氯气的实验室制法氯离子的检验（教学设计）高一化学系列

第二章《海水中的重要元素一钠和氯》教学设计

第二节氯及其化合物

第二课时氯气的实验室制法、氯离子的检验

课题：2.2.2氯气的实验室制法、氯离子检验课时1授课年级高一

课标理解并掌握氯的实验室制法，能根据氯及其化合物的性质分析实验室、生产、生活以及环

要求境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常用方法。

本节内容是人教版（2019版）教材第二章第二节内容，这一部分内容是元素化合物知识的

重要组成部分，是学生在高中阶段第一节学习了典型的金属元素一钠，了解了研究金属元素及

其化合物的思路和方法，初步构建了含同种元素的物质间的转化关系后，系统学习的第一种非

金属元素，在高中化学学习中占有重要地位。教材选择氯气的性质、用途等内容进行比较全面

的学习和研究，不但可以让学生了解典型非金属单质及其化合物的性质，而且对学习其他非金

属元素及其化合物的性质，形成正确的观点、掌握学习的思路和方法起到引导作用。而且教材

中涉及的食盐、漂白粉等含氯的化合物学生都相对熟悉，学习内容与日常生活比较贴近，学习

时，容易使学生产生一种亲近感，有一种似曾相识的感觉，容易产生强烈的求知欲望，有效地

降低了学习的难度，较好的体现了一种人文关怀。

本节教材以氯及其化合物的研究为载体，建构了非金属及其化合物的研究模型，为高中学

习元素化合物的知识起到了巩固和提高的作川，突出了对学生化学学科核心素养的培养，有利

教材

用于后续硫、氮及其化合物的学习。本节内容包括氯气的性质、氯气的实验室制法、氯离子的

分析

检验三个部分，共分三个课时完成（含1个专题）。教学的重点是在学习氯气单质的过程中，关

注这些含氯元素物质间的转化，建构不同价态物质间的转化关系，形成非金属及其化合物的研

究思路和方法。教学的难点是氯气与水和氢氧化钠的反应。

“氯气的实验室制法、氯离子的检验”是本节内容的第二课时。氯气的实验室制法是新教材

增加内容，初中已学习过H?、CCh等气体的实验室制法，氯气的实验室制法是在这些气体制备

的基础1：引入的。教材通过“方法引导”栏目，引入了实验室制取气体装置的设计方法引导，使

学生在原来气体的制备装置的选择上认识更加系统和全面。本部分内容难度不大，但知识的应

用很广泛，实验题中气体的制备、性质检验是高考的高频考点，本课时内容的学习为后面其它

气体的实验室制法奠定了基础。

化学实验虽是高考的必考点，但对大部分学生来说也是化学的一个难点，因为这类问题往

往对学生综合能力要求较高。学生需要具备动手、实验现象的描述和推理、实验过程中不可预

期的问题解决等关键能力等。本课时可以安排在实验室进行，教学中要对学生进行实验室安全

教育，强调根据实验原理所需的反应物和产物的性质选择实验的发生装置、除杂装置和尾气处

理装置，实验过程中要指导学生进行规范操作，培养团队协作意识。还要注意引导学生对实验

装置进行评价和改进，归纳总结等。离子的检验学生在初中及.上已章都接触过，可结合教材实

验2・9,通过对比分析，总结归纳，得出检验氯离子的方法及原理。

1.通过小组分工合作完成氯气的实验室制备，掌握实验室气体的制备装置选择原则及方案

教学设计，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用及对环境保护的重要意义，增强社会责任感。

目标2.通过氯离子检验的实验探究，进一步理解Cb对环境的影响。掌握常见离子的检验方法，

形成能基于物质组成提出可能假设，通过分析加以证实的证据推理与模型认知的化学核心素养。

教学重点：氯气的实验室制法、氯离子的检验

重、难

难点：实验室制取气体装置的选择

点

证据推理与模型认知：通过对实验室制取氯气的实验装置和实验过程的学习，建立实验室

制取气体的装置和流程的模型，掌握利用该模型分析其他气体的实验室制取的方法。

科学探究与创新意识：通过完成氯气的实验室制法及氯离子检验的相关实验，了解实验室

核心

气体的制备实验设计的•般过程与方法，通过对实验方案的不断优化和改进，培养初步的科学

素养

探究和改进实验的能力。

科学精神与社会责任：通过对于氯气制取过程中氯气的尾气处理和吸收及氯离子的检验方

法，培养学生的环保意识，理解学好化学知识在.环境保护中的重要意义。

学生在初中学过实验室制备CO2、H2等气体，对氯气的物理性质和化学性质也有比较完整

学情的认识，已经具备一定的实验基本操作和实验设计的能力。但还未建立实验室制取气体的基本

分析思维模型，综合运用所学知识进行原理分析、实验设计的能力不足，全面分析、解决实验过程

中可能出现的问题存在困难。

教学过程

教学设计意

教学活动

环节图

【回顾1】初中学习的实验室制C02和H2的方法（任写一个）。思考反应的共同特点回顾旧

是什么。

知，预

【学生1】板书化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCL+CO2T+H2O、Zn+H2sO4=ZnSO+H2T

习新

【学生2】反应的共同特点：固体+液液一气体。

知，创

【回顾2】检验S04z一离子的试剂、原理是什么？

环【学生1】试剂：盐酸、氯化钢溶液。设化学

节【学生2】板书反应的离子方程式为：Ba2++SO42-==BaSO41，现象是产生白色沉淀。史情

化【预习1］实验室制备氯气的原理（方程式）。境，激

【学生】板书：MnCh+4HCl（浓）仝:MnC12+C12T+2H2。，

、学发学习

【学生2】其中氧化剂为MnCh,还原剂为浓盐酸。

情史兴趣和

【学生3】可以用NaOH溶液吸收尾气中的氯气，防止污染环境。

景情探究的

【预习2】检验氯离子的方法是什么？

导境欲望。

【学生】一般是先在被检测的溶液中滴入稀硝酸酸化使其酸化，以排除CO32•等干扰离

入子，再加入AgNCh溶液检验。

【导入】1774年舍勒将软镭矿（主要成分是MnO?）与浓盐酸混合加热来发现氯气，

到确认为一种新的元素一氯，时间长达三十多年，而这种制氯气的方法至今还是实脸

室制取氯气的主要方法之一。（见PPT视频）

【过渡】科学研究需要大量的事实为依据，最终才能建立正确的理论。下面我们就来

深入研究舍勒这种制备氯气的方法。

【问题1】阅读教材P48页内容，讨论交流实验室制备氯气的反应原理是什么？该反

挖掘教

应有何特点？

材资

【学生】板书：MnC）2+4HCl（浓）=^=MnCL+C12T+2H2。

【教师】根据氧化还原反应的原理，请思考该反应有何特点？源，联

系旧

【学生1】MnO2是氧化剂，HC1是还原剂，但还表现出酸性。浓盐酸中，部分。一

的化合价升高，4个HCI参加反应，被氧化的C1为2个。知，分

【学生2】反应条件必须是浓盐酸、力II热。析新

【学生3】MnO?与稀曲酸不反应，因此，随着反应的进行盐酸浓度变小，无论MnCh

知。掌

是否足量，盐酸均不能完全反应。

握实验

【学生4】反应后溶液为盐酸和MnCL的混合液。

室制氯

【教师】追问：你知道工业上如何制氯气吗？

气的反

【学生1】工业上用电解饱和食盐水的方法制取CL，反应的化学方程式：2NaCl+

2H2oM^2NaOH+H2T+CLT。应原理

何特

【学生2】还可以用电解NaCI制备：2NaQ（熔融）鲤些2Na+CbT.

【教师】评价、强调。点。

【问题2】根据实验室MnCh氧化浓盐酸制氯气及氧化还原反应的原理，思考是否可

活

以用其它物质代替MnCh或浓盐酸？

动

【学生1】①氧化剂MnCh还可以用其它能氧化浓盐酸中的氯离子的氧化剂（相同条件

拓宽知

下，氧化性强于MnO?）代替。

【学生2】②常见的氧化剂有:KMnCU、KCICh、NaClO.Ca（ClO）2等。识视

氯【学生3】板书：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCL+5C12T+8H2。野，丰

气KQO3+6HCI（浓）==KC1+3CLT+3H2O富实验

2HCI+NaClO=NaCl+HO+Ch：

环的2室制氯

Ca（QO）2+4HCl（浓）=CaCL+2ChT+2H2O

节实气的丰

【学生4】③浓盐酸也可以用NaQ和浓硫酸代替。

验富，培

【学生5】板书反应的化学方程式：2NaCl+H2SO4（浓）ANH2so4+2HQ

室养高阶

M11O2+4HQ（浓且=MnCL+C12T+2H2O

制思维能

总反应式：MnO+2NaCl+HSO4（浓）仝=MnSO4+CLT+2H

氯22

法力。

气【教师】评价、引导、补充完善。

原

的【对应训练1】实验室用MnCh和浓盐酸在加热条件下反应制取02。下列说法正确的

理

实是（）

验

A.MnCh是反应的氧化剂，盐酸是还原剂

室

B.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替

制

C.用饱和碳酸氢钠溶液可除去CL中混有的HCI

法

D.CL能使湿润的有色布条褪色，说明CL具有漂白性

【答案】A

【解析】发生MnO2+4HQ（浓）A=Mn02+CLT+2H2O,Mn元素的化合价降低、。元

素的化合价升高，则MnO?是反应的氧化剂，盐酸是还原剂，A正确；若用长颈漏斗

代替，氯气易从长颈漏斗逸出，且无法控制浓盐酸的用最，盛浓盐酸的分液漏斗不能

用长颈漏斗代替，B错误；氯气与碳酸氢钠溶液反应，应选饱和食盐水除去，C错误；检测与

氯气与水反应生成HC10具有漂白性，能使湿润的有色布条褪色，氯气不具有漂白性，评价，

D错误。发现问

【对应训练2】下列关于含氯消毒剂的解释不正确的是（）题，调

+

A.“84”消毒液不能与洁厕灵混合使用:2H+Cr+C10=C12t+H20控课

B.工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉：2C12+2Ca(OH)2=CaCL+Ca(ClO)2+2H2O堂，提

C.氯水应避光保存的原因是：2HQ0空与LO+Ckr高效

率。

D.氯气意外发生泄漏，可用浸有一定浓度NaHCCh溶液的毛巾捂住鼻子，向高处转

移

【答案】C

t解析】A.84消毒液含NaClO,洁厕灵含HCL两者混用A生反应

NaC10+2HCl=C12t+NaCl+H20,A正确；B.工业上用CL与石灰乳反应制漂白粉，B

光照

正确；C.次氯酸见光易分解，2HC1O韭三2HCl+ChT，C错误；D.NaHCCh溶液具

有弱碱性，能与氯气反应，处在该环境中，可用浸有一定浓度NaHCCh溶液的毛巾捂

住鼻子，向高处转移，D正确；故选C。

【过渡】我们知道了氯气的实验室制法原理，那么如何通过实验来获得纯净的氯气呢？

【问题I】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。回顾旧

【教师】引导、投影表格。知，引

【学生】讨论、完成表格内容、交流。出新

气体制取原理(方程式)反应物状态反应条件装置图知，建

MuCh立新旧

2KC1O3口2KCI+

知识之

302T

02固体+固体加热间的联

2KMnO-KMnO+

4241

*系。

MnO?­+02T

过戴化

022H2O2地望2H2O+02T固体+液体不加热

CaCO3+2HC1=CaCh

C02固体+液体不加热

+CO2T+H2O

【教师】引导、评价、补充。

【问题2】结合上述气休的实验室制法，思考设计实验室中制取气体装置时应注意哪

些问题？

【教师】引导、布置讨论交流任务。利用已

活【学生1】①实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实际需要，还有知识

动可增加除杂装置和尾气处理装置等。和化学

【学生2]②选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件（加热与否实验基

【学生3】③选用收集方法的主要依据是气体的密度、水溶性及是否与水发生反应。本要

氯【学生4】④选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能求，为

与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。

气实验设

【学生】⑤选择尾气处理装置依据是气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否

的5计提供

与水反应

实理论支

验【学生6】⑥选择收集装置的依据是气体的性质。持。建

【教师】追问：上述流程中，各装置的连接顺序是什么？

室立制备

制【学生】装置的连接顺序一般为:发生装置-除杂装置（如需要）T收集装置-T尾气处理实验设

装置（如需要）。

法计的基

【问题】请根据实验室制气体的基本要求，结合氯气实验室制法原理，讨论交流实

装3本模

验室制备氯气的装置该如何选择？

置型。

【教师】请根据实验原理和装置的连接顺序回答。

的

【学生1】①制取原理：固体+液体加热制取气体，所以不属于上述任何一种实验室制

选利用制

取模型。

择备气体

【学生2]②发生装置：实验室中按照固体+液体加热的方式制取气体时，•般会选取

的实验

模型设

计氯气

的实验

室制法

分液漏斗、圆底烧瓶和酒精灯组装气体发生装置。装置如图：鱼

（仪器

【学生3】分液漏斗中加入浓盐酸，圆底烧瓶中加入二氧化镭固体。

及试剂

【教师】补充强调常见其它气体发生装置。

选择）。

【学生4】③收集装置：因为氯气能溶于水，密度比空气的大，所以收集氯气时，不

培养实

验设计

能用排水法，应该用向上排空气法。

【教师】补充强调其它常见气体收集装置。能力、

【学生5】C12在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集02。

绿色观

【学生6】④除杂试剂的选择：用浓盐酸和二氧化锌制取氯气时，氯气中混有HC1知

和安全

水蒸气等杂质。

观及

【学生7】除去氯气中的HC1可以用饱和食盐水（如下图中I所示）；除去氯气中的水蒸

“证据

气可用浓硫酸（如下图中11所示）或五氧化二磷或无水CaCh（如下图中1H所示）。

推理与

模型认

知”、

“科学

【教师】强调除杂方法，引导设计实验装置。探究与

【学生8】⑤吸收装置：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。

创新意

【学生9］通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。

识”化

【教师】追问：可以用澄清石灰水吸收Cb吗？

学核心

【学生10】不能用澄清石灰水吸收CL，因为溶液中Ca（OH）2浓度小，吸收不完全。

素养.

【教师】投影、讲解：实验室制取纯净氯气装置

【教师】强调：A：分液漏斗：加盐酸；B：圆底烧瓶：加MnO?；C：广口瓶：除去

CL中少量的HC1气体；D：广口瓶：干燥氯气（或除去氯气中的水蒸气）；E：广口瓶:

收集。2;F：烧杯：尾气吸收装置。

【问题4】如何检验氯气已经收集满？为什么可用饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化

氢？直接用水可以吗？

【教师】引导：联系氯气的性质，思考有哪些验满方法？

进一步

【学生1】①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝；

强化含

【学生2】②也可将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶II,试纸先变红后褪色，则可

氯物质

证明CL已收集满。

【学生3］除杂原因：饱和氯化钠中C1-浓度比较高，因此CL和水的反应较弱，可以最大的性

程度减少氯气损失.而HC1极易溶解于水，所以可以去除HC1杂质.质，突

【学生4】也可以用水除去氯气中的氯化氢气体，但损失的氯气要多一些，但，因为氯气出教学

的溶解度不大.但没饱和NaCI效果好.

【教师】评价强调：为「减少制得的Cb中HCI的含量，加热温度不宜过高，以减少重点。

HC1的挥发。实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的C12再拆卸装置，避免

突破学

污染空气。

习的难

【对应训练1】下列关于实验室制取氯气的说法正确的是（）

点。

A.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替

B.为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验

C.可用饱和食盐水吸L攵尾气

D.可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满

【答案】D

【解析】盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲

台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；泡

和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的

淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满.D正确。

【对应训练2】实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气，其中不能达到实验目的

的是（）

ABcD

检测与

J评价，

saa

c发现问

aNaOH

题，调

(3

控课

发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置

堂，提

【答案】A高效

【解析】A.实验室用浓盐酸和二氧化钵制氯气应加热，缺酒精灯，所以不能到达实率。

验目的，A项符合题意；B.饱和食盐水的H的是除去氯化氢气体，浓硫酸的FI的是

除去水，可以达到实验口的，B项不合题意；C.氯气的密度比空气大，采用向_L排空

气法，可以达到实验目的，C项不合题意；D.用氢氧化钠溶液吸收氯气，可以达到

实验目的，D项不合题意；答案选A。

【过渡】实验中用NaOH溶液吸收尾气后的溶液中有吗？如何检验呢？联系已

【问题1】中学阶段离子检验的原理时什么？有哪些常用方法？

有知

【学生】原理：一般利用离子发生反应时，产生的特殊现象来判断（检验），因此，不

识，为

同离子的检验方法不同。

活【教师】评价、追问：若要判断溶液中是否存在某个离子有哪些方法呢？学习新

动【学生1】观察颜色法一利用一些离子在水溶液中具有的特殊颜色。如QP+（蓝色〕、

知提供

Fe3+（黄色）、Fe2+（浅绿色）、MnO,（紫红色）。

理论依

、【学生2】焰色试验法一钾元素（离子）焰色：紫色（通过蓝色钻玻璃观察）、钠元素

据。培

氯（离子）焰色：黄色。

离【学生3】气体法一用于能转化为特殊气体的离子检验，如COM或HCOI-CO2、养”证

子NH4JNH3。据推理

的【教师】评价、补充完善。与模型

检【问题】实验探究：阅读教材页内容，结合【实验］在支试管中分别加入

2P492-95认知“

验2〜3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2co3溶液、自来水、蒸储水，然后各滴入几滴AgNCh

的化学

方溶液，观察现象，填写下表内容。

核心素

法【教师】演示实验或指导完成学生分组实验，投影表格。

养。

【学生】实验观察、讨论交流，完成表格内容。

实验现象

\

通过实

滴入几滴加入少量化学方程式

验探窕

AgNOj溶液稀硝酸

C卜在

有白色沉淀沉淀不溶

①稀盐酸

HCl+AgNO3=AgCll+HNO3溶液中

生成解

的反应

②NaCl溶有白色沉淀沉淀不溶

NaCl+AgNO3=AgCli+NaNO3特点和

液生成解

规律，

沉淀溶解，

@Na2CO3有白色沉淀Na2co3+2AgNCh=Ag2co31+2NaNO3，形成氯

有气泡产

生成

溶液Ag2CO3+2HNO3=CO2T+H2O+2AgNO3离子检

生

验方

有少量白色

沉淀不溶C12+H2O=HC1+HC1O,

④自来水法。培

沉淀生成

解HCl+AgNO3=AgCll+HNO3

养“证

无明显变

环⑤蒸储水无明显变化—据推理

化

节与模型

【问题3】结合上述实验，归纳总结氯离子的检验方法及注意事项是什么？

认知

【学生1】①方法：先加AgNCh溶液，再加稀硝酸（或直接加入硝酸酸化的AgNCh

、的化学

溶液）。注意因为盐酸中含有C「，所以不能用稀盐酸。

氯核心素

【学生2】②现象：产生白色沉淀，加硝酸，沉淀不溶解（或产生白色沉淀）。

离【学生3]③原理：Ag^Cl=AgCI1,不溶于稀HNO3。养。

子【学生4】④加稀硝酸的目的：排除COT等离子的干扰，因为Ag2c03能溶于稀硝酸，

的而Ag。不溶。

检【教师】评价、补充。

验【对应训练1】一般用于检验C「的试剂是（）

A.BaCb、稀硝酸B.稀硝酸、AgNO3

C.稀盐酸、BaCl2D.AgNCh、稀盐酸

【答案】B

【解答】解：C1的检验常用含Ag+的可溶性盐AgNO”检验之前先用硝酸酸化，排除

干扰离子，利用生成的AgCl白色沉淀的现象来判断C「的存在，故选：Bo

【对应训练2】下列检脸C「的方法正确的是（）检测与

A.向某溶液中滴加AgNCh溶液.若产生白色沉淀说明该溶液中有评价.

B.向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNCh溶液，若产生白色沉淀，说明该溶液中有发现问

C1题，调

C.向某溶液中先滴加AgNCh溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明控课

该溶液中有C「堂,提

D.向某溶液中滴加HNO3酸化的AgNCh溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有C「高效

【答案】D率。

【解析】A.向某溶液中滴加AgNCh溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有或S042

一或CO32-,故A错误；B.向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNCh溶液，若产生白色

沉淀，无法说明该溶液中有C「，因为加入盐酸会引入氯离子，故B错误；C.向某溶

液中先滴加AgNCh溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，无法说明该溶液

中有CI,因为碳酸银溶于盐酸，转化为AgCl,故C错误；D.向某溶液中滴加用HNOa

酸化的AgNCh溶液，若产生白色沉淀，则该沉淀为AgCL说明该溶液中有C「，故D

正确：故选：Do

【过渡】离子的检验在日常生活、工农业生成及科学研究等方面都有非常重要的作用。

【问题1］在进行离子或某些物质的检验时，要注意什么问题？如何解决这些问题？回顾旧

【教师】引导：根据物质的性质对物质分类可知，同类物质可能检验相同或相似的性

知，引

质，所以，在进行离子检验时检验相似性质的离子就可能产生干扰。

发认知

【学生1】①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

冲突，

检验C「时，COM会产生干扰，加入AgNCh溶液，要产生Ag2c03白色沉淀。

【学生2）可利用Ag2c5沉淀要溶于稀硝酸，而AgCl沉淀不溶于稀硝酸来排除COB为学习

离子的干扰，所以，检验时要加AgNCh溶液和稀硝酸。新知提

【教师】评价，追问：前面我们学习过硫酸根离子的检验，时如何排除干扰的呢？供理论

活【学生3】前面在检验SCHM，要先