氯及其化合物高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+

第二节氯及其化合物2.2.2氯气的实验室制法第二章海水中的重要元素钠和氯学习目标1、通过实验室制氯气的实验操作，构建气体制备思维模型。2、通过氯离子的检验方法，构建离子检验的思维模型和检测方法。1、氯气是一种重要的化工原料，大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。自然界的氯都以化合态形式存在，那么，我们该如何得到氯气这种单质了？思考Cl20ClO-+1ClO3-+5+还原剂常见还原剂：K，Ca，Na，Mg，Fe2+，H2，C，S，S2-，I-，CO，SO32-Cl--1+氧化剂常见氧化剂：O2，F2，Cl2，Br2，Fe3+，Cu2+，Ag+，KMnO4，MnO2，KCIO3，K2Cr2O7，浓H2SO4，HNO3，Na2O2，H2O2一、氯气的实验室制法1、理论分析制取气体的实验中，选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OMnO2＋4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2、反应原理1774年舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,发现当软锰矿和浓盐酸混合加热时,产生了一种黄绿色的具有刺激性气味的气体。而在1810年,戴维确认了这种气体为氯气。舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。MnO2+4HCl（浓）=

MnCl2

＋Cl2↑＋2H2O离子方程式：MnO2+4H++2Cl-=

Mn2+＋Cl2↑＋2H2OMnO2+4HCl（浓）=

MnCl2

＋Cl2↑＋2H2O固体＋液体气体△2、实验室制取气体所需要的装置主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置，请问我们该如何制取氯气的这些装置？思考a.固体＋固体→气体△3、气体的发生装置(1)选择依据①选择依据:反应原理、反应(产)物的状态、反应条件等。②装置的基本类型b.固体＋液体→气体c.固体＋液体→气体△固固加热型固液不加热型固液加热型(2)气体发生装置类型固体＋液体→气体△(3)发生装置所用主要仪器的名称分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、导气管4、气体的收集装置(1)选择依据①气体的密度、气体在水中的溶解性、气体与水或空气中的成分是否发生反应等。②装置的基本类型向下排空气法：气体的密度比空气小，且不与空气中的成分反应。如H2,NH3,CH4等向上排空气法：气体的密度比空气大，且不与空气中的成分反应。如O2、CO2、Cl2等排水法：气体不易溶于水，且不与水反应。如O2、H2、CH4等Cl2的密度大于空气的密度，能溶于水；向上排空气法排饱和食盐水法而在饱和食盐水中可以降低Cl2的溶解度。(2)收集方法向上排空气法或排饱和食盐水法【注意】不能用排(纯)水法收集3、实验室制取气体，是希望收集到纯净气体，还是不纯净气体了？思考4、直接开始实验，制取的氯气是否纯净？如果不纯净，可能会有哪些杂质呢？实验室制取气体，希望得到的是不含杂质的纯净气体不纯净可能有的杂质是：挥发出的氯化氢，水蒸气等5、气体的净化装置(1)选择依据同时考虑主要成分和杂质成分的性质,不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。以便选择适当的装置除去杂质。装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出装置Ⅱ(球形干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出装置Ⅲ(U形干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是左进，右出(2)除杂装置类型Ⅲ用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。思考5、先除去挥发出来的HCl气体还是水蒸气，为什么？先除HCl气体，再除水蒸气，通过饱和食盐水除去HCl，此时的气体中还是含有水蒸气的，再通过浓H2SO4等除去水蒸气即可。反过来达不到目的(3)除杂的先后顺序①先除HCl气体，再除水蒸气②除去Cl2中少量的HCl气体：饱和食盐水③除去Cl2中少量的水蒸气：常用浓H2SO4，也可用无水CaCl2→思考6、我们知道用带火星的木条靠近集气瓶口，检验氧气是否收集满，用燃着的木条靠近集气瓶口，检验二氧化碳是否收集满，那么我们又该用什么方法来检验氯气是否收集满了？(用向上排空气法的手机方式)根据氯气的性质，选择合适的方法原理：KI与Cl2反应产生I2，淀粉遇I2显蓝色原理：氯水的酸性使试纸变红和氯水中次氯酸有漂白性使试纸褪色试纸试纸6、验满方法(1)观察法氯气是黄绿色气体(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满(3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满7、尾气处理装置(1)选择依据根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收，注意防倒吸。①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收(2)除杂装置类型安全瓶【注意】防倒吸的原因：当易溶于水的气体如氨气、氯化氢等遇到水时，它们会迅速溶解，导致导管内压强瞬间降低(骤降)。如果导管直接浸入水中，水可能会因为外界大气压高于导管内的压强而倒吸入导管，这可能会导致实验装置的损坏或试剂污染(3)氯气尾气处理原理除杂氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置Cl2NaOHCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(防倒吸)a.导气管要伸入液面以下(注意防倒吸)b.氢氧化钠溶液的作用：吸收过量的氯气，防止污染环境Cl28、实验室制氯气装置一览铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液②浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl－为2mol(一部分浓盐酸显酸性，一部分显还原性)③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④Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全⑤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⑥所有的除杂实验中，如果需要除水，那么除水一定是最后一步【几点强调】网络视频资源×错误？【练一练】失2e－得2e－MnO2+4HCl（浓）MnCl2

＋Cl2

＋2H2O①浓HCl的作用：还原剂、酸性（HCl还原剂:HCl酸性=2：2=1：1）②MnO2的作用：氧化剂MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O9、实验室制氯气的补充说明7、如果实验室缺少MnO2或者浓盐酸，又可以用什么药品替换?思考2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2ONaClO＋2HCl(浓)=Cl2↑＋NaCl＋H2OK2Cr2O7+14HCl(浓)═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O

MnO2可用KMnO4、KClO3、NaClO

、K2Cr2O7等强氧化剂代替2NaCl+2H2SO4（浓）+MnO2

=MnSO4+Cl2↑+2H2O+Na2SO4相当于浓盐酸知识拓展:氯气的工业制法原料：海水工业生产需要考虑，原料易得，成本低，工艺简单以及污染小等因素富集、分离提纯、转化Cl2氯碱工业：2NaCl+2H2O

＝

Cl2↑+H2↑+2NaOH电解2Cl-+2H2O

=

H2↑+Cl2↑+2OH-电解电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)＝

Cl2↑+2Na电解氯气中毒的症状吸入氯气后对上呼吸粘膜的强烈刺激，可引起呼吸道烧伤、急性肺水肿等，严重者可危及生命。氯气中毒后的应急措施立即将患者转移到空气新鲜处用清水反复冲洗皮肤、眼睛中毒严重的应迅速送医院救治【练一练】1、实验中，用4份浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1份Cl2吗？不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于12、在实际生产中使用过量的二氧化锰与浓盐酸反应,但产生的氯气总比理论值低,为什么?随着反应的进行,浓盐酸变稀,而当盐酸稀到一定程度就不再与MnO2

反应产生Cl2。3、将0.2molMnO2和50mL12mol·L－1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)(

)A．等于0.3mol B．小于0.3molC．在0.3～0.6mol之间 D．以上结论均不正确4、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【练一练】CB选择和组装实验室制取气体的装置时，应该考虑装置的选取依据和连接顺序。除杂装置发生装置反应物状态反应条件气体及所含杂质的性质收集装置气体的密度、气体在水中溶解性、是否与水反应等尾气处理装置气体的性质二、实验室制取气体方法总结1、实验装置的选择依据实验室制取气体的一般思路（2）寻找制取气体的化学反应原理；（3）然后根据反应物的状态和反应条件选择合适的装置仪器，并组装连接（4）注意药品的加入顺序，反应条件的控制（1）明确制取的气体成分；实验目的实验原理装置设计操作注意核(中)心元素2、实验室制取气体的一般思路8、氯的性质很活泼，能与很多物质反应生化合物，且大多数氯的化合物能溶于水并电离出氯离子，比如食盐水中就含有氯离子，我们用什么办法能检验其中含有氯离子呢？思考三、氯离子的检验【实验2-9】在三支试管中分别加入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。稀盐酸NaCl溶液Na2CO3溶液滴入AgNO3溶液滴入稀硝酸离子方程式产生白色沉淀产生白色沉淀产生白色沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀溶解、有气泡逸出Ag++Cl–=AgCl

2Ag++CO32-=Ag2CO3

Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2

+H2O9、某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法对不对？10、检验Cl－时为何要加入稀硝酸酸化？加稀硝酸酸化的目的是排除CO32-等离子的干扰，因为Ag2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。错误，Ag2CO3等也是白色沉淀。思考1、氯离子检验方法(1)试剂：_______、___________。(2)现象：产生_____________的___色沉淀。(3)反应原理：Cl-+Ag+=AgCl↓(4)答题模板：稀硝酸AgNO3溶液不溶于稀硝酸白取少量待测液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，证明溶液中含有Cl－【几点强调】①加稀硝酸的目的：排除CO32-等离子的干扰【拓展】在进行离子或某些物质的检验时要注意产生其它离子或物质的干扰。如检验Cl－时，CO32－会产生干扰，加入AgNO3溶液，要产生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－离子的干扰。同理，前面在检验SO42－时，要先加HCl进行酸化以排除其它离子的干扰。检验NaHCO3中是否混有Na2CO3时，所加试剂只能是可溶性的钡盐、钙盐或镁盐，不能是Ba(OH)2、Ca(OH)2，以防止NaHCO3对Na2CO3检验产生干扰。②不能用稀盐酸酸化，因为会引入Cl－③如果SO42-、CO32-和Cl－可能同时存在，可以先检验SO42-是否存在[用Ba(NO3)2溶液]，然后再检验CO32-和Cl－是否存在④物质(离子)检验需要反应出现特征现象(沉淀，气体，颜色变化等)5.检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是（

）A.防止

CO32-

的干扰

B.防止Cl－的干扰C.生成Ag2CO3沉淀

D.防止

NO3-的干扰A6.抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列说法中正确的是A.漂白粉是纯净物，漂白液是混合物（

）B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D.漂白液的有效成分是Na2O2B【练一练】7.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)MnO2与浓盐酸制取Cl2的反应中,HCl起还原剂和酸的作用。(2)实验室制干燥、纯净的氯气,可依次通过浓硫酸、饱和食盐水。

(3)实验室收集Cl2采用向下排空气法。

(4)检验氯化氢气体中是否含有氯气可用硝酸银溶液。

(5)实验室制取气体的装置包括发生装置、收集装置、尾气处理装置等。√

×

×

×

√

【练一练】8.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(

)A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集

D【练一练】9．下列关于实验室制氯气的说法中错误的是(

)A．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂B．HCl表现还原性和酸性C．该反应的离子方程式为

MnO2＋4H＋＋4Cl－MnCl2＋2H2O＋Cl2↑D．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的CMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O【练一练】10．某化学小组用图示装置制取氯气，下列说法不正确的是(

)A．该装置图中至少存在两处明显错误B．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理C．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸，可以证明是否有氯气逸出D．该实验中收集氯气的方法不正确D【练一练】11.下列关于制取气体的装置描述中正确的是（

）A．依据反应物的状态和反应条件，选择除杂装置B．依据气体及其所含杂志的性质，选择气体的发生装置C．依据气体的性质，选择尾气处理装置D．装置的连接顺序一般为：发生装置→收集装置→除杂装置→尾气处理装置C【练一练】【练一练】【练一练】【练一练】13.实验室用浓盐酸和MnO22制Cl22，并以干燥的Cl22为原料进行实验，装置如下图所示。(1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为________、________；

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____________

____________________________。浓硫酸饱和食盐水氯化氢和水蒸气随Cl2进入D中能和铁反应生成H2