第2課時氯氣的實驗室制法氯離子的檢驗一、氯氣的實驗室制備1.實驗室制備氯氣的原理是

MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O

;該實驗過程中使用的鹽酸必須是

濃鹽酸

。2.收集氯氣的方法:向

上

排空氣法(氯氣的密度

大于

空氣的密度)。

排飽和食鹽水法(氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小)。3.實驗裝置。燒杯中NaOH溶液的作用是

吸收多余的Cl2,防止污染環境

。

微判斷1(1)制氯氣時,用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體。(

)(2)實驗室制備Cl2時常用澄清石灰水進行尾氣處理。(

)(3)為了加快反應,在制取Cl2時,加熱溫度越高越好。(

)×××4.實驗室制備氣體的常見裝置。根據已學習過的氣體實驗室制法填寫下表:微思考在設計實驗室制備氣體的裝置時,應考慮哪方面的問題?提示:設計實驗室制備氣體的裝置時,要考慮反應物的狀態、是否加熱、生成氣體的性質等。對于有毒氣體還要考慮尾氣處理等內容。二、氯離子的檢驗1.實驗探究:在三支試管中分別加入稀鹽酸、氯化鈉溶液和碳酸鈉溶液,再各滴入幾滴硝酸銀溶液,觀察現象,再加入稀硝酸觀察現象。2.實驗結論。如果溶液中存在

時,用AgNO3溶液檢驗Cl-的實驗會受到干擾。因此,在用AgNO3溶液檢驗Cl-時,一般先在被檢測溶液中加入稀硝酸酸化,目的是

排除

等的干擾,因為Ag2CO3等可溶于稀硝酸,而AgCl不溶。

3.氯離子的檢驗方法。原理—Ag++Cl-══AgCl↓

↓試劑—

稀硝酸

+

AgNO3

溶液

↓操作—先加適量稀硝酸,再加

AgNO3

溶液

↓現象—產生

白色沉淀

↓結論—含有

Cl-

微判斷2(1)溶液中加入AgNO3溶液有沉淀,說明溶液中一定含Cl-。(

)(2)NaClO中含有氯元素,向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,可產生白色沉淀。(

)××氯氣的實驗室制備重難歸納1.實驗裝置。

2.制備流程。反應原理—用氧化劑(如MnO2)氧化濃鹽酸

MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O

↓制備裝置類型—固體+液體

氣體

↓凈化方法—通過盛放飽和食鹽水的洗氣瓶除去HCl,再通過盛放濃硫酸的洗氣瓶除去水蒸氣

↓收集氣體—向上排空氣法或排飽和食鹽水法

↓尾氣吸收—用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收3.驗滿的方法。

4.實驗室氣體制備的一般流程。

Ⅰ.制備Cl2的其他化學反應原理:①14HCl(濃)+K2Cr2O7══2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑;②16HCl(濃)+2KMnO4══2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑;③6HCl(濃)+KClO3══KCl+3H2O+3Cl2↑;④4HCl(濃)+Ca(ClO)2══CaCl2+2Cl2↑+2H2O。Ⅱ.海洋是一個重要的資源寶庫,大部分氯以氯化物的形式存在于海洋中。請回答以下問題。(1)怎樣驗證海水中含有Cl-?(2)將Cl-轉化為Cl2的過程,發生氧化反應還是還原反應?需要加入氧化劑還是還原劑?(3)在實驗室制取少量的氯氣的實質是用氧化劑把濃鹽酸中的-1價氯元素氧化到0價,請列舉合適的氧化劑(至少舉出2種物質)。提示:(1)取少量海水加入試管中,先加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,如果產生白色沉淀則說明海水中含有Cl-。(2)發生氧化反應,應加入氧化劑。(3)MnO2、K2Cr2O7、KMnO4、KClO3等。典例剖析(1)實驗室制取Cl2時,下列操作不正確的是

(填序號)。①裝置Ⅰ可用于制取少量Cl2②用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl③用裝置Ⅲ制取Cl2④用裝置Ⅳ干燥Cl2

(2)實驗室制取干燥、純凈的氯氣,除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要

、

、

。

(3)已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2。若用如下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣及驗證它與金屬的反應。每個虛線框表示一個單元裝置,其中有錯誤的是

(填字母,下同)。

(4)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關實驗。下列收集Cl2的裝置正確的是

。

答案:(1)①②③④(2)飽和食鹽水濃硫酸NaOH溶液(3)BD(4)C解析:(1)①實驗室制取Cl2用濃鹽酸與MnO2反應,而不用稀鹽酸;②除去Cl2中的HCl氣體用飽和食鹽水,將含有少量HCl的Cl2通入NaHCO3溶液會發生反應并放出CO2氣體,且氣體應“長進短出”;③MnO2與濃鹽酸需在加熱條件下反應;④干燥Cl2使用濃硫酸洗氣瓶,氣體應“長進短出”。(2)制取純凈Cl2還需飽和食鹽水除去HCl氣體,濃硫酸干燥Cl2,NaOH溶液除去多余的Cl2。(3)B處NaOH溶液與Cl2能反應;D處試管缺少出氣導管且將導管末端通入NaOH溶液中。(4)集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊,只能進氣,不能排氣,則瓶內壓強增大到一定程度,可能將橡膠塞壓出,A項錯誤。因為Cl2比空氣的密度大,Cl2應短管進,B項錯誤;該裝置既能收集Cl2,又能進行尾氣處理且防倒吸,C項正確。由于Cl2與NaOH反應,所以不能收集到Cl2,D項錯誤。學以致用1.實驗室用下列兩種方法制氯氣:①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應;②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應。所得的氯氣(

)。A.①比②多 B.②比①多C.一樣多 D.無法比較答案:B解析:由化學方程式:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O知,87

g

MnO2可以與146

g

HCl反應,但是由于稀鹽酸與MnO2不反應,所以含有146

g

HCl的濃鹽酸不能與MnO2完全反應。2.在制氯氣時有如下操作,正確的操作順序是(

)。①連接好裝置,檢查氣密性②緩緩加熱,加快反應,使氣體均勻逸出③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末④從盛有濃鹽酸的分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收⑥用向上排空氣法收集氯氣A.①②③④⑤⑥

B.③④②①⑥⑤C.①④③②⑥⑤

D.①③④②⑥⑤答案:D解析:確定實驗室制取氣體的操作順序要注意:①連接好裝置后,要先檢查氣密性,后裝藥品;②裝藥品的順序是先加固體,后加液體;③對于有毒的氣體,一定要有尾氣處理裝置。1.下列關于實驗室制取Cl2的說法正確的是(

)。A.將混有HCl雜質的Cl2通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去雜質B.實驗室制取Cl2,濃鹽酸起到酸性和氧化劑作用C.實驗室用如圖裝置除去Cl2中的少量HClD.實驗室制備Cl2,可用排飽和食鹽水集氣法收集答案:D解析:將混有少量HCl的Cl2通入飽和NaHCO3溶液反應生成CO2,引入新的雜質,并且消耗Cl2,A項不正確。實驗室制取Cl2,濃鹽酸起到酸性和還原劑的作用,B項不正確。用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體時,導氣管應長進短出,C項不正確。實驗室用排飽和食鹽水法收集Cl2是因為Cl2在飽和食鹽水中的溶解度較小,D項正確。2.某同學用下列裝置制備并進行有關Cl2的實驗。

下列說法中正確的是(

)。A.Ⅰ圖中:如果MnO2過量,濃鹽酸就可被全部消耗B.Ⅱ圖中:聞Cl2的氣味C.Ⅲ圖中:生成藍色的煙D.Ⅳ圖中:若氣球變癟,證明Cl2可與NaOH反應答案:B解析:二氧化錳只與濃鹽酸反應,不與稀鹽酸反應,MnO2與濃鹽酸反應時,會出現鹽酸變稀而導致反應中止的情況,因此A中濃鹽酸不可能被全部消耗,A項錯誤。Cl2有毒,聞其氣味時應用手輕輕在瓶口扇動,僅使極少量氣體飄入鼻孔中,B項正確。Cu絲在Cl2中燃燒生成棕黃色的煙,C項錯誤。若Cl2能與NaOH溶液反應,燒瓶內壓強減小,氣球就會鼓起,D項錯誤。3.下列能證明某溶液中含有NaCl的是(

)。A.焰色試驗中焰色是黃色B.溶液有咸味C.取少量溶液加入試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現白色沉淀D.焰色反應是黃色,同時又能與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應生成白色沉淀答案:D解析:要證明含有Na+,則進行焰色試驗,焰色為黃色;要證明含有Cl-,則加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀。5.在實驗室中用二氧化錳與濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣。進行此實驗,所用儀器如圖:(1)上述儀器的正確連接順序為(填各接口處的字母):

。

(2)裝置中,飽和食鹽水的作用是

;NaOH溶液的作用是

。

(3)化學實驗中常用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗是否有Cl2產生。如果有Cl2產生,可觀察到

,反應的化學方程式為

。

(4)寫出下列反應的化學方程式。①氣體發生裝置中進行反應的化學方程式:

;

②NaOH溶液中發生反應的化學方程式:

。

答案:(1)E→C→D→A→B→H→G→F(2)除去氯氣中的HCl吸收過量的氯氣解析:(1)