新教材2022年高中化学人教版必修第一册课件：第2章 第二节第2课时氯气的实验室制法氯离子的检验

【必备知识】
一、氯气的实验室制法
1.;Cl2↑+2H2O。
2.由于氯气的密度大于空气的密度,所以可采用向上排空气法收集氯气。
3.由于氯气有毒,所以应用NaOH溶液吸收尾气,发生的反应为
Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O。
4.装置
装置 A 作用 制备氯气 仪器名称 仪器a的名称:分液漏斗
解析 (1)①实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应,而不能用稀盐酸;②除去 Cl2中的HCl气体应用饱和食盐水,NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体, 且气体应“长进短出”;③MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应;④使用浓硫 酸洗气瓶干燥Cl2,应“长进短出”。(2)欲在实验室制取干燥、纯净Cl2,还需 饱和食盐水除去HCl气体,浓硫酸干燥Cl2,NaOH溶液除去多余的Cl2。
探究二 Cl-的检验
【问题探究】
2~3 mL 现象
解释或离子
试样
加AgNO3溶液 再加稀硝酸 方程式
稀盐酸 白色沉淀
沉淀不溶解 Cl-+Ag+===AgCl↓
NaCl溶液 白色沉淀
沉淀不溶解 Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3 白色沉淀 溶液
有无色气体产 2Ag++ CO32- ===Ag2CO3↓、 生,沉淀溶解 Ag2CO3+2H+===2Ag++CO2↑+H2O
白色沉淀,证明待测液中含 Cl-。
2.溶液中 Cl-检验的注意事项 要排除 CO32-等离子的干扰,它们与 Ag+生成的沉淀溶于稀硝酸,故一般先在待
测液中加入稀硝酸酸化,以排除 CO32-等离子的干扰。
【素能应用】
典例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 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 答案 C
解析 A操作不正确,它不能排除 CO32等- 的干扰;B操作不正确,若未知溶液中含 CO32- ,其与Ag+生成的Ag2CO3跟盐酸反应时,生成AgCl白色沉淀;D操作不正确,用 盐酸酸化,引入了Cl-。
变式训练2在某未知液中加入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,石灰水变
【素能应用】 典例1氯是一种海水富集元素。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Ⅰ中,仪器a的名称为
。
(2)装置Ⅱ的作用是
。
(3)当有少量Cl2气流通过后,装置Ⅲ中反应的离子方程式
为
。
(4)当Cl2气流持续通过时,装置Ⅳ中干燥的有色布条能否褪色?
。
(5)装置Ⅴ反应的离子方程式
第二章
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
内
01 课前篇 素养初探
容
索
02 课堂篇 素养提升
引
素养目标
1.回顾初中所学的二氧化碳的实验装置,结合实验室制取氯气所用的二氧 化锰和浓盐酸的性质,选择合适的实验装置制取氯气,培养科学探究与创新 意识,提升实验能力。 2.通过对比实验掌握氯离子的检验方法,培养证据推理与科学探究能力。
课前篇 素养初探
【知识铺垫】 1.实验室制取气体时,如何确定气体的发生装置? 提示 依据反应物的状态及反应条件(如是否需要加热等)。 2.气体的收集方法
3.分别向氯化钠溶液和盐酸中加入硝酸银溶液,反应的现象和反应的离子 方程式分别是什么? 提示 都产生白色沉淀,反应的离子方程式为Cl-+Ag+ ===AgCl↓。
课堂篇 素养提升
探究一 Cl2的实验室制法 【问题探究】 下列装置是实验室制取氯气的典型装置:
(1)实验室制取气体的整套装置一般包含哪些装置? 提示 一般包含:气体发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置。 (2)氯气有毒,实验室中制取氯气时应做哪些安全措施? 提示 可在通风橱中进行实验,用氢氧化钠溶液吸收尾气。 (3)二氧化锰只能氧化浓盐酸,进行该实验时,浓盐酸能否完全反应? 提示 不能。随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应即停止。 (4)饱和食盐水的作用是什么?能否换成Na2CO3溶液?为什么? 提示 除去HCl气体。否,Na2CO3溶液吸收Cl2和HCl,同时生成杂质气体CO2。
2.在制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( ) ①连接好装置,检查气密性; ②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出; ③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末; ④从分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中; ⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收; ⑥用向上排空气法收集氯气。 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
答案 D 解析 确定实验室制取气体的操作顺序时要注意:①连接好装置后,要先检 查气密性,后装药品;②装药品的顺序是先加固体,后加液体;③对于有毒的 气体,一定要有尾气处理装置。
3.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集 Cl2的正确装置是( )
答案 C 解析 集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧,只能进气,不能排气,则瓶内压强增大 到一定程度,可能将橡胶塞压出,A项错误;因为Cl2比空气的密度大,Cl2应长 管进,B项错误;C项该装置既能收集Cl2,又能进行尾气处理且防倒吸,正确; 由于Cl2和NaOH溶液反应,所以不能收集到Cl2,D项错误。
提示 ①利用焰色试验火焰为黄色证明Na+的存在;②加入硝酸酸化的硝酸 银溶液生成白色沉淀,证明Cl-的存在。
【自我小测】 1.判断正误: (1)实验室制取干燥、纯净的氯气,可依次通过浓硫酸、饱和食盐水。
() 提示 ×。通过饱和食盐水时会带出水蒸气,故浓硫酸应放到最后用来干燥 气体。 (2)尾气Cl2可以用澄清石灰水吸收。( ) 提示 ×。澄清石灰水的浓度太小。
变式训练1(2020安徽池州期末)下图是用KClO3与浓盐酸反应制取氯气的 简易装置。下列说法正确的是( )
A.A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、二氧化锰等代替 B.装置A发生反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓) === 3Cl2↑+KCl+3H2O C.待没有气泡产生后,向A中加入足量AgNO3溶液,根据沉淀质量可求出剩余盐 酸的量
4.(1)实验室制取Cl2时,下列操作不正确的是
(填序号)。
①装置Ⅰ可用于制取少量Cl2 ②用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl ③用装置Ⅲ制取Cl2 ④用装置Ⅳ干燥Cl2 (2)欲在实验室制取干燥、纯净的氯气,除了用二氧化锰、浓盐酸外,还需
要的药品
有
、
、
。
答案 (1)①②③④
(2)饱和食盐水 浓硫酸 NaOH溶液
D.装置B盛放的是饱和食盐水,目的为除去HCl 答案 B 解析 浓盐酸和高锰酸钾、重铬酸钾均能发生反应生成Cl2,但浓盐酸与二氧化锰 在常温下不反应,A项错误;KClO3与浓盐酸反应生成氯化钾、氯气和水,化学方 程式为KClO3+6HCl(浓) === 3Cl2↑+KCl+3H2O,B项正确;反应得到的产物中含有 KCl,可与AgNO3反应生成AgCl沉淀,因此不能利用沉淀质量求出剩余盐酸的 量,C项错误;B装置用于收集氯气,D项错误。
B
C
收集氯气 尾气吸收
—
仪器b的名称:圆底烧瓶
二、氯离子的检验 1.实验探究
试剂
稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液
实验现象 加入AgNO3溶液 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀
再加入稀硝酸 沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解,放出无色气体
2.Cl-的检验流程
【情境链接】家中有一碗水,姐姐说是白糖水,弟弟说是盐水,想一想如何 证明这碗水是否含有NaCl?
浑浊。由此判断该未知液中含有( )
A.Cl-、SO42-
B.Cl-、NO3-
C.Cl-、CO32-
D.Cl-、OH-
答案 C
解析 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2,又因为加入稀硝酸 后沉淀部分溶解,故原溶液中除含有CO32- 外,还有Cl-。
素养脉络
随堂检测
1.下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是( ) A.MnO2与浓盐酸共热 B.缓慢加热反应 C.用向下排空气法收集Cl2 D.多余氯气常用较浓的碱液吸收 答案 C 解析 由于浓盐酸易挥发,故必须缓慢加热以减少其挥发;Cl2的密度比空气 的大,故应用向上排空气法收集Cl2;Cl2极易与碱溶液反应,如Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O,故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
为
。
答案 (1)分液漏斗 (2)吸收Cl2中的HCl (3)Cl2+2I- === I2+2Cl- (4)能
(5)Cl2+2OH- === Cl-+ClO-+H2O 解析 装置Ⅰ为Cl2的发生装置,仪器a为分液漏斗;装置Ⅱ为除杂装置,吸收 Cl2中的HCl;Cl2可与KI发生反应Cl2+2I- === I2+2Cl-,生成的I2使淀粉溶液变 为蓝色;干燥的Cl2无漂白性,但Cl2从装置Ⅱ、Ⅲ中逸出时会带入H2O,故装 置Ⅳ中干燥的有色布条会褪色;装置Ⅴ为尾气处理装置,Cl2可与NaOH溶液 发生反应Cl2+2OH- === Cl-+ClO-+H2O。
(3)Cl2中的HCl可以通过NaOH溶液除去。( ) 提示 ×。Cl2也与NaOH溶液反应。 (4)溶液中加AgNO3溶液,有白色沉淀产生,说明溶液中一定含Cl-或 CO32- 。
() 提示 ×。加AgNO3溶液能够产生白色沉淀的离子除Cl-、CO32- 外,还有OH等离子。
2.某化学小组用如图所示装置制取氯气。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碘化钾 淀粉试纸可以证明是否有Cl2逸出 答案 B 解析 装置中未使用酒精灯,长颈漏斗使用错误且最好使用分液漏斗,没有 尾气吸收装置,至少有3处明显错误。
(1)若在某无色溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有 Cl-吗?为什么? 提示 不一定含Cl-, CO32与- Ag+反应也生成白色沉淀。 (2)检验Cl-时为何要加入稀硝酸? 提示 防止 CO32等- 离子的干扰。
【深化拓展】 1.检验待测液中含有Cl-的一般答题模板
待测液
(5)瓶中浓硫酸的作用是什么?盛放饱和食盐水和浓硫酸的装置能否颠倒? 为什么? 提示 除去水蒸气。否,若颠倒收集不到干燥的Cl2。 (6)如何检验Cl2? 提示 将湿润的碘化钾淀粉试纸放于管口,试纸变蓝或将湿润的蓝色石蕊试 纸放于管口,试纸先变红后褪色。
【深化拓展】
实验室制取氯气的其他方法
可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加 热),如2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 误区警示 实验室制备Cl2的注意事项 (1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。 (2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。 (3)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。