2-氯气的实验室制法和氯离子的检验优质课件
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2-氯气的实验室制法和氯离子的检验 优质课 件
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(2)净化装置(Ⅱ)
组成 盛放试剂
试剂的作用
C 饱和氯化钠溶液 除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ)
①收集方法：向上排空气法(装置 E，Cl2 的密度大于空气的密 度)。也可用排饱和食盐水法(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)。
如 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
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2．实验装置
(1)发生装置(Ⅰ) ①特点：固体＋液体—△—→气体。②仪器：铁架台、酒精灯、 石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中 盛放二氧化锰。
2-氯气的实验室制法和氯离子的检验 优质课 件
解析： (1)此类装置可用微热法检验其气密性。 (2)干燥除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质，最后干燥，以 免再混入水蒸气。 答案： (1)将导管末端插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒 出，移开酒精灯，水上升到导管中形成一段稳定的水柱，则证明装 置的气密性良好。 (2)不能；如颠倒则 Cl2 经饱和食盐水除去 HCl 时会重新混入水 蒸气。
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(5) 圆 底 烧 瓶 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 是 __M__n_O_2_＋__4_H__＋_＋__2_C_l_－_=_=△_=_=_=_M__n_2_＋_＋__C_l_2↑__＋__2_H__2_O_______。
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[即学即练] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)实验室制取氯气，可用稀盐酸代替浓盐酸。( × ) (2)实验室制备的氯气常含有氯化氢和水蒸气。( √ ) (3)氯气有毒，故应排到实验室外。( × ) (4)溶液中加入 AgNO3 溶液有沉淀，说明溶液中一定含 Cl－。 ( ×) (5)NaClO 中含有氯元素，故向 NaClO 溶液中加入用硝酸酸化 的 AgNO3 溶液，可产生白色沉淀。( × )
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解析： (1)从试剂，装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。 (2)先除 HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。 (3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液 体药品，最后加热。 (4)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。 (5)利用 Cl2 和 NaOH 溶液反应除多余的 Cl2。 (6)由于加热过程中，一部分 HCl 挥发不参与化学反应，且随着 反应的进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后，不再与 MnO2 发 生反应生成 Cl2。
Na2CO3 溶 液
产_生__白__色 ___沉__淀
__沉__淀__溶__解__
2Ag＋＋CO23－
===Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H＋===2Ag
＋＋CO2↑＋H2O
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2.氯离子的检验方法 (1)操作方法：向未知溶液中先加__A__g_N_O__3_溶__液_，再加_稀___H_N__O_3。 (2)现象：产生白__色__沉__淀__，加稀硝酸时，沉淀_不__溶__解___。 (3)原理：_A_g_＋_＋__C__l－_=_=_=__A_g_C_l_↓_。 (4)加入稀硝酸的目的：排除__C__O_32_－__等离子的干扰。
实验结束清洗仪器时，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__N_a_O_H__溶__液_____，有关的离子方程 式是__C_l_2＋__2_O__H_－_=_=_=__C_l_－_＋__C_l_O_－_＋__H__2O__、__H_＋_＋__O__H_－_=_=_=__H_2_O_____。
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[核心能力]
1．反应原理
Cl2 的实验室制法
化学方程式：MnO2＋4HCl(浓) ==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， 离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－==△===Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
说明：C 装置的作用是除去 Cl2 中的_H__C_l__；D 装置的作用是 __干__燥__ Cl2；F 装置的作用是 _吸__收__多__余__的___C_l_2____，防止污染环境。
3．收集方法 (1) __向__上__排__空__气__法____ (Cl2 密度大于空气)。 (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)。
核心微网络
素养新目标, 1．学会实验室制取氯气的方法，认识其实验装置的典型性 2．学会 Cl－的检验方法和物质检验的注意事项，培养科学探究 意识
学业基础 [预习新知] 一、氯气的实验室制法 1．反应原理 MnO2＋4HCl(浓)==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．仪器装置 主要仪器：铁__架__台__(_带__铁__圈__)_、_酒__精__灯__、__石__棉__网__、__圆__底__烧__瓶__、__分__液_ 漏__斗__、__集__气__瓶__、__烧 ___杯_______等。装置如图所示。
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技能素养 目标 氯气的实验室制法解析 [例]
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 HCl D．实验室制备 Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
Байду номын сангаас
②验满方法：用湿润的 KI-淀粉试纸检验。将湿润的 KI-淀粉试
纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明 Cl2 已收集满。
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(4)尾气处理装置(Ⅳ) ①导气管要伸入液面以下。 ②F 中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防 止污染环境。
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4．实验室以 MnO2 和浓盐酸反应制 Cl2 并净化和收集的装置如 图所示，试回答以下问题：
(1)如何检验装置的气密性？ (2)净化装置的顺序能否颠倒？为什么？
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(6)如果将过量二氧化锰与一定量的浓盐酸混合加热，充分反应 后生成的氯气量明显小于理论值。其主要原因有： ①_加__热__使___H_C__l _大__量__挥__发________，②_盐__酸__变__稀__后__不__再__发__生__反__应__。
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4．尾气处理 Cl2 有毒，易污染空气，需用__N__a_O_H__溶__液____吸收。
二、Cl－的检验
1．实验探究
实验现象
加入 AgNO3 溶 液
加入稀硝酸
离子方程式或解释
稀盐酸 产__生__白__色__沉__淀 _沉__淀__不__溶__解_
Ag＋＋Cl－ ===__A_g_C__l↓__
NaCl 溶液 产__生__白__色__沉__淀 _沉__淀__不__溶__解_ Ag_＋_＋__C_l_－_=_=_=_A_g_C__l↓
【答案】 D
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[提升] 如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥 Cl2 及吸 收多余氯气的实验装置图，请回答：
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(1)指出上述图中的各处错误： ①_不__能__用__稀__盐__酸___，__而__应__用__浓__盐__酸_____________________； ②_应__有__加__热__装__置___，__应__用__酒__精__灯__加__热___________________； ③_盛__浓__硫__酸__和__盛__饱__和__食__盐__水__的__洗__气__瓶__位__置__颠__倒__________； ④_两__洗__气__瓶__里__进__气__导__管__和__出__气__导__管__的__长__短__颠__倒__________。 (2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是： ①饱和食盐水___除__去__C__l2_中__的__氯__化 ___氢__________________； ②浓硫酸___除__去__氯__气__中__的__水__蒸__气______________________； ③NaOH 溶液__吸__收__多__余__的__氯__气_______________________。
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2．欲除去 Cl2 中的少量 HCl 气体，可选用( ) A．NaOH 溶液 B．饱和食盐水 C．浓硫酸 D．石灰水 解析：利用了 HCl 极易溶于水而 Cl2 在饱和食盐水中溶解度很 小的原理。 答案：B
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3．检验 Cl－所用的试剂为 AgNO3 和 HNO3，其中 HNO3 的作用 是( )
A．防止 CO23－的干扰 B．防止 Cl－的干扰 C．生成 AgNO3 沉淀 D．防止 NO－ 3 的干扰 解析：检验 Cl－时，加入 AgNO3 会生成 AgCl 白色沉淀，而 Ag2CO3 同样是白色沉淀，但加入稀 HNO3 后，AgCl 不溶解，而 Ag2CO3 溶解于稀 HNO3，所以加稀 HNO3 的作用是防止 CO23－的干 扰。 答案：A
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(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次 是__A__C_B___。
A．向烧瓶中加入 MnO2 粉末 B．加热 C．向烧瓶中加入浓盐酸 (4)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是 __将__浓__盐__酸__慢__慢__滴__下__；__加__热__用__小__火_______________________ __________________________________________________。
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实验室制备 Cl2 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，所以加热温度不宜过高， 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。 ④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收 Cl2，因为溶液中 Ca(OH)2 浓度小，吸收不完全。
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【解析】 Cl2 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。
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(2)净化装置(Ⅱ)
组成 盛放试剂
试剂的作用
C 饱和氯化钠溶液 除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ)
①收集方法：向上排空气法(装置 E，Cl2 的密度大于空气的密 度)。也可用排饱和食盐水法(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)。
如 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
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2．实验装置
(1)发生装置(Ⅰ) ①特点：固体＋液体—△—→气体。②仪器：铁架台、酒精灯、 石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中 盛放二氧化锰。
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解析： (1)此类装置可用微热法检验其气密性。 (2)干燥除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质，最后干燥，以 免再混入水蒸气。 答案： (1)将导管末端插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒 出，移开酒精灯，水上升到导管中形成一段稳定的水柱，则证明装 置的气密性良好。 (2)不能；如颠倒则 Cl2 经饱和食盐水除去 HCl 时会重新混入水 蒸气。
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(5) 圆 底 烧 瓶 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 是 __M__n_O_2_＋__4_H__＋_＋__2_C_l_－_=_=△_=_=_=_M__n_2_＋_＋__C_l_2↑__＋__2_H__2_O_______。
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[即学即练] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)实验室制取氯气，可用稀盐酸代替浓盐酸。( × ) (2)实验室制备的氯气常含有氯化氢和水蒸气。( √ ) (3)氯气有毒，故应排到实验室外。( × ) (4)溶液中加入 AgNO3 溶液有沉淀，说明溶液中一定含 Cl－。 ( ×) (5)NaClO 中含有氯元素，故向 NaClO 溶液中加入用硝酸酸化 的 AgNO3 溶液，可产生白色沉淀。( × )
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解析： (1)从试剂，装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。 (2)先除 HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。 (3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液 体药品，最后加热。 (4)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。 (5)利用 Cl2 和 NaOH 溶液反应除多余的 Cl2。 (6)由于加热过程中，一部分 HCl 挥发不参与化学反应，且随着 反应的进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后，不再与 MnO2 发 生反应生成 Cl2。
Na2CO3 溶 液
产_生__白__色 ___沉__淀
__沉__淀__溶__解__
2Ag＋＋CO23－
===Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H＋===2Ag
＋＋CO2↑＋H2O
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2.氯离子的检验方法 (1)操作方法：向未知溶液中先加__A__g_N_O__3_溶__液_，再加_稀___H_N__O_3。 (2)现象：产生白__色__沉__淀__，加稀硝酸时，沉淀_不__溶__解___。 (3)原理：_A_g_＋_＋__C__l－_=_=_=__A_g_C_l_↓_。 (4)加入稀硝酸的目的：排除__C__O_32_－__等离子的干扰。
实验结束清洗仪器时，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__N_a_O_H__溶__液_____，有关的离子方程 式是__C_l_2＋__2_O__H_－_=_=_=__C_l_－_＋__C_l_O_－_＋__H__2O__、__H_＋_＋__O__H_－_=_=_=__H_2_O_____。
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[核心能力]
1．反应原理
Cl2 的实验室制法
化学方程式：MnO2＋4HCl(浓) ==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， 离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－==△===Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
说明：C 装置的作用是除去 Cl2 中的_H__C_l__；D 装置的作用是 __干__燥__ Cl2；F 装置的作用是 _吸__收__多__余__的___C_l_2____，防止污染环境。
3．收集方法 (1) __向__上__排__空__气__法____ (Cl2 密度大于空气)。 (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)。
核心微网络
素养新目标, 1．学会实验室制取氯气的方法，认识其实验装置的典型性 2．学会 Cl－的检验方法和物质检验的注意事项，培养科学探究 意识
学业基础 [预习新知] 一、氯气的实验室制法 1．反应原理 MnO2＋4HCl(浓)==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．仪器装置 主要仪器：铁__架__台__(_带__铁__圈__)_、_酒__精__灯__、__石__棉__网__、__圆__底__烧__瓶__、__分__液_ 漏__斗__、__集__气__瓶__、__烧 ___杯_______等。装置如图所示。
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技能素养 目标 氯气的实验室制法解析 [例]
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 HCl D．实验室制备 Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
Байду номын сангаас
②验满方法：用湿润的 KI-淀粉试纸检验。将湿润的 KI-淀粉试
纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明 Cl2 已收集满。
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(4)尾气处理装置(Ⅳ) ①导气管要伸入液面以下。 ②F 中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防 止污染环境。
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4．实验室以 MnO2 和浓盐酸反应制 Cl2 并净化和收集的装置如 图所示，试回答以下问题：
(1)如何检验装置的气密性？ (2)净化装置的顺序能否颠倒？为什么？
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(6)如果将过量二氧化锰与一定量的浓盐酸混合加热，充分反应 后生成的氯气量明显小于理论值。其主要原因有： ①_加__热__使___H_C__l _大__量__挥__发________，②_盐__酸__变__稀__后__不__再__发__生__反__应__。
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4．尾气处理 Cl2 有毒，易污染空气，需用__N__a_O_H__溶__液____吸收。
二、Cl－的检验
1．实验探究
实验现象
加入 AgNO3 溶 液
加入稀硝酸
离子方程式或解释
稀盐酸 产__生__白__色__沉__淀 _沉__淀__不__溶__解_
Ag＋＋Cl－ ===__A_g_C__l↓__
NaCl 溶液 产__生__白__色__沉__淀 _沉__淀__不__溶__解_ Ag_＋_＋__C_l_－_=_=_=_A_g_C__l↓
【答案】 D
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[提升] 如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥 Cl2 及吸 收多余氯气的实验装置图，请回答：
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(1)指出上述图中的各处错误： ①_不__能__用__稀__盐__酸___，__而__应__用__浓__盐__酸_____________________； ②_应__有__加__热__装__置___，__应__用__酒__精__灯__加__热___________________； ③_盛__浓__硫__酸__和__盛__饱__和__食__盐__水__的__洗__气__瓶__位__置__颠__倒__________； ④_两__洗__气__瓶__里__进__气__导__管__和__出__气__导__管__的__长__短__颠__倒__________。 (2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是： ①饱和食盐水___除__去__C__l2_中__的__氯__化 ___氢__________________； ②浓硫酸___除__去__氯__气__中__的__水__蒸__气______________________； ③NaOH 溶液__吸__收__多__余__的__氯__气_______________________。
2-氯气的实验室制法和氯离子的检验 优质课 件
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2．欲除去 Cl2 中的少量 HCl 气体，可选用( ) A．NaOH 溶液 B．饱和食盐水 C．浓硫酸 D．石灰水 解析：利用了 HCl 极易溶于水而 Cl2 在饱和食盐水中溶解度很 小的原理。 答案：B
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3．检验 Cl－所用的试剂为 AgNO3 和 HNO3，其中 HNO3 的作用 是( )
A．防止 CO23－的干扰 B．防止 Cl－的干扰 C．生成 AgNO3 沉淀 D．防止 NO－ 3 的干扰 解析：检验 Cl－时，加入 AgNO3 会生成 AgCl 白色沉淀，而 Ag2CO3 同样是白色沉淀，但加入稀 HNO3 后，AgCl 不溶解，而 Ag2CO3 溶解于稀 HNO3，所以加稀 HNO3 的作用是防止 CO23－的干 扰。 答案：A
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(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次 是__A__C_B___。
A．向烧瓶中加入 MnO2 粉末 B．加热 C．向烧瓶中加入浓盐酸 (4)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是 __将__浓__盐__酸__慢__慢__滴__下__；__加__热__用__小__火_______________________ __________________________________________________。
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实验室制备 Cl2 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，所以加热温度不宜过高， 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。 ④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收 Cl2，因为溶液中 Ca(OH)2 浓度小，吸收不完全。
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【解析】 Cl2 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。