B中溶液的pH值_____7(填“>”“<”或“=”)
分液漏斗
浓盐酸
吸收HCl
<
(3)当有少量Cl2气流通过后,观察到装置C中的溶液变为______色。
(4)当Cl2气流持续通过时,装置D中干燥的有色布条能否褪色?为什么?
蓝
能,因为Cl2与带出的水蒸气反应生成HClO,使有色布条褪色
5、下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置。
(5)若要证明Cl2无漂白性,则必须在装置D之前,使Cl2通过装有_________的洗气瓶。
(6)装置E的作用是________________________,
该反应的离子方程式为______________________________
浓硫酸
除去多余的氯气
2OH—+Cl2=ClO—+Cl—+H2O
5、下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置。
二、氯离子(Cl-)的检验
【P46实验(2-9)】
→在3支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,
然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
实验现象
解释或离子方程式
加入AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
白色沉淀
白色沉淀
沉淀消失,
有气泡生成
沉淀不消失
沉淀不消失
Cl-+Ag+=AgCl↓
CO32-+2Ag+=Ag2CO3↓
Cl-+Ag+=AgCl↓
Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O
白色沉淀
二、氯离子(Cl-)的检验
【P46实验(2-9)】
AgNO3溶液+稀硝酸
产生白色沉淀,不溶解于稀硝酸
1、试剂:
2、现象:
待测液
加AgNO3溶液
白色沉淀
加稀硝酸
白色沉淀
不溶解
二、氯离子(Cl-)的检验
【P46实验(2-9)】
2.氯化氢(HCl)的实验室制法
(1)原理:
(2)装置:
(难挥发性酸制易挥发性酸)
拓展与补充
氯化氢(HCl)和盐酸
1.无色刺激性的氯化氢气体,极易溶于水(1:500),其水溶液俗称盐酸。
会产生倒吸
吸收不完全
可以防倒吸
尾气的处理
1、某年某月某日,位于重庆市江北区的天原化工总厂相继发生氯气泄漏和爆炸事故。有9人在事故中失踪死亡,3人受伤,15万人被紧急疏散。当人们逃离爆炸现场时,可以用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,最适宜采用的该物质是()
A.NaOHB.NaClC.KBrD.Na2CO3
D
2、浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是()
①CO2②HCl③H2O④O2
A.①②③B.②③④C.②③D.①④
A
饱和食盐水
浓硫酸
收集FeCl3
制Cl2
制备FeCl3
3.实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2,并以Cl2为原料制备FeCl3(FeCl3易吸水潮解),装置如下图所示。
(1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为________、________;
(2)实验时,先点燃A处的酒精灯,让Cl2充满装置,再点燃D处酒精灯,写出D中反应的化学方程式:。
2Fe+3Cl2==2FeCl3
饱和食盐水
浓硫酸
收集FeCl3
制Cl2
制备FeCl3
3.实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2,并以Cl2为原料制备FeCl3(FeCl3易吸水潮解),装置如下图所示。
(3)从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生的不良后果是______________________。
HCl和水蒸气随Cl2进入D中能和铁反应生成H2,H2和Cl2混合受热会发生爆炸
饱和食盐水
浓硫酸
收集FeCl3
制Cl2
制备FeCl3
3.实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2,并以Cl2为原料制备FeCl3(FeCl3易吸水潮解),装置如下图所示。
(4)F装置所起的作用是__________________________________。
②防止空气中的水蒸气进入D、E中使FeCl3潮解
①吸收多余的Cl2,防止污染环境;
(5)用石灰乳吸收氯气可制得漂粉精,写出工业制漂粉精反应的化学方程式:。
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
30%的KOH
8%NaOH
冰水浴
紫色石蕊试液
4.在实验室里可用上图所示装置制取KClO3、NaClO和探究氯水的性质。图中:①为Cl2发生装置;②试管里盛有15mL30%KOH溶液,并置于热水浴中;③试管里盛有15mL8%NaOH溶液,并置于冰水浴中;④试管里加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置。
①
②
③
④
30%的KOH
8%NaOH
冰水浴
紫色石蕊试液
①
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