2.2.3 氯气的实验室制法（教学课件）-【一线课堂】2022-2023学年高一化学同步课件+作业（人教版2019必修第一册）

走进奇妙的化学世界2022必修第一册第二章

海水中的重要元素——钠和氯第二节

氯及其氧化物第3课时氯气的实验室制法

氯气的发现应该归功于瑞典化学家舍勒，舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(即二氧化锰)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种有强烈刺激性气味的黄绿色气体，这种气体就是氯气。现在这种方法仍然是实验室制取氯气的重要方法之一舍勒是怎样在实验室制取氯气的加热Cl2软锰矿(MnO2)浓盐酸(HCl)MnO2

+

4HCl(浓)

MnCl2

+

Cl2↑+

2H2O△

学习

目标PART01PART02第3课时氯气的实验室制法能根据物质的性质和物质间的转化关系设计方案制备氯气掌握氯气的实验室制法氯气的实验室制法药品：软锰矿MnO2+盐酸加热原理：MnO2

+

4HCl(浓)

MnCl2

+

Cl2↑+

2H2O△+4

-1

+2

0浓盐酸的作用：还原性、酸性讨论1：写出对应离子方程式。MnO2

+

4H+

+

2Cl-

==Mn2+

+

Cl2↑+

2H2O△注意：①反应物要用浓盐酸；②此反应必须加热。讨论3：请你分析这个反应中，两种药品的作用。若实验室缺少MnO2或者浓盐酸，可以用什么药品替代？MnO2

+

4HCl(浓)

MnCl2

+

Cl2↑+

2H2O△讨论2：足量MnO2和含4x36.5gHCl的浓盐酸加热制得Cl2的质量

(填“小于”“等于”或“大于”)

71g，原因：

随着反应进行，浓盐酸变稀(盐酸当稀到一定程度不再与足量MnO2反应)小于实验室中还可以用KMnO4、K2Cr2O7等强氧化剂和浓盐酸来制取Cl2。K2Cr2O7

+

14HCl(浓)

=2KCl

+

2CrCl3

+

3Cl2↑+

7H2O2KMnO4

+

16HCl(浓)=2KCl

+

2MnCl2

+

5Cl2↑+

8H2O+6+7+3+2知识拓展：在舍勒的基础上，法国化学家贝托莱（1748-1822）将软锰矿、浓硫酸、NaCl固体混合，加热，制得了Cl2。MnO2

+

2H2SO4(浓)

+

2NaCl=

MnSO4

+

Na2SO4

+

Cl2↑

+

2H2O△-1请从氧化还原反应与离子反应的本质分析上述反应发生的原理。(1)应用上述装置（如右图）能否收集到纯净干燥的氯气？如果不能，杂质是什么。杂质HCl气体和水蒸气。(2)如果要除去以上两种杂质，得到纯净干燥的氯气，需要选择何试剂？Cl2（HCl、H2O）饱和食盐水浓硫酸资料信息：已知Cl2能溶于水，常温常压下，在水中的溶解度约为1:2；某实验测得，在饱和食盐水中的溶解度约为1:1；HCl极易溶于水，常温常压下，在水(饱和食盐水)中的溶解度约为1:500。不能。浓盐酸会挥发，且含有水蒸气。【思考与讨论】(3)请根据以上除去氯气中选择两种杂质试剂，选择需要增加的装置？√【改进装置】除HCl杂质干燥Cl2收集气体吸收Cl2饱和NaCl浓H2SO4浓NaOH(1)请观察右边装置，NaOH溶液的作用是什么？提示：湿润的KI淀粉试纸变蓝：Cl2+2KI=2KCl+I2提示：吸收多余的氯气，防止污染环境：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO

+

H2O(2)如何确定氯气已经收集满？【思考与讨论】实验中加热温度不宜过高，为什么？避免Cl2中混有大量的HCl杂质。发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置Cl2

(HCl、H2O)Cl2

(H2O)Cl2气体成分：氯气的实验室制法总结：氯气的实验室制法小结：制备气体发生装置收集装置反应物：MnO2

(s)、浓盐酸(aq)反应条件：加热固液加热产物：Cl2性质：ρ氯气＞ρ空气

溶于水

与水反应向上排空气法【化学与生活】在清扫厕所时，清洁人员误以为浴厕清洁剂（主要成分是盐酸）与漂白液混合，清洁效果会更强，结果混合后产生氯气，并冒出大量浓烟。

请尝试写出产生氯气的化学方程式。2HCl＋NaClO=NaCl＋H2O＋Cl2↑气体制取原理（方程式）反应物状态反应条件装置图

O2CO22KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O22H2O+O2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O固体+固体固体+液体固体+液体加热不加热不加热回顾初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法，将相关内容填入下表。讨论氯气的制备装置和它们一样吗？如果一样，属于哪一种？如果不一样，请类比归纳氯气的制备装置。(1)依据实验室O2与CO2制取、收集方法，请你观察这些装置有什么特点？Zn与H2SO4反应制取H2加热KMnO4制取O2CaCO3与盐酸反应制取CO2(2)根据上述装置图归纳氧气、二氧化碳是怎样收集的？依据是什么？提示：氧气用了排水法收集，二氧化碳和氯气都用了向上排空气法收集。小结：依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置。【思考与讨论】结合O2、CO2等气体的实验室制取方法，讨论：设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面？考虑装置的选取依据和装置的连接顺序：1)发生装置反应物状态反应条件2)净化装置除杂、干燥3)收集装置气体的密度气体的溶解性4)尾气处理气体的性质(1)气体发生装置选用依据反应物状态反应条件固体加热型固液不加热型H2、CO2等液-固、液-液加热型Cl2等O2等(2)净化装置除杂/干燥装置液态试剂固态试剂常见干燥剂：浓硫酸、碱石灰、NaOH(S）、、CaO、无水CaCl2

等(3)收集装置①排空气法：②排水法：(4)尾气处理装置①吸收式：吸收溶解度较大气体

(如NH3、HCl等)，要加装

安全瓶

或

防倒吸

装置，如：②燃烧式/收集式：发生装置除杂装置(如需要)收集装置尾气处理装置(如需要)反应物状态、反应条件气体及所含杂质的性质气体的密度、气体在水中溶解性、是否与水反应等气体的性质

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。总结：实验目的实验室制取纯净干燥的氯气反应原理核心元素→类别、化合价变化→试剂选择MnO2

+

4HCl(浓)

MnCl2

+

Cl2↑+

2H2O装置设计发生→除杂(如需要)→收集→尾气处理(如需要)操作事项药品加入的顺序，化学反应条件的控制等△氯气的实验室制法方法总结：1.据台湾媒体报道，北县中和市锦和中学的部分学生，在清扫厕所时误以为浴厕清洁剂（主要成分是盐酸）与漂白液混合，清洁效果会更强，结果混合后产生氯气，并冒出大量浓烟，九名学生疑似氯气吸入过多，身体不适被送往双和医院，诊治后幸无大碍。请尝试写出产生氯气的化学方程式。2HCl＋NaClO=NaCl＋H2O＋Cl2↑2.实验室制取并收集氯气，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D3.实验室中为进行有关氯气的性质实验，需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下，氯气的密度为2.91g/L。)(1)制取4瓶氯气，理论上需要MnO2的质量是多少?(2)实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量，主要原因是什么?MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O【答案】1.426g

实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量【解析】需制备氯气0.1×2.91×4=1.164g，根据反应方程式可计算需要MnO2