2.4 氯气的实验室制法 氯离子的检验（学生版）

第二章海水中的重要元素——钠和氯第四讲：氯气的实验室制法氯离子的检验“温故”一、实验室制取气体的一般思路初中化学主要考查两种常见气体（O2和CO2）的制备。其中装置一般分四大部分：发生装置、净化装置（干燥装置）、收集装置和尾气处理装置。(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→净化装置。(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。二、制取常见气体药品、状态及反应条件制备气体实验药品、状态及反应条件O2KClO3和MnO2共热、KMnO4加热、H2O2和MnO2CO2石灰石或大理石与稀盐酸H2Zn与稀H2SO4或稀HCl三、气体的发生装置（一）固＋固（加热）（图1）：适用于制备气体：O2(KClO3和MnO2共热、KMnO4加热)、NH3固＋液体（不加热）（图2）：适用于制CO2、H2、O2（用Na2O2和H2O、H2O2和MnO2制取O2也用此装置）四、气体的净化（干燥）装置（一）常见干燥剂及气体的干燥

液态干燥剂固态干燥剂常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙氢氧化钠、氧化钙、碱石灰（NaOH与CaO混合物）装置可干燥气体H2、O2、CO2、N2、CO、HCl、CH4H2、O2、CO2、N2、CO、HCl、CH4H2、O2、NH3、N2、CO、CH4不可干燥气体NH3NH3HCl、CO2注意事项a进b出（长进短出）a进b出（大进小出）左进右出（二）、常见净化(包括干燥气体)装置注意事项：⑴A为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。如用灼热的铜丝除氧气。⑵B、C一般盛液体药品，用于洗液。如用浓硫酸除水蒸气，氢氧化钠溶液除酸性气体。气体由a进b出。⑶D一般盛固体药品。如用碱石灰吸收水或二氧化碳。五、气体的收集装置（一）排水法：难溶或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如：H2、O2、CO、CH4等。排水法的装置是a，注意导管只能伸入集气瓶内少许，便于导管的取出。（二）排气法：不与空气反应且密度与空气相差较大的气体；又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时，导气管一定要伸入集气瓶底部，把空气尽量排出。为了减少空气扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片（如图b）；试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花（如图d）⑴向上排空气法：相对分子质量大于29的气体。如O2、CO2等，典型装置是b。⑵向下排空气法：相对分子质量小于29的气体。如H2、CH4、NH3等，典型装置是c。六、尾气处理装置通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有：⑴a用于NaOH吸收CO2（气体溶解或反应速度不很快，不易引起倒吸）；⑵b用于收集少量气体然后处理；如多余的CO的处理。⑶c收集极易溶且溶解很快的气体。如NH3等，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液体对气体的吸收。由于漏斗容积较大，从而防止吸收液的倒吸。⑷d用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。如H2、CO等。

七、一般实验步骤及气体的净化实验室制取气体的一般顺序是：连接装置→检查气密性→装药品（先固体，后液体）→反应→收集气体（应等到装置中空气排净后再收集）。气体的净化原则：净化时所需气体不能参加化学反应或因溶解而损失，也不能引入新的杂质。净化的顺序一般是除杂在前，干燥在后，干燥后的气体不能再通过水溶液。学以致用1．下图是初中化学中常见的仪器和装置，请认真观察后回答有关问题。（1）B装置中仪器X的名称是。（2）实验室用高锰酸钾制取并用排水法收集氧气，可选择的装置是。（3）实验室用大理石和稀盐酸制取和收集一瓶干燥的二氧化碳，同时检验二氧化碳。请按照气流从左到右方向，用仪器接口字母表示连接顺序；检验二氧化碳的化学反应方程式为。2．根据下图所示的装置回答问题ABCDE（1）写出标号=1\*GB3①的仪器名称_____________。（2）氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味，极易溶于水的气体。实验室常用氯化铵晶体和氢氧化钙粉末混合加热来制取氨气。写出制取氨气的化学方程式___________；选取上述_______（填字母）作为制取氨气的发生装置；

收集氨气只能选用的装置为_______（填字母），其原因是____________________。3．下图是实验室制取氧气或二氧化碳时经常用到的仪器，请回答有关问题。（1）写出编号仪器名称：①；⑧。（2）当制取较多量CO2时，制取装置的仪器组合是（选填序号）。①②③④⑤⑥⑦⑧（3）阅读材料回答问题。资料：资料：1.氨气是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水，其水溶液显碱性。2.加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气。3.湿润的红色石蕊试纸遇到氨气变蓝色；氨气遇到浓盐酸时冒白烟（生成NH4Cl固体）I.制取氨气的装置与实验室用（选填“高锰酸钾”或“双氧水”）制氧气的装置相同，还缺少的仪器名称是，检查该装置气密性的方法是。II.若用右图装置收集氨气，进气口应为端（选填“m”或“n”），检验氨气集满的方法是。（4）加热是最常见的反应条件，用酒精灯给试管中的固体加热时，试管口稍向下倾斜的原因是。“知新”一、氯气的实验室制法1．实验原理：反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。2．仪器装置(1)装置特点：固＋液气。(2)主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、分液漏斗(A)、圆底烧瓶(B)、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。3．净化装置：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2。4．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)。5．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。6．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Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。7．注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，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，因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。二、氯离子的检验1．实验探究：在三支试管中分别加入2～3mL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有白色沉淀生成沉淀不溶解NaCl溶液有白色沉淀生成沉淀不溶解Na2CO3溶液有白色沉淀生成沉淀溶解，有气泡产生2.实验结论：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\o\al(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－。学以致用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Cl2D．多余的Cl2常用较浓的碱液吸收2．下列实验装置能达到实验目的或实验效果的是()ABCD收集氯气除去氯气中少量的氯化氢证明氯气具有漂白性吸收制备氯气时的尾气3．如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()A．a—b—c—d—e—f—g—hB．a—e—d—c—b—h—i—gC．a—d—e—c—b—h—i—gD．a—c—b—d—e—h—i—f4．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①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2B.用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中C.③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5．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()6．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()A．Cl－、SOeq\o\al(2－,4) B．Cl－、NOeq\o\al(－,3)C．Cl－、COeq\o\al(2－,3) D．Cl－、OH－7．将潮湿的Cl2通过甲装置后，再通过放有红色布条的乙装置，红色布条不褪色，则甲装置所盛的试剂可能是()①浓硫酸②NaOH溶液③KI溶液④饱和食盐水A．① B．②③C．②③④ D．①②③8.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9．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Cl－B．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Cl－C．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Cl－D．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Cl－10．实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是()A．用装置Ⅰ制取少量Cl2B．用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HClC．用装置Ⅲ制取Cl2D．用装置Ⅳ干燥Cl211．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．①和②处B．②处C．②和③处 D．②③④处12．下列离子检验的方法正确的是()A．某溶液产生白色沉淀，说明原溶液中有Cl－B．某溶液产生白色沉淀，说明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．某溶液产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋D．某溶液生成无色无味气体，说明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)13．在制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是()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．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤14．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：①溶于水，得无色溶液；②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；③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：________________________________。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____________，现象是____________。(2)装置D和E中出现的不