氯气的实验室制法和氯离子检验 教案 高中化学新人教版必修第一册（2022-2023学年）

1、2.2.2氯气的实验室制法和氯离子检验一、教材内容分析二、教学目标1、知识和能力：使学生掌握氯气的化学性质及在实验室中制取氯气的基本方法和原理；使学生掌握氯离子的检验方法。2、过程和方法：通过引导学生观察、分析演示实验现象，培养学生的观察能力。三、学习者特征分析初中学习了O2和H2的制法，上节课又学习了氯气的性质，在初中接触过离子检验，这里主要通过实验说明为什么还要滴加稀硝酸。在这的基础上，掌握实验室制法，和氯离子的检验方法，同时，离子检验是化学实验的重要内容，也是一项重要的基本技能。四、教学重点、难点重点：1.氯气的化学性质及实验室制法。2.氯离子的性质。难点：氯气的化学性质。五、教学方法启

2、发、引导、比较、讲解等。六、教学过程二、氯气的实验室制法【设问】根据我们以前学过的制取气体的实验问答，一套完整的制取气体装置应包括哪几个环节?【设疑】现在，以以上四个环节为依据，结合有关信息，来设计实验室制取氯气的装置。已知:制取氯气的原理是:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O我们如何选择发生气体的仪器然后装配成一套气体发生器呢?(注:桌面上摆有烧杯、试管、烧瓶、若干橡皮塞、导管、酒精灯、分液漏斗、长颈漏斗以及夹持仪器等仪器、浓盐酸、二氧化锰)【讲解、组装仪器】氯气的发生装置:装配该装置应该从下而上，【强调】氯气的实验室制法的化学方程式【板书】1.实验原理:MnO2+4HC

3、l(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O回答】包括气体发生、气体净化、气体收集、尾气吸收四个环节。【探究】1、不能用长颈漏斗因为长颈漏斗会漏气，该反应不象启普发生器那样可以随关随停，随用随开。因为二氧化锰是粉末，反应需要加热所以不能用启普发生器。2、不能选用烧杯(不容易收集气体)，可以选用试管和烧瓶作为反应容器，烧瓶的容量大，试管容量小但比较方便。3、由于反应要加热，所以要选择酒精灯、铁圈、石棉网。4、分液漏斗可以随时向烧瓶中添加液体，可以 控制反应的进程。5、需要两个孔的橡皮塞。【理解记忆】实验室制氯气的原理【设疑】我们知道氯气是一种有毒的、密度比空气大的气体、并且可以溶于水。那么如何收集该气

4、体呢?装配收集装置和尾气发生装置，制取一瓶氯气。【探究】不能用排水法收集，用瓶口用上排空气法收集。由于有毒要有尾气吸收装置。【观察】【设疑】如何收集到一瓶干燥纯净的氯气?由于氯气有毒，必须把多余的氯气吸收以免污染空气。如果需要什么仪器，请提出来。【引导】2、Cl2中可能含有的什么杂质，为什么?3、除杂试剂;4、收集方法:5、尾气吸收试剂;【讲解】对于Cl2中含有的HCl气体，我们常用排饱和食盐水的方法除去。这是因为HCl气体极易溶于水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小之故。也由于Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可以用排饱和食盐水法收集氯气。但这样收集的氯气不干燥。【提供仪器】氯气发生器，

5、分别装有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶、装有NaOH溶液的集气瓶。【设疑】现请同学信把以上仪器进行有效连结，以制取【探究】2、可能有HCl气体和水蒸气。因反应物中的浓盐酸有挥发性，故可能有HCl;反应体系中有水，且反应在加热的条件下进行，故可能有水蒸气。3、可用浓硫酸除去水蒸气，需要导管洗气瓶4、用瓶口向上排空气集气法收集。(集气瓶)5、NaOH溶液，需要烧杯三.Cl-的检验存在于溶液中的氯离子该如何进行检测呢？这节课，我们一起来学习氯离子的检验，首先，请同学们回忆一下，初中阶段我们学过的，检验Cl-的方法是什么？嗯，很好。进入溶液的Ag+会与溶液中存在的Cl反应，生成白色沉淀AgCl。通过沉淀的

6、产生来证明溶液中含有氯离子。板书1反应原理Ag+ + Cl = AgCl相信大家都已经把实验阅读完了。在我们实验室中，一般是使用AgNO3溶液来检测。其原理是AgNO3溶液中的银离子与溶液中的氯离子结合，形成一种白色沉淀AgCl.这种沉淀不溶于硝酸中。口说无凭，我们下面做实验，来一起探讨。【教师实验】：现在桌上的试管架上放的5支试管中老师已经提前装好了实验所需的溶液。其中老师可以告诉你们的是，1号试管装有稀盐酸、2号试管装NaCl溶液、3号是Na2CO3 溶液，现在这里有一瓶AgNO3溶液，老师将依次向3只试管滴加几滴AgNO3溶液，观察现象，好的，老师已经加完AgNO3溶液，请同学们观察现象

7、？三支试管都有白色沉淀，通过以上现象，大家可以判断哪只试管装有NaCl溶液，哪只试管装有Na2CO3溶液吗?(没有)那是不是说明如果我们光有AgNO3，就没有办法直接判断溶液中是否含有氯离子呢？（对）那既然现在还没有办法判断，那我们接着做实验。这里有一瓶稀硝酸，老师接着滴加稀硝酸。通过这个实验，大家可以确定哪支试管装有NaCl溶液，哪支试管装有Na2CO3了吗？（可以了，2号装有NaCl溶液，3号装有Na2CO3溶液）【老师提问】：通过这一系列的实验我们是不是可以总结出一个检验氯离子的操作步骤呢？首先向试液中滴加适量的稀硝酸酸化，除去影响判断的杂质离子，例如碳酸根离子等，接下来再向试液中滴加A

8、gNO3溶液，如果此时仍然有白色沉淀，则说明试液中含有氯离子。七、教学反思八、板书设计二、氯气的实验室制法1.实验原理: MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O2、Cl2中杂质3、除杂试剂;4、收集方法:5、尾气吸收试剂;三.Cl-的检验对比实验HCl + AgNO3 白色沉淀 稀HNO3 无明显现象NaCl + AgNO3 白色沉淀 稀HNO3 无明显现象Na2CO3 + AgNO3 白色沉淀 稀HNO3 白色沉淀消失【预习案】1实验原理：反应的化学方程式为 2仪器装置(1)装置特点：固液eq o(,sup7()气。(2)主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、 (A)、

9、 (B)、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。3净化装置：C装置的作用是 ；D装置的作用 4收集方法(1) (Cl2密度大于空气)。(2) (Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小)。5尾气处理Cl2有毒，易污染空气，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2，反应的离子方程式为 。一、实验室制取气体装置的设计1气体制备、除杂、收集、尾气处理等装置的选择(1)依据反应物的状态和反应条件气体的发生装置。(2)依据气体及其所含杂质的性质除杂装置。(3)依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应收集装置。(4)依据气体的性质尾气处理装置。2制取气体装置的一般连接顺序发生装置除杂装置(如需要)收集装置尾气处

10、理装置(如需要)。二、实验探究：在三支试管中分别加入23 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：实验现象滴入几滴AgNO3溶液加入少量稀硝酸稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 【结论】检验Cl常用AgNO3溶液，一般先在待检液中滴入适量稀硝酸酸化，排除COeq oal(2,3)的干扰，然后滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl。【体系构建】1已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是()A.在试管中盛有饱和食

11、盐水，用试管收集Cl2B.用试管收集Cl2，试管可防止NaOH溶液倒吸到试管中C.用于吸收多余的Cl2，防止污染环境D.用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气2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的装置正确的是()3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，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有()ACl、SOeq oal(2,4) BCl、NOeq oal(,3) CCl、COeq oal(2,3) DCl、OH4.将潮湿的Cl2通过甲装置后，再通过放有红色布条的乙装置，红色布

12、条不褪色，则甲装置所盛的试剂可能是()浓硫酸NaOH溶液KI溶液饱和食盐水A B C D5如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D(放置有铁粉)。请回答下列问题：(1)仪器A的名称是_，烧瓶中反应的化学方程式是_。(2)装置B中盛放的液体是_，气体通过装置B的目的是_。装置C中盛放的液体是_，气体通过装置C的目的是_。(3)D中反应的化学方程式是_。(4)烧杯E中盛放的液体是_，反应的离子方程式是_。(5)资料表明D中产物有以下性质：受热易升华，冷却后易凝华；遇H2O(g)剧烈反应。为收集D中产物，在D与E之间，除

13、增加收集装置外，还需要增加_装置。6.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是()A将混有HCl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的作用C实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水法收集7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两处明显错误 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氯气逸出8下列检验Cl的方法正确的是()A在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有

14、ClB在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明溶液中有ClC在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有ClD在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明溶液中有Cl9实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是() A用装置制取少量Cl2 B用装置除去Cl2中的少量HClC用装置制取Cl2 D用装置干燥Cl210已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及完成其与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是()A和处 B处 C和处 D处11下列离子检验的方法正

15、确的是()A某溶液eq o(,sup7(硝酸银溶液)产生白色沉淀，说明原溶液中有ClB某溶液eq o(,sup7(氯化钡溶液)产生白色沉淀，说明原溶液中有SOeq oal(2,4)C某溶液eq o(,sup7(氢氧化钠溶液)产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2D某溶液eq o(,sup7(稀硫酸)生成无色无味气体，说明原溶液中有COeq oal(2,3)12在制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是()连接好装置，检查气密性缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中将多余的Cl2用NaOH溶液吸收用向上排空气法收集氯气A B C D1

16、3有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：溶于水，得无色溶液；在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。根据上述现象判断：(1)白色固体一定含有的成分是_，可能含有的成分是_。(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：_。14“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应的化学方程式为NaClONaClH2SO4eq o(=,sup7()Na2SO4Cl2H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。请回答：(1)在该实验中，制取氯气的装置是_(填字母)。(2)装置B、C中依次放入

17、的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是_，请提出合理的改进方法：_。(3)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式：_。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl，正确的操作是_。(4)Cl2通入饱和NaHCO3溶液产生无色气体，已知酸性HClH2CO3HClO，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有_。15某校化学实验小组为了验证在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl2的某些性质，设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)。已知：氯气易溶于四氯化碳，而氯化氢不溶。回答下列问题：(1)装置B中盛放的试剂名称为_，作用是

18、_，现象是_。(2)装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_。(3)装置F的作用是_。(4)写出装置G中发生反应的离子方程式：_。参考答案1.【解析】选A。根据导管的进出长短可知试管用于收集Cl2，试管用于防止NaOH溶液倒吸入中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，中收集到的Cl2不纯，混有HCl气体和水蒸气。2.【解析】选C。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，可能将橡胶塞弹出，不安全，A项错误；因为Cl2的密度比空气大，Cl2应短管进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，

19、D项错误。3.【解析】选C。根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在COeq oal(2,3)和Cl。4.【解析】选D。潮湿的氯气具有漂白性，而干燥的氯气无漂白性，因此由题意知，潮湿的氯气在经过甲中的溶液后或发生了反应或被干燥，浓硫酸可干燥氯气，而NaOH溶液及KI溶液均可与氯气反应，正确。5.【解析】(1)由题图可知，仪器A的名称为分液漏斗；烧瓶中发生反应的化学方程式为4HCl(浓)MnO2eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O。(2)装置B中的试剂是饱和食盐水，作用是吸收氯气中混有的杂质HCl；装置C中盛放的液体是浓硫酸，作用是

20、吸收水蒸气，干燥氯气。(3)D中反应的化学方程式是2Fe3Cl2eq o(=,sup7()2FeCl3。(4)烧杯E中盛放的液体是NaOH溶液；氯气与NaOH溶液反应的离子方程式是2OHCl2=ClClOH2O。(5)由题给资料，为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加一个干燥装置。【答案】(1)分液漏斗 4HCl(浓)MnO2eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O(2)饱和NaCl溶液吸收氯气中混有的杂质HCl浓硫酸吸收水蒸气，干燥氯气(3)2Fe3Cl2eq o(=,sup7()2FeCl3(4)NaOH溶液2OHCl2=ClClOH2O(5)干燥6.【解析】

21、选D。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；实验室可用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，D项正确。7.【答案】B8.【解析】选D。可能有COeq oal(2,3)、POeq oal(3,4)等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl，B、C错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl，D正确。9.【解析】选D。A.实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反

22、应，而不用稀盐酸；B.除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，且气体应“长进短出”；C.MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应。10.【解析】选D。生成的氯气中含有HCl和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，NaOH溶液能与Cl2反应，不能用于除去HCl，故错误；用浓硫酸干燥氯气，导管应“长进短出”，故错误；氯气与金属反应时，气体应通入试管底部，并用双孔橡皮塞，否则会使试管内压强过大导致橡皮塞被顶开，不安全，且应有尾气处理装置，故错误。11.【解析】选C。各离子对应的正确检验方法分别是Cleq o(,sup7(AgNO3溶液)白色沉淀eq o(,sup7(稀HNO3)白色沉淀不溶解；SOeq oal(2,4)eq o(,sup7(稀盐酸)无明显现象eq o(,sup7(BaCl2溶液)白色沉淀；Cu2eq o(,sup7(NaOH溶液)蓝色沉淀；COeq oal(2,3)eq o(,sup7(CaCl2溶液)白色沉淀eq o(,sup7(盐酸)白色沉淀溶解且产生无色无味气体eq o(,sup7(通入澄清石灰水)变浑浊。题中A项COeq oal(2,3)会产生干扰，B项Ag、COeq oal(2,3)等会产生干扰，D项HCOeq oal(,3)会产生干扰。12.【解析】选D。确定实验室制取气体的操作顺序要注意：(1)连接好