2017-2018学年高中化学第四章非金属及其化合物第二节富集在海水中的元素__氯第2课时氯气的制法氯离子的检验学案新人教版必修1

1、第二课时氯气的制法氯离子的检验课标要求1了解实验室制取Cl2的原理和实验装置。2掌握Cl的检验方法。1.实验室制备Cl2的反应原理：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。2氯气制备的流程：3Cl的检验：先在被检液中加稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断溶液中含有Cl。1氯气的实验室制法(1)反应原理实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。(2)实验装置装置A中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体；装置B中浓硫酸的作用是干燥Cl2；烧杯

2、中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2、以防污染环境。2氯气的工业制法工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。特别提醒实验室制取Cl2用的是浓盐酸而不是稀盐酸，因为MnO2与稀盐酸不反应。1含有4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1 mol Cl2吗？提示：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1 mol。2如何检验氯气已经收集满？提示：将湿润的淀粉KI试纸放到瓶口，Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。氯气的实验室制法1试剂的选择选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强

3、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等)来制取。如MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O2发生装置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)。以此分析可知，实验室制取氯气是加热固体与液体的混合物，所以应选用固液加热制气发生装置。如图所示：3收集方法选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气的大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收

4、集Cl2。4干燥剂的选择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。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，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。6验满常用湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2。方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸先变红后褪色，则可证明Cl2已收集满。1某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是()A饱和的石灰水B饱和的食盐水C自来水 D烧碱溶液解析：

5、选D虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用水吸收效果不好，C项错误。2实验室中常用MnO2氧化浓盐酸的方法制取氯气，实验装置如下图所示：(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是_。(2)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 molL1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有：_，_。(3)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是_。(4)实验结束

6、清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是_，有关的离子方程式是_。解析：由题所给盐酸中HCl的物质的量是0.24 mol，但由于盐酸受热易挥发，且随着反应的不断进行，盐酸的浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06 mol。答案：(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)加热使HCl大量挥发盐酸浓度变小后不再发生反应(3)将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火(4)NaOH溶液Cl22OH=ClClOH2O；HOH=H2O氯离子检验的实验探究在四支试管中分别加入23 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水，然后

7、各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表。23 mL试样现象解释或离子方程式AgNO3溶液稀硝酸稀盐酸白色沉淀不溶解AgCl=AgClNaCl溶液白色沉淀不溶解AgCl=AgClNa2CO3溶液白色沉淀溶解并产生气泡2AgCO= Ag2CO3Ag2CO32H=2AgH2OCO2自来水浑浊浑浊自来水中含有少量Cl，AgCl=AgCl特别提醒中学阶段不溶于HNO3白色沉淀有AgCl和BaSO4。1检验Cl时，为什么要加入稀硝酸？提示：用稀HNO3可以排除CO造成的干扰，因为Ag2CO3能溶于稀硝酸。2检验Cl时，能否用稀盐酸进行酸化？提示：不能，因为盐酸中含有Cl，其影响

8、Cl的检验。检验Cl的方法1检验Cl时要用到AgNO3溶液和稀HNO3，其中加入稀HNO3的目的是()A加速反应的进行B排除某些杂质离子的干扰C生成不溶于水的沉淀 D增大沉淀的生成量解析：选B加入稀硝酸的目的主要是为了排除CO的干扰，因为Ag与CO会发生反应生成白色沉淀，发生的反应为2AgCO=Ag2CO3。2为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是()滴加AgNO3溶液加水溶解过滤，取滤液与二氧化锰混合加热加稀HNO3与浓盐酸反应与NaOH溶液混合加热用淀粉KI试纸A BC D解析：选C氯酸钾晶体中无Cl，要证明氯酸钾晶体中含有氯元素，必须使之产生

9、Cl。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl，然后再通过检验Cl的存在，证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水，故可通过加水溶解过滤的方法分离出MnO2，然后向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3进行验证。三级训练节节过关1欲除去Cl2中少量的HCl气体，可选用()ANaOH溶液B饱和食盐水C浓硫酸 D石灰水解析：选BHCl极易溶于水，而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，利用饱和食盐水可除去Cl2中少量的HCl气体。2检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl)，正确的操作是()A向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生B向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失

10、C向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生D向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生解析：选CA项操作不正确，它不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；C项操作正确；D项用盐酸酸化加入了Cl，不能确定原溶液中是否有Cl。3下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()AabcdefghBaedcbhigCadecbhigDacbdehif解析：选B按制气除HCl除H2O制备FeCl3吸收Cl2顺序连接。4实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 146 g的浓盐酸

11、与足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量的浓盐酸反应。所得的氯气()A比多 B比多C一样多 D无法比较解析：选B146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，根据化学方程式：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O可知，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是随反应进行浓盐酸变为稀盐酸，而稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。5实验室常用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气，用下图装置可制备纯净、干燥的氯气，并验证其部分性质。试回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式是_。(2)C、D中

12、所用试剂分别是：C_；D_。(3)B中出现的现象是_。(4)请用离子方程式表示F中NaOH溶液的作用_。(5)若想制得标准状况下2.24 L氯气，理论上被氧化的HCl的物质的量是_ mol。解析：(1)实验室用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为MnO24HClMnCl2Cl22H2O。(2)盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有HCl和水蒸气两种杂质，氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，浓硫酸可以干燥氯气，所以C、D中所用试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸。(3)B中出现的现象是溶液颜色由无色变为蓝色。(4)Cl2有毒，需进行尾气处理，氯气与NaOH溶液的反应是Cl22OH=ClClOH2O。(

13、5)在反应MnO24HClMnCl2Cl22H2O中，4 mol HCl参加反应，其中被氧化的HCl为2 mol，标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1 mol，则理论上被氧化的HCl的物质的量是0.2 mol。答案：(1)MnO24HClMnCl2Cl22H2O(2)饱和食盐水浓硫酸(3)溶液颜色由无色变为蓝色(4)Cl22OH=ClClOH2O(5)0.21下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是()AMnO2与浓盐酸共热B缓慢加热反应C用向下排空气法收集Cl2D多余氯气常用较浓的碱液吸收解析：选C由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度

14、大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。2能证明某溶液中含有NaCl的是()A焰色反应是黄色B溶液有咸味C取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀D焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀解析：选D证明某溶液中含有NaCl，既要证明Na的存在，又要证明Cl的存在，证明Na通过焰色反应为黄色，证明Cl的存在是加入HNO3酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；A、C项叙述不完整，B项叙述是错误的，实验室中的任何化学试剂均不能用嘴尝。3某化学小组用如图所示装置制取氯气。下

15、列说法不正确的是()A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确C为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D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Cl2逸出解析：选B装置中未用酒精灯加热，应该用分液漏斗，没有尾气吸收装置，共3处明显错误。4下列离子方程式错误的是()A实验室制Cl2：MnO24H2ClMn2Cl22H2OB在NaCl溶液中滴入AgNO3溶液：AgCl=AgClCCl2溶于水：Cl2H2O=2HClClOD用NaOH溶液吸收Cl2：Cl22OH=ClClOH2O解析：选CHClO为弱酸，在离子方程式中用化学式来表示，故Cl2与水反应的离子方程式

16、为Cl2H2O=HClHClO。5氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是()A水BAgNO3溶液CNaOH溶液 DKI溶液解析：选B氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl的存在即可判断氯仿是否变质。6.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

17、气法收集解析：选DCl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。7实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是()连接好装置，检查气密性；缓缓加热；在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸；通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；将多余氯气用浓NaOH溶液吸收；当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气。A BC D解析：选D实验室制

18、取氯气的实验步骤为：先连接好装置，检查装置的气密性，加试剂(先固体后液体)，缓缓加热，收集气体，尾气处理。8实验室制备氯气的化学方程式是MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2。下列关于实验室制氯气的说法中错误的是()A还原剂是HCl，氧化剂是MnO2B每生成1 mol Cl2，转移电子2 molC每消耗1 mol MnO2，起还原作用的HCl为4 molD生成的氯气中含有水蒸气和HCl解析：选C在MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O中，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂，每生成1 mol Cl2转移2 mol电子，但在参加反应的4 mol HCl中，只有2 mol被氧化，即起还

19、原作用的HCl为2 mol；由于反应加热，因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl气体。9某溶液中可能含有K、Na、CO、Cl中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：序号实验操作及现象步骤取原溶液，进行焰色反应，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色步骤取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生请回答下列问题：(1)原溶液中一定存在的离子是_(填离子符号，下同)，一定不存在的离子是_，可能存在的离子是_。(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是_。解析：由步骤确定原溶液中含有Na不含有K，由步骤确定原溶液中含有CO。但不能判断原溶液中是否含有Cl，需要用AgN

20、O3和稀HNO3检验Cl的存在。答案：(1)Na、COKCl(2)取原溶液，向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀HNO3，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl10实验室里用如图所示仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜(CuCl2CuCl2)。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口，接口的弯曲和伸长等部分未画出。根据要求填写下列各小题空白。(1)如果所制气体从左向右流向时，上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)()接()接()接()接()接()，其中与装置相连时，玻璃管接口(用装置中字母表示)应是_接_。(2)装置的作用是_；装置

21、的作用是_。(3)实验开始时，应首先检验装置的_，实验结束时，应先熄灭_处的酒精灯。(4)在装置的烧瓶中，发生反应的化学方程式为_。解析：制取纯净的无水CuCl2，应由Cu和纯净的Cl2加热制得，欲制得纯净的氯气需和组合制得Cl2，再经洗去Cl2中的氯化氢，经过除去水蒸气，最后排出的尾气用碱液吸收以防止多余的Cl2污染环境。答案：(1)CB(2)除去Cl2中的水蒸气除去Cl2中的HCl气体(3)气密性(4)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O1检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥有色布条C将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉KI试纸解析：选D

22、HClO具有漂白性，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，不能与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液会产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl。因此，用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2的存在。2在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有()ACl、SO BCl、NOCCl、CO DCl、OH解析：选C能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO外，还有Cl。3下列变化不能直接实现的是()(HCl)(Cl2

23、)Ca(ClO)2(HClO)(CO2)A BC D解析：选D HClCl2Ca(ClO)2HClO。以上转化均能一步直接实现，但由HClO转化成CO2不能直接实现。4已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的Cl2，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是()A和处 B处C和处 D处解析：选D中的NaOH溶液与Cl2反应，Cl2被吸收；中的内部左边的导气管过短，右边的导气管过长，这样Cl2不能通过该瓶；中试管中只有进气管没有出气管，Cl2不能进入试管，且缺少加热装置酒精灯。5.根据氯气的物理性质，有人设计了如图所示的装置收集

24、氯气，下列说法中正确的是()A排空气法收集氯气：A进气，B出气B排空气法收集氯气：B进气，A出气C排饱和食盐水法收集氯气：A进气，B出液D排氢氧化钠溶液法收集氯气：B进气，A出液解析：选A氯气的密度比空气大，排空气法收集氯气时，A项正确，B项错误；氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，用排饱和食盐水的方法收集氯气时，应B进气，A出液，C项错误；氯气易与NaOH溶液反应，因此不能用排氢氧化钠溶液法收集氯气，D项错误。6现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是()AAgNO3 B酚酞溶液C紫色石蕊溶液 D饱和食盐水解析：选C因盐酸、NaCl、氯水中均含有Cl，故不能用AgNO

25、3溶液区别；盐酸能使紫色的石蕊溶液变红；NaOH溶液能使紫色石蕊溶液变蓝；氯水能使石蕊溶液先变红后褪色，NaCl溶液与石蕊溶液无明显变化，故可选用。7含2 mol HCl的浓盐酸和足量的二氧化锰共热制氯气，生成的氯气在标准状况下的体积为()A11.2 L B22.4 LC小于11.2 L D大于11.2 L解析：选CMnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O4 mol22.4 L2 mol11.2 L如果HCl完全参加反应，则生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L，但该反应中的盐酸为浓盐酸，随盐酸的浓度变小，反应不能进行，由此可知2 mol HCl不可能全部参加反应，则生成的气体体积在

26、标准状况下应小于11.2 L。8下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()A用装置甲制取氯气B用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢C用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl24H2O解析：选CA项，二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热，甲装置没有加热仪器，错误；B项，饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯气，但NaHCO3和HCl反应能生成CO2，引入新的杂质气体，所以吸收试剂应该为饱和食盐水，并且洗气瓶气体流向为长导气管进短导气管出，错误；C项，二氧化锰不溶于水，氯化锰易溶于水，因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤，正确；D项，若蒸干氯化锰溶液可能得不到MnC

27、l24H2O，错误。9下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含氯化钠的实验方案。甲：取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水使之溶解，配成溶液，然后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。乙：取样品少许加入试管中，加入适量的自来水使之溶解，配成溶液，然后滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。老师看后认为两个方案均有不合理之处，请你指出并给出合理的实验方案。甲：_。乙：_。合理的实验方案：_。解析：甲方案中没有用稀硝酸排除CO的干扰，溶液中生成的Ag2CO3也是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液，自来水用氯气消毒，溶液中含有Cl，影响检验。答案：甲：AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除CO的干扰乙：用自来水配制溶液，带入Cl，影响检验合理的实验方案：取