高中化学新人教版必修第一册 第2章第2节氯及其化合物 第2课时 学案

第2课时氯气的实验室制法氯离子的检验

1.能利用典型代表物的性质和

反应，设计氯气的制备、提纯、

检验等简单任务的方案。证据推理通过实验室对氯离子检验方法的探究，培养证据意识，

与模型认知'建立观点、结论和证插之间的逻辑关系-

2.通过对疑气的实验室制法

的学习，学会研究气体的实科学态度通过氯气性质及制备的学习,体会化学与生活、环境

与社会责任\保护的重要意义，增强社会责任感.

验室制法的方法和程序。

科学探究通过实验探究氯气的制备，设计实验探究氯气性质及

3.能根据氯气的性质分析实验

与创新意识\含氯化合物的制备,通过实验探究氯离广的检验方法。

室、生产、生活及环境中的某

些常见问题.说明妥善保存、

合理使用化学品的常见方法。

》概念认知•自主学习⑷

一、氯气的制法

氯气的实验室制法

⑴反应原理：实验室用MnOz和浓盐酸加热反应制取CL,反应的化学方程式为

Mn()2+4HC1(浓)=△=MnCL+Cl2t+2乩0,离子方程式为MnO2+4H++2C「=A=

Mr?++C12」+2乩0。

(2)实验装置

NaOH溶液

ABC

装置ABC

作用制备氯气收集氯气尾气吸收

仪器名仪器a的名称分液仪器b的名称圆底

/

称漏斗烧瓶

小结(1)C12的收集方法是向上排空气法。

(2)尾气吸收：利用NaOH溶液吸收多余的S、以防污染环境。

二、C1一的检验

实验探究

实验现象

加入AgNO3溶离子方程式

加入稀硝酸

液

Ag++cr

稀盐酸产生白色沉淀沉淀不溶解

===AgCl1

Ag++C1

NaCl溶液产生白色沉淀沉淀不溶解

==AgClI

2Ag+CO2Ag

沉淀溶解,放出2cO31、

Na2c。3溶液产生白色沉淀

无色气体Ag2co3+2H+2Ag+

+C02t+H2O

小结氯离子的检验方法

|试剂|----------操作|--------1现象|------【结论|

IIII

AgNOs溶液先加稀硝酸，有白色沉溶液中

和稀硝酸后加AgNOs溶液淀产生含有C「

概念理解

1.判断下列说法是否正确：

(1)实验室制取干燥、纯净的氯气，可依次通过浓硫酸、饱和食盐水。(X

提示：通过饱和食盐水时会带出水蒸气，故最后用浓硫酸除水。

⑵尾气C12可以用澄清石灰水吸收。(X)

提示：澄清石灰水的浓度太小。

（3）Cb中的HC1可以通过NaOH溶液除去。（X）

提示：CL也能与NaOH溶液反应。

⑷溶液中加AgNOs溶液，有白色沉淀产生，说明溶液中一定含C1一或CO7。

（X）

提示：加AgNOs溶液能够产生白色沉淀的离子除Cl，C07夕卜，还有0H一等离子。

教材挖掘

2.阅读教材“方法导引”，归纳总结实验室制取气体装置的设计模型。

提示：

（发.装置）一（除杂普置）~一（收号装置I尾气处.装置）

反应物状态分析所含杂气体1度和尾气性质选

与反应条件质及除杂试气体溶解性择尾气处理

是否加热剂定装置试剂或方法

情境应用

3.家中有一碗水，姐姐说是蒸t留水，弟弟说是盐水，想一想如何证明这碗水是

否含有NaCl?

提示：利用焰色试验为黄色证明Na+的存在；加入硝酸酸化的硝酸银溶液生成白

色沉淀，证明C1一的存在。

除能力形成•合作探究⑥

学习任务氯气的实验室制法

合作探究

C12的实验室制取流程

浓盐酸

饱

和"一

2浓

食

^硫

盐

.酸

水

发生装置收集尾气处理装置

装置

氯气的实验室制法

(1)饱和食盐水的作用是什么？饱和食盐水能否换成Na2c。3溶液？

提示：除去氯气中的HC1。否，Na2c。3溶液吸收Cb和HC1,同时生成杂质气体

C02o

(2)收集CL除了用向上排空气法外还可用什么法？

提示：排饱和食盐水法。

⑶如何检验C12?

提示：将湿润的淀粉-KI试纸放于管口，试纸变蓝或将湿润的蓝色石蕊试纸放于

管口，试纸先变红后褪色。

归纳整合

1.反应原理：

化学方程式：MnC)2+4HCl(浓)士少=MnCl2+Cl2f+2H20,离子方程式：MnO2+4H

+2+

+2Cr=^=Mn+2H20+Cl2fo也可以用高锦酸钾、重铭酸钾、氯酸钾等氧

化剂代替二氧化锦，可以不用加热。如2KMn()4+16HCl(浓)==2KCl+2MnC12+

5cl2t+8H20O

2.实验装置:

⑴发生装置（I部分）。

①特点：固体+液体一△一气体。

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中盛放二氧化镒。

（2）净化装置（II部分）。

组成盛放试剂试剂的作用

饱和氯化钠除去氯气中的氯

C

溶液化氢

D浓硫酸干燥氯气

（3）收集装置an部分）。

收集方法：向上排空气法。

⑷尾气处理装置（IV部分）。

①导气管出口要在液面以下；

②F中盛放的试剂：一般用氢氧化钠溶液，作用是吸收过量的氯气，防止污染环

境。

（5）验满的方法：

操作现象结论

观察法观察到集气瓶内充满了黄绿色气体证明已经收集满气体

把湿润的淀粉

-KI试纸靠近试纸变蓝

集气瓶口

把湿润的蓝色

石蕊试纸靠近试纸先变红后又褪色

集气瓶口

教师专用司

【特别提醒】实验室制备C12的注意事项

(1)必须用浓盐酸，Mn()2与稀盐酸不反应。

⑵为了减少制得的Ck中HC1的含量，加热温度不宜过高，减少HC1的挥发。

⑶实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Ck,再拆卸装置，避免污

染空气。

⑴某同学认为可以用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液进行尾气处理，同时还可以

制得漂白粉，你认为该同学的想法是否合理？

提示：不合理。澄清石灰水的浓度很小，不能确保氯气被完全吸收，制备漂白

粉应该利用氯气与石灰乳反应。

⑵若MnOz足量，浓盐酸能完全反应吗？为什么？

提示：不能，当浓盐酸变稀时，反应可能停止。

典例示范

【典例】某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，

他们设计了如图所示的实验装置：(已知：2KI+CL==l2+2KCl,淀粉溶液遇L

变蓝色)

ab

请回答下列问题：

⑴整套实验装置的连接顺序是£接（），（）接（），（）接

（）（填各接口处的字母代号）。

（2）E装置中制取氯气的化学方程式是____________________________________

（3）B装置的作用是；A装置中试剂X是

（4）C装置中可观察到的现象是，D装置中可观察到的现象是

教师专用心【思维建模】解答有关气体制备题目的思维流程如下:

反应原理艇发生装置

除杂装置胆分析杂质

收集装置星气体的性质

尾气戢收装置出确点试剂

【解析】（1）制得的CL中含有HC1、乩。3）杂质，先通过饱和食盐水、浓硫酸除

去杂质，再利用向上排空气法收集，最后通过淀粉碘化钾溶液探究其性质。因

此实验装置连接顺序为fabedc。（2）E为MnO?氧化浓盐酸制取CL的装置，化学

方程式为MnO2+4HCl（浓）=2=MnCL+Cl2t+2H20o（3）B装置中盛装浓硫酸，

作用是吸收HQ（g）,干燥Cb;A装置中试剂X是饱和食盐水，作用是除去HC1。

（4）C装置中氯气置换出单质碘，因此溶液变为蓝色。

答案：⑴abedc

(2)MnO2+4HCIMnCI2+CI2T+2H20

⑶干燥CI2饱和食盐水

⑷溶液变蓝色溶液红色逐渐褪去

深化思考

⑴如何检查装置E的气密性？（关键能力一探究与创新）

提示：在装置E的f处连接橡胶管，夹上止水夹，打开分液漏斗的活塞向烧瓶

中加水，一段时间后水不再滴落，则说明装置E气密性良好。

⑵装置D的作用是什么？从安全角度考虑，该装置应如何改进？（关键能力一

探究与创新）

提示：装置D的作用是吸收多余的C1。为了防止发生倒吸，装置D可按下图改

进：

教师专用心

多孔

隔板

固+固4气体固（液）+液d气体

2.常见的除杂装置一一用于除去气体中的杂质气体

3.常见的气体收集装置

4.尾气处理装置

气球

点燃法收集法

①点燃法：如CO、乩、CH4等易燃性气体，可用此法。

②收集法：用气球或气囊将多余的气体收集储存，如NO、乩、CO等。

③吸收法：如CL、S02>HC1、H2s等可用碱液吸收。

0学以致用

（2021•长沙高一检测）已知KMnO,与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2o若用如图

所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并使它与金属反应。每个虚线框表

示一个单元装置，其中错误的是（）

①和②处B.只有②处

C.只有②和③处D.只有②③④处

【解析】选DoNaOH与氯气反应，不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂

质，错误；③中的进气管短，出气管浸入液面下，错误；④为密闭装置，错误。

【拔高题组】

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锦粉末;

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CL用NaOH溶液吸收;

⑥用向上排空气法收集氯气。

A.①②③④⑤⑥B.③④②①⑥⑤

C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤

【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。

2.某同学用以下装置制备并检验Cb的性质。下列说法正确的是（

NaOH

铜丝溶液

7界

a:干燥的有色布条b:湿润的有色布条

IV

I：若施1。2过量，则浓盐酸可全部消耗完

B.图n：仅证明新制氯水具有酸性

c.图in：产生了棕黄色的雾

D.图IV：湿润的有色布条褪色

【解析】选D。MnO?和浓盐酸在加热条件下反应，随着反应的进行，浓盐酸浓度

变小，MnOz不与稀盐酸反应，即使MnC）2过量，盐酸也不能全部消耗完，A项错误;

不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B项错误；铜

丝在Ck中燃烧，生成棕黄色的烟，C项错误。

3.（2021•大连高一检测）如图所示为在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的

装置，图中a、b是可控制的弹簧铁夹。（已知：氯气在饱和氯化钠溶液中的溶

解度较小）

⑴仪器A的名称是；烧杯中盛放的是；烧瓶中反应的化学方

程式为________________________________________________________________

（2）在收集氯气时，应（填如何控制a、b,下同）；当氯气收集完

毕时应。

（3）若要制得2.13gCl2,理论上需要MrA的质量是。

【解析】⑴制备氯气的反应原理为MnO2+4HCl（浓）=鱼=MnCl2+Cl2f+2H20;

使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。（2）在收集氯气时，应关闭b,打开a;当

氯气收集完毕时应关闭a,打开b。

（3）Mn02〜Cl2

8771

X2.13g

77=了不^一解得x=2.61g

/Iz.1og

答案：（1）分液漏斗氢氧化钠溶液

MnO2+4HCI（浓）金=MnCI2+CI2T+2H20

⑵关闭b,打开a关闭a,打开b（3）2.61g

素养发展

为了制备氯气并检验氯气的性质，某化学小组设计如下装置:

高

酸

镒

无

氯

水

化

钙

（1）写出高锦酸钾与浓盐酸反应的离子反应方程式：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵注射器内水的作用是________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶实验结束后，通过U形管左侧的导气管通入C02气体，作用是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（4）可以验证氯气具有氧化性的现象是

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

【解析】（1）镒元素化合价由+7变为+2（Mr?+）,氯元素化合价由一1变为0,

根据电子守恒和电荷、原子守恒配平离子方程式。（2）检验气体性质时，必须使

用湿润的试纸。故注射器中的水是为了湿润试纸和红纸。（3）最后通CO2可将装

置内的CL全部赶入NaOH溶液中，保证其被全部吸收。（4）Cb可将KI氧化为12,

淀粉遇12变蓝，可利用此性质检验CL。

+2+

答案：（1）2MnO；+16H+10CI-=2Mn+5C12T+8H20

⑵湿润试纸和红纸

⑶赶尽装置内的氯气，让NaOH溶液完全吸收

（4）淀粉碘化钾试纸变蓝

》学情诊断•课堂测评©

L（双选）实验室用浓盐酸和二氧化镒制氯气。下列说法错误的是（）

A.浓盐酸在该反应中只表现还原性

B.该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的

C.该反应的氧化产物是二氯化镐，还原产物是氯气

2+

D.该反应的离子方程式为MnO2+4H卜+2C「/=Mn+Cl2f+2H20

【解析】选A、Co实验室里常用浓盐酸与二氧化镒反应来制取少量的氯气，反

应的化学方程式为MnO2+4HCl（;t）==MnCl2+Cl2f+2H20,据此回答问题。

由分析中的方程式可知，一部分氯元素的化合价从一1价升高到0价，作还原剂，

具有还原性，还有一部分氯元素的化合价没有变化，生成盐和水，所以浓盐酸

在该反应中表现出酸性和还原性，故A错误；实验室用浓盐酸和二氧化镒制氯

气，是瑞典化学家舍勒最先发现的，故B正确；该反应的氧化产物是氯气，还

原产物是二氯化镒，故C错误；二氧化镒和水是氧化物，不能拆成离子的形式，

氯化氢和氯化镒是可溶于水的强电解质，拆成离子的形式，氯气是单质，写化

+2+

学式，该反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cr==Mn+Cl2f+2H20,符合

电荷守恒，客观事实，原子守恒，故D正确。

2.（水平1）下列常用的干燥剂中，不能用来干燥氯气的是（）

A.浓硫酸B.碱石灰

C.无水氯化钙D.P205

【解析】选B。碱石灰具有碱性，能与氯气发生反应，因此不能用碱石灰干燥氯

气。

检验Cl2是否充满集气瓶的正确操作为（）

A.用玻璃棒粘上湿润的KI-淀粉试纸伸到集气瓶口附近，观察试纸是否变蓝

B.将AgNOs溶液滴入集气瓶中，观察有无白色沉淀生成

C.用玻璃棒蘸取少许NaOH溶液放入集气瓶口附近，看是否反应

D.用手将湿润的KI-淀粉试纸放在集气瓶口上方，观察颜色是否变蓝

【解析】选A。可用湿润的KI-淀粉试纸检验CL,在使用试纸时，不能用手直

接拿着试纸；无论CL是否集满，滴入AgNOs溶液都会产生白色沉淀；NaOH与CL

反应无明显现象。

3.（水平1）检验某溶液中是否含有C1,正确的操作是（）

A.取样，滴加AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

B.取样，先加盐酸酸化，再加入AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

C.取样，加入少量AgN（）3溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸，看白色沉淀是

否消失

D.取样，先加稀硝酸酸化，再加入AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

【解析】选D。检验时加盐酸酸化会引入C厂干扰检验，常加稀硝酸酸化，

主要是排除CO：等离子的干扰。反之检验硫酸根时也需要排除氯离子的干扰。

4.（水平2）在实验室中用浓盐酸与Mn（）2共热制取Ck并进行相关实验。下列收

集Ck的正确装置是（）

A

【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

强增大到一定程度时，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为C12比空气的密度大,

Ck应短管进，B项错误；C项该装置既能收集Ch,又能进行尾气处理且防倒吸,

正确；由于CL和NaOH反应，所以不能收集到Ck,D项错误。

【补偿训练】

可用如图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是（

3（水溶液呈碱性）B.Cl2

C.COD.H2

【解析】选B。干燥剂是浓硫酸，不能干燥具有较强还原性和碱性气体，故NA

不能用浓H2sCh干燥；气体的收集方法采用的是向上排空气法，NH3.乩的密度小

于空气、CO的密度略小于空气，均不能用向上排空气法收集，只有CL不与浓硫

酸反应且密度大于空气的密度，且用倒扣的漏斗进行尾气处理，可以防止倒吸，

可用图中所示装置干燥、收集及尾气处理，故选B。

5.（水平2）实验室用下列方法制取氯气：①用含146gHC1的浓盐酸与足量的

MrA反应；②用87gMn（）2与足量的浓盐酸反应，若不考虑HC1的挥发，则反应

后所得氯气的质量（）

A.方法①比方法②多B.方法②比方法①多

C.两种方法一样多D.无法比较

【解析】选B。MnOz与浓盐酸反应制CL,随着反应的进行，浓盐酸变稀，稀盐

酸不能与Mn（）2反应