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文档简介
第3课时氯气的实验室制法和氯离子的检验学习目标1.理解氯气的实验室制备原理和方法,并通过氯气的实验室制备方法,掌握气体制备的仪器选择和组装的一般原则。形成实验室制备气体的设计思维模型,培养证据推理与模型认知的核心素养。2.通过对氯气制备过程和氯离子检验过程的分析,培养学生分析问题的能力、实验操作能力和用科学的研究方法解决问题的能力,培养科学探究与创新意识的核心素养。3.通过对氯气的净化、尾气处理的学习,增强环保意识。4.体会科学探究的艰辛历程,培养严谨求实的科学态度。重点难点氯气的实验室制法、氯离子的检验方法、气体的实验室制备模型、实验装置的创新设计。课堂探究主题学习探究过程提升素养自主学习1.氯元素的重要化合物有哪些?从氧化性和还原性角度对以上物质进行分类,并标出氯元素的化合价。2.已知在某些特定环境下存在如下氧化性关系:①ClO->Cl2,②MnO4->MnO2>Cl2>Fe3+。下列反应不能发生的是(-+Cl-+2H+Cl2↑+H2OO4-+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H23++2Cl-2Fe2++Cl2↑2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O【氧化还原规律】氧化性:氧化剂氧化产物;
还原性:还原剂还原产物。
知识回顾列举实验室制备O2、CO2的制备原理(化学方程式),并画出制备装置设计图。【初建模型】实验室制备气体应该设置哪些装置?
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一、氯气的实验室制法【资料卡片】在实验室里最常见、最经济的含氯化合物是盐酸和盐酸盐(如NaCl),制备氯气可以考虑从Cl-→Cl2的转化。【明确目的,预测性质】从氧化还原角度思考,要实现Cl-→Cl2的转化,需要加什么剂?【分组设计实验】如何制备氯气?提供药品:浓盐酸、稀盐酸、NaCl固体、NaCl溶液、二氧化锰等试剂(每组可设计一到两个实验,并填表。)编号还原剂氧化剂现象1234【问题1-1】实验中除了要考虑Cl-的浓度,还要考虑哪些因素?【得出结论】【问题1-2】本实验最终采用的原理是什么?用化学方程式表示。(1)[思考]除了以上制备氯气的方法,你还可以设计哪些制备氯气的方法?
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(2)如何改进实验室制备氯气的装置?装置改进措施:①气体发生装置的改进:。
②收集装置的改进:
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续表主题学习探究过程提升素养一、氯气的实验室制法【问题1-3】请根据反应原理,设计出实验室制备氯气的装置。【问题1-4】反应产生的杂质有哪些?如何除去?多余的氯气是否需要进行处理?如何处理?③尾气吸收装置的改进:
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二、氯离子的检验【提出假设】自来水中是否含有Cl-?【明确方法】实验室如何检验Cl-?请同学们根据课本【实验2-9】完成实验并填表。物质实验现象解释或离子方程式加AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀盐酸NaCl溶液Na2CO3溶液白色沉淀,有产生
【方法总结】(1)鉴定Cl-所用试剂为。
(2)反应原理为。
(3)鉴定方法:先在被检验液中加酸化,再滴入溶液,若产生,则可判断该溶液中含有。
【实验验证】分别验证自来水和蒸馏水中是否含有Cl-。物质实验现象加入稀硝酸后加入AgNO3溶液后自来水蒸馏水【得出结论】一般用Cl2对自来水进行消毒,自来水中的Cl-如何生成的?科学探究物质性质的基本程序有哪些?
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评价反馈【练习1】下列方法不适合在实验室制备氯气的是()2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2OD.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑【练习2】实验室制取氯气时,下列操作顺序正确的是()①连接装置,检查气密性②缓缓加热③加入MnO2粉末④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收⑥用向上排空气法收集氯气A.①②③④⑤⑥B.①③④②⑥⑤C.①④③②⑥⑤D.③④②①⑥⑤提升“科学探究与模型认知”的核心素养续表主题学习探究过程提升素养评价反馈【练习3】检验某未知溶液中是否含有氯离子,正确的操作是()A.向未知溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生B.向未知溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,加入盐酸后,沉淀不消失C.向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生D.向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生小结学习了本节课,对今后解决实验室制备气体的问题可以得到如下启发:(1)根据反应原理设计实验装置;(2)考虑除杂问题;(3)根据气体性质确定收集方法;(4)根据气体性质确定是否进行尾气吸收。核心素养专练1.如图,从A处通入纯净的Cl2,打开B阀时,看不到C处的红色布条有明显现象;当关闭B阀后,C处的红布条逐渐褪色,则D瓶中装的是()A.浓硫酸溶液2SO3溶液 D.饱和NaCl溶液2.下列常用干燥剂,不能干燥氯气的是()A.浓硫酸 B.五氧化二磷C.碱石灰 D.氯化钙3.已知Fe2+在溶液中显浅绿色,Fe3+在溶液中显棕黄色。在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变为棕黄色。为检验上述反应中的还原产物,下列实验步骤中合理的组合是()①过滤,取滤液②加入硝酸酸化的AgNO3溶液,出现白色沉淀③取一支试管,加入上述反应后的少许溶液④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀⑤再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀A.③⑤①② B.③②C.②③④⑤ D.③④①②4.实验室制取氯气的装置如图所示:(1)用化学方程式表示制取氯气的反应原理:。
(2)装置C的作用是,装置D的作用是。
(3)检验E瓶集满氯气的方法是。
(4)烧杯F中盛放的液体是,其作用是。
课后作业1.了解课本P47“化学与职业”中对“水质检验员”的介绍,并上网查阅相关资料。2.课下讨论:还有哪些方法能用于实验室制备氯气?3.请在课后通过上网或者查阅资料找找氯元素都有哪些化合价,有哪些含氯物质,并试着对它们进行分类。参考答案课堂探究[自主学习]1.氯元素的重要化合物有氯化钠(NaCl)、氯化氢(HCl)、次氯酸(HClO)、次氯酸钠(NaClO)、氯酸钠(NaClO3)、高氯酸钠(NaClO4)等。只有氧化性:高氯酸钠(NaCl+7O只有还原性:氯化钠(NaCl-1既有氧化性又有还原性:次氯酸(HCl+1O)、次氯酸钠(NaCl+1O)2.C[提升素养]强于强于[知识回顾]制备氧气的化学方程式:2H2O22H2O+O2↑制备二氧化碳的化学方程式:CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O装置如图:[提升素养]气体发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)一、氯气的实验室制法[明确目的,预测性质]氧化剂[分组设计实验]编号还原剂氧化剂现象1NaCl溶液MnO2不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象2稀盐酸MnO2不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象3NaCl固体MnO2不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象4浓盐酸MnO2不加热,反应较慢,加热后,有黄绿色气体生成[问题1-1]选择试剂的时候不仅要考虑Cl-的浓度,还要考虑H+的浓度。H+的浓度越大,Cl-的还原性越强,所以实验室制取Cl2采用浓盐酸与二氧化锰反应。为了加快反应,还采用了加热的条件。[问题1-2]MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O[问题1-3][问题1-4]产生的杂质有HCl、H2O。除去HCl可用饱和食盐水,除去H2O可用浓硫酸。多余的氯气会污染空气且有毒,需要进行尾气处理,采用氢氧化钠溶液进行吸收。[提升素养](1)还可以用KClO3(或K2Cr2O7或KMnO4)和浓盐酸反应制氯气,或电解饱和食盐水制氯气(2)①改用恒压分液漏斗②排饱和食盐水法③多孔吸收装置(多孔球泡)二、氯离子的检验[明确方法]物质实验现象解释或离子方程式加AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀盐酸产生白色沉淀白色沉淀不消失Ag++Cl-AgCl↓NaCl溶液产生白色沉淀白色沉淀不消失Ag++Cl-AgCl↓Na2CO3溶液产生白色沉淀白色沉淀消失,有气泡产生2Ag++CO32-Ag2CO3Ag2CO3+2H+2Ag++CO2↑+H2O[方法总结](1)稀硝酸和AgNO3溶液(2)Ag++Cl-AgCl↓(3)鉴定方法:稀硝酸AgNO3白色沉淀Cl-[实验验证]物质实验现象加入稀硝酸后加入AgNO3溶液后自来水无现象产生白色沉淀蒸馏水无现象不产生白色沉淀[得出结论]自来水一般用氯气进行消毒,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸电离产生氯离子。[提升素养]预测性质、设计方案、实验验证
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