氯气的实验室制法 氯离子的检验

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二、氯离子的检验
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1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)待测液中滴加AgNO3溶液后有白色沉淀产生,说明该溶液中含 有Cl-。 ( )
(2)实验室制取Cl2时,MnO2做氧化剂。 ( ) (3)MnO2与稀盐酸在高温下反应也可产生Cl2。 ( ) (4)实验室制Cl2时,Cl2中往往含有HCl杂质。( ) 答案(1)× (2)√ (3)× (4)√
(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为净化装 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为尾气吸 收装置,Cl2可与NaOH溶液发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
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深化拓展 1.检验待测液中含有Cl-的一般答题模板
待测液 Cl-。
白色沉淀,证明待测液中含
2.溶液中Cl-检验的注意事项
要排除 CO32-、PO43-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。
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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
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变式训练1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从盛有浓盐酸的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。
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
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。
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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
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一、氯气的实验室制法
1.反应原理是MnO2+4HCl(浓) MnCl2+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。
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4.能证明某溶液中含有NaCl的是( ) A.焰色试验显黄色 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.焰色试验显黄色,同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白 色沉淀 答案D 解析焰色试验显黄色,则证明含有Na+;加入稀硝酸酸化的AgNO3溶 液后生成白色沉淀,则证明含有Cl-。
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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反应的离子方程式为
。
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答案(1)分液漏斗 (2)吸收Cl2中的HCl (3)Cl2+2I-=I2+2Cl- (4)能
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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:
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(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)结合实验室制取氯气的原料及其性质,思考氯气中会含有什么 杂质,该如何除去。 提示盐酸具有挥发性,故Cl2中会含有HCl、水蒸气,可用饱和食盐 水除去HCl,用浓硫酸吸收水蒸气。
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,石灰水变浑浊。由此判断该未知液中含有( )
A.Cl-、SO42- B.Cl-、NO3C.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-。
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5.(1)实验室制取Cl2时,下列操作不正确的是
(填序号)。
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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)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
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1.检验Cl-时所用试剂稀硝酸的作用是( )
A.防止 CO32-的干扰 C.生成 Ag2CO3 沉淀
B.防止 Cl-的干扰 D.防止 NO3- 的干扰
答案A
解析检验Cl-时,加入的AgNO3溶液能与CO32-反应生成Ag2CO3白色 沉淀,干扰Cl-的检验,加入稀硝酸可排除C O32-等的干扰。
有
、
、
。
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答案(1)①②③④
(2)饱和食盐水 浓硫酸 NaOH溶液
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)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。
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2.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。
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(3)收集方法 ①向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。 ②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,且用此 法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。 (4)验满方法 ①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即 变蓝,则证明已集满。 ②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2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。 (5)尾气处理 Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。
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2.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。
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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:
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深化拓展
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理
MnO2+4HCl(浓) (2)仪器装置
MnCl2+Cl2↑+2H2O
装置特点:固+液 气。
主要仪器:铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧
杯、石棉网等。装置如下图所示。
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说明:C装置的作用是除去Cl2中的HCl;D装置的作用是干燥Cl2;F 装置的作用是吸收多余的Cl2,防止污染环境。
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2.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列 分析中不正确的是( )
A.a中可用分液漏斗代替长颈漏斗 B.a中缺少加热装置 C.b中盛放NaOH溶液可以净化Cl2 D.d中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸
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答案C 解析生成的氯气中易混有氯化氢气体,应该用饱和食盐水除去氯 化氢,氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应,故b中不能盛放氢氧 化钠溶液。
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Cl-的检验 问题探究
现象
2~3 mL 加 试样 AgNO3 加稀硝酸
溶液
稀盐酸
白色沉淀
沉淀 不溶解
解释或离子 方程式
Cl-+Ag+ AgCl↓
NaCl 溶 液
白色沉淀
沉淀 不溶解
Cl-+Ag+ AgCl↓
Na2CO3 溶液
白色沉淀
有无色气体 产生,沉淀
2Ag++CO32-
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3.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的 实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并验证其与金属的反应,每个
虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是( )
A.①和②处 B.只有②处 C.②和③处 D.②③④处
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答案D 解析①是氯气的发生装置,②应是除去氯气中氯化氢杂质的装置, ③是干燥装置,④是氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保 留的气体,因为氯气可与NaOH溶液反应,化学方程式为 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,所以②处错误;③中进气管短,出气 管却插入液面下,无法干燥气体,也不能使气体进入④中与金属反 应,所以③处错误;④是一个封闭体系,未反应的气体不断蓄积,会使 容器内压强过大而发生爆炸,且进气导管应伸入试管底部,所以④ 处错误。
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-。
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溶解
Ag2CO3+2H+
Ag2CO3↓、 2Ag++CO2↑+H2O
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(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-,C O32-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。