第二章

海水中的重要元素第二節

氯及其化合物第二課時

氯氣的實驗室

制法第一章

物質及其變化第二節

離子反應第一課時

電解質的電離一、氯氣的實驗室制法

在1774年，瑞典化學家舍勒將軟錳礦(主要成分為MnO2)與濃鹽酸混合加熱時，產生了一種黃綠色的氣體，這種氣體的強烈的刺激性氣味使舍勒感到極為難受，受當時流行學說——燃素說的影響，舍勒未能確認這種氣體的成分。

直到1810年，英國的化學家戴維發現它的組成，給這種氣體起名叫Chlorine，意思是綠色的，中文譯為“綠氣”，后改為“氯氣”。一、氯氣的實驗室制法+4

-1+20MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O1、反應原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣失去2×e—得到2e—

工業制取Cl2：用電解飽和食鹽水的方法，反應的化學方程式為：

2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通電一、氯氣的實驗室制法+4

-1+20MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O失去2×e—得到2e—

氧化劑：

還原劑：

.氧化產物：

還原產物：

.

參加反應的反應物之比是：

.氧化劑和還原劑的個數之比是：

.濃鹽酸體現

性還原性、酸性MnO2HClCl2MnCl21:21:4一、氯氣的實驗室制法MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O1、反應原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣一定量的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應，鹽酸是否能完全反應?不能，因為隨著反應的進行，濃鹽酸逐漸變為稀鹽酸，不再與二氧化錳反應。實驗室制取氯氣時需要加熱，加熱溫度是否越高越好?否，HCl易揮發。一、氯氣的實驗室制法1、反應原理：濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣MnO2可用KMnO4、KClO3、NaClO等強氧化劑代替，不需加熱且速率較快，請寫出使用上述氧化劑與濃鹽酸進行氯氣制備的化學方程式。

2KMnO4

+

16HCl(濃)=2KCl

+

2MnCl2

+

5Cl2↑+

8H2ONaClO+2HCl(濃)

=NaCl+H2O+Cl2↑K2Cr2O7

+

14HCl(濃)

=2KCl

+

2CrCl3

+

3Cl2↑+

7H2OKClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O強氧化劑一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O裝濃鹽酸和MnO2的儀器名稱?

分液漏斗和圓底燒瓶。這部分裝置是氣體的發生裝置，氣體的發生裝置該如何選擇?分液漏斗圓底燒瓶一、氯氣的實驗室制法一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O裝濃鹽酸和MnO2的儀器名稱?

分液漏斗和圓底燒瓶。這部分裝置是氣體的發生裝置，氣體的發生裝置該如何選擇?根據反應物的狀態和反應條件選擇，該實驗選擇的是固液加熱發生裝置。分液漏斗圓底燒瓶一、氯氣的實驗室制法回顧初中所學的O2、CO2等氣體的實驗室制取方法，并完成下表。氣體制取原理反應物狀態反應條件裝置圖O2

O2

CO22KClO32KCl+3O2↑2H2O22H2O+O2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O固體+固體固體+液體固體+液體加熱不加熱不加熱一、氯氣的實驗室制法固液不加熱型固固加熱型固液加熱型液液加熱型?常見的氣體發生裝置：一、氯氣的實驗室制法?啟普發生器：塊狀固體和液體制難溶性氣體的裝置。優點：隨開隨用，隨關隨停。一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O這部分裝置是氣體的收集裝置，氣體的收集裝置該如何選擇?根據氣體的密度、氣體在水中溶解性、是否與水/空氣反應選擇合適的氣體收集裝置。一、氯氣的實驗室制法?常見的氣體收集裝置：向上排空氣法：收集密度比空

氣大的氣體。向下排空氣法：收集密度比空

氣小的氣體。一、氯氣的實驗室制法?常見的氣體收集裝置：排水法：收集難溶或微溶于水(或其他液體)的氣體。排飽和食鹽水排水法一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O如何檢驗氯氣已經集滿?一、氯氣的實驗室制法如何驗滿?觀察法：直接根據集氣瓶是否充滿黃綠色判斷是否收集滿。將濕潤的淀粉—KI試紙放在瓶口，觀察試紙是否變藍。將濕潤的藍色石蕊試紙放在瓶口，若先變_____后________，則已滿。淀粉碘化鉀試紙2KI＋Cl2=2KCl＋I2紅褪色一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O氫氧化鈉溶液的作用是什么?吸收多余的Cl2，防止污染空氣。不能用澄清石灰水吸收氯氣，因為吸收不完全。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O這部分裝置是尾氣處理裝置，尾氣處理裝置該如何選擇?根據氣體的性質選擇尾氣處理裝置。一、氯氣的實驗室制法?常見的尾氣處理裝置：有毒氣體的處理裝置一、氯氣的實驗室制法?常見的尾氣處理裝置：常見防倒吸裝置一、氯氣的實驗室制法2、實驗裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O應用此裝置能否收集到純凈干燥的氯氣?收集的氯氣中可能有哪些雜質?HCl、H2O(g)氣體發生裝置氣體收集裝置尾氣處理裝置一、氯氣的實驗室制法除雜裝置MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

雜質：

HCl

H2O(g)

除雜順序：除去氯氣中的HCl可以用飽和食鹽水濃硫酸已知常溫常壓下，1體積水能溶解500體積HCl先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥一、氯氣的實驗室制法除雜裝置裝置Ⅰ(洗氣瓶)：盛液體除雜試劑，氣流方向是長管進，短管出。裝置Ⅱ(球形干燥管)：盛固體除雜試劑，氣流方向是粗口進，細口出。裝置Ⅲ(U形干燥管)：盛固體除雜試劑。一、氯氣的實驗室制法除雜裝置酸性干燥劑：濃硫酸、五氧化二磷、硅膠堿性干燥劑：堿石灰、生石灰、氫氧化鈉固體中性干燥劑：無水CaCl2一、氯氣的實驗室制法3、實驗裝置改進MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O注意導氣管的進出方式(長進短出)儀器組裝順序：

自下而上、從左到右一、氯氣的實驗室制法4、實驗視頻注意：檢查裝置的氣密性。一、氯氣的實驗室制法1飽和食鹽水能否換成Na2CO3溶液?為什么?否，Na2CO3溶液會吸收Cl2和HCl，同時生成雜質氣體CO2。2瓶中濃硫酸能否換成P2O5干燥劑?否，P2O5為固體，不能放于洗氣瓶，應放于干燥管中。問題探究一、氯氣的實驗室制法3上述兩個除雜裝置能否顛倒?否，若顛倒收集不到干燥的Cl2。4某同學認為可以用澄清石灰水代替氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，同時還可以制得漂白粉，該同學的想法是否合理?不合理。澄清石灰水的濃度很小，不能確保氯氣被完全吸收，制備漂白粉應該利用氯氣與石灰乳反應。問題探究一、氯氣的實驗室制法5、實驗注意事項實驗結束后，先使反應停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。必須用濃鹽酸，濃鹽酸中部分Cl—的化合價升高，被氧化，MnO2與稀鹽酸不反應。為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發。儀器組裝順序：自下而上、從左到右。實驗結束后，先使反應停止并排出裝置中殘留的氯氣，再拆卸裝置，避免污染空氣。一、氯氣的實驗室制法知識拓展——氯氣的工業制法

電解飽和食鹽水——氯堿工業

2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解二、實驗室中制取氣體裝置的設計總結：實驗室制氣體的制備思路二、實驗室中制取氣體裝置的設計總結：實驗室制氣體的裝置發生裝置除雜裝置收集裝置尾氣處理裝置發生裝置——根據反應物的狀態和反應條件。尾氣處理裝置——根據氣體的性質。收集裝置——根據氣體的密度、在水中溶解性，以及是否與水反應。除雜裝置——根據氣體及其所含雜質的性質。對應訓練[典例1]舍勒發現氯氣的方法至今還是實驗室制取氯氣的主要方法之一。該方法可以選擇下圖的Cl2發生裝置；欲收集一瓶純凈干燥的氯氣，選擇圖中的裝置，其連接順序為：a→___________________________i→h。g→f→e→d→c→b→對應訓練[典例2]已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并做它與金屬反應的實驗。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是()A．②處

B．①和②處

C．②和③處

D．②③④處D對應訓練[典例3]下圖表示在沒有通風櫥時制取純凈的氯氣設計的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是___________，其作用是___________，水槽中盛放的液體是

___

________。(2)簡述操作過程：在收集氯氣之前，應_______________，當氯氣純度合乎要求時，應___________________，當氯氣收集完畢時，應________________。NaOH溶液吸收多余的Cl2

飽和食鹽水

打開B夾，關閉A夾打開A夾，關閉B夾打開B夾，關閉A夾

三、氯離子的檢驗[實驗2-9]

探究：在三支試管中分別加入2~3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察現象。再分別加入少量稀硝酸，觀察現象。稀鹽酸NaCl溶液Na2CO3溶液AgNO3溶液三、氯離子的檢驗三、氯離子的檢驗實驗試劑實驗現象反應原理稀鹽酸NaCl溶液Na2CO3溶液產生白色沉淀，沉淀不溶解。HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3產生白色沉淀，沉淀不溶解。NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3產生白色沉淀，后沉淀溶解，產生氣泡。Ag2CO3+

2HNO3=CO2↑+H2O+

2AgNO3Ag＋＋Cl—

===AgCl↓Ag＋＋Cl—

===AgCl↓Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO32Ag＋＋CO32—

===Ag2CO3↓Ag2CO3＋2H+===CO2↑＋H2O

三、氯離子的檢驗1.檢驗原理

Ag＋＋Cl—

===AgCl↓2.檢驗步驟

取少量待測液于試管中，先加入稀硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若白色沉淀生成，說明溶液中含有Cl—。此法也可以用于檢驗：AgBr

淡黃色沉淀，AgI

黃色沉淀注意：加稀硝酸酸化的目的是排除CO32—

等的干擾，因為Ag2CO3可溶于稀硝酸而AgCl不溶。對應訓練[典例4]

向下列溶液：①氯水②氯酸鉀③氯化鈉④四氯化碳中分別加AgNO3溶液和稀HNO3，能生成白色沉淀的是()A．①② B．②③C．①③ D．②④C對應訓練[典例5]

下列關于離子檢驗的說法中正確的是(

)A.向某溶液中加入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明含有CO32—B.向某無色溶液中加入BaCl2溶液產生白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀不消失，說明含有SO42—C.在某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，說明含有Cl—D.在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產生白色沉淀，說明含有Cl—D對應訓練[典例