高中化学 氯水、氯气的制备
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制备氯气的方法
氯气是一种有害气体,在日常生活中用作各种工业过程的化学试剂。
它的制备方法十分重要,以免造成可能的危害。
本文将介绍氯气的制备方法,以便给大家更多的参考。
1.剂中铝粉和盐酸的反应
最常见的氯气的制备方法是在溶剂中混合铝粉和盐酸,引发反应,氯气便产生了。
首先,需要在1000毫升容器中加入100克铝粉,然
后用盐酸混合,注意盐酸不宜加太多,应小心操作,避免造成事故。
接着,可以加入稀硼酸以及其他辅助试剂,加热混合物,最终得到氯气。
2.性铝粉和氯水混合反应
此外,碱性铝粉和氯水也可以引发反应,从而制备氯气。
先将一定量的碱性铝粉加入容器中,然后加入氯水,注意不宜加太多,以免造成反应失控。
混合物经受加热后,便可以得到氯气。
3.素和氯水的反应
尿素和氯水也可以反应制备氯气。
先将尿素加入容器中,然后接着加入氯水,注意仔细控制其量,以免失控。
在经过加热后,就可以得到氯气。
4.气体反应法
此外,气体反应法也可以制得氯气。
此方法先将氢气、氧气和氯气流入到高压容器中,然后在高温下引发反应,最后得到氯气。
以上就是氯气的制备方法。
在制备时,用户应该非常小心,遵循
安全的操作步骤,避免造成严重的意外。
此外,应该使用正确的设备,以确保更加安全、高效的制备。
高中化学教案第一册第四章《氯气》教学设计高中化学教案第一册第四章《氯气》教学设计第一节氯气第二课时探究问题框架:1、氯气的性质:氯气能与碱反应吗?生成了什么?2、氯气的制取:(1)氯气的实验室制法如何选用仪器和组装仪器成发生装置:(2)收集到的氯气可能含有什么杂质,如何除去(3)如何除去制取氯气的尾气教师活动学生活动【讲评】上节课布置的探究性问题1、工业上制盐酸还采用点燃的方法还是采用混合光照的反应条件进行?为什么?2、Cl2溶于水是否全部和水反应?请列出事实根据加以证明。
3、在新制的氯水中,含有哪些粒子。
4、如何保存氯水?为什么?【倾听理解】1、必须采用点燃的条件,因为爆炸难以控制,燃烧产生的热量不能加以利用。
2、不是,因为氯气呈黄绿色。
说明还有氯分子存在。
氯气只有一部分与水发生反应。
3、由于部分发生反应,所以在氯水中有Cl2、HClO、Cl-、H+。
4、保存在棕色瓶中,因为次氯酸见光分解【复习引入】研究一种非金属单质,研究它跟一些金属的反应、与某些非金属的反应、与水的反应。
上节课我们已经研究氯气与金属的反应和与H2的反应、还有与水的反应。
今天我们研究氯气水与碱的反应。
【倾听理解】【演示实验】向装有氯气的集气瓶中加入适量的氢氧化钠水溶液,观察现象【设疑】这是为什么黄绿色气体会消失呢?【过渡】氯气与另一个碱――氢氧化钙反应即工业制漂x的原理。
请阅读课本相关部分。
【总结】(1)次氯酸盐比次氯酸稳定,且在一定条件下转化为次氯酸,故次氯酸盐也可用来漂白、杀菌。
(2)由于起漂白、消毒杀菌作用的是HClO,所以往往也可以加入盐酸,以增强漂白、消毒杀菌的作用Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2H ClO【观察】黄绿色气体消失、酚酞的红色褪色【探究】NaOH与氯水中的盐酸和次氯酸反应生成盐,消耗了氯水中的次氯酸和盐酸,使得Cl2与H2O的反应趋于完全,NaOH的量足够,即可使溶液颜色变为无色,上部气体也变为无色。
第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验核心微网络素养新目标,1.学会实验室制取氯气的方法,认识其实验装置的典型性 2.学会Cl -的检验方法和物质检验的须知,培养科学探究意识学 业 基 础 [预习新知]一、氯气的实验室制法 1.反应原理MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 2.仪器装置主要仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
装置如下图。
说明:C 装置的作用是除去Cl 2中的HCl ;D 装置的作用是干燥Cl 2;F 装置的作用是吸收多余的Cl 2,防止污染环境。
3.收集方法(1)向上排空气法(Cl 2密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(Cl 2在饱和NaCl 溶液中的溶解度很小,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
4.尾气处理Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。
二、Cl-的检验1.实验探究(1)操作方法:向未知溶液中先加AgNO3溶液,再加稀HNO3。
(2)现象:产生白色沉淀,加稀硝酸时,沉淀不溶解。
(3)原理:Ag++Cl-===AgCl↓。
(4)加入稀硝酸的目的:排除CO2-3等离子的干扰。
[即学即练]1.判断正误,正确的打“√〞,错误的打“×〞(1)实验室制取氯气,可用稀盐酸代替浓盐酸。
( )(2)实验室制备的氯气常含有氯化氢和水蒸气。
( )(3)氯气有毒,故应排到实验室外。
( )(4)溶液中加入AgNO3溶液有沉淀,说明溶液中一定含Cl-。
( )(5)NaClO中含有氯元素,故向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,可产生白色沉淀。
( )答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×2.欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用( )A.NaOH溶液B.饱和食盐水C.浓硫酸D.石灰水解析:利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。
第八节氯气的制备及性质氯气的战争:在第一次世界大战期间,德军在比利时的伊普雷战役中使用了用氯气制造的毒气弹(180吨液态氯气)。
一阵黄绿色的云雾飘过后,英法联军人人感到胸闷气短,40分钟后约有1.5万人中毒,5000多人死亡。
造成英法联军5000多名士兵中毒死亡,战场周围的大量野生动物也因为中毒相继死去。
但是,群兽中唯独野猪安然无恙。
于是,专家迅速进行了实地考察和研究,发现当野猪嗅到强烈刺激的气味后,就习惯地用嘴巴用力拱地,被拱后颗粒疏松的泥土,对毒气起到了过滤和吸附的作用。
野猪巧妙地利用大自然赐予的防毒工具,在这场化学战中幸免于难。
于是,科学家们不久后就仿照猪嘴的外形设计,制造出了第一批防毒面具,并一直沿用至今。
一、氯气的物理性质氯气分子是由两个氯原子构成的双原子分子。
通常状况下,氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体,1体积水可以溶解大约2体积的氯气。
在压强为101KPa,温度为—34.6度时,氯气变成液氯。
继续将温度冷却到—101度时,液氯变成固态氯。
常温常压下干燥的氯气不与铁反应,因此通常将液氯存于钢瓶中,便于运输、储存和使用。
人吸入少量氯气会使鼻子和呼吸道粘膜受到刺激,引起胸部疼痛和咳嗽,吸入大量氯气会中毒死亡。
中毒后由于缺氧、肺动脉高压以及植物神经功能障碍等,可导致心肌损害及心律失常。
眼损害:氯可引起急性结膜炎,高浓度氯气或液氯可引起眼灼伤。
皮肤损害:液氯或高浓度氯气可引起皮肤暴露部位急性皮炎或灼伤。
吸入气体者立即脱离现场至空气新鲜处,保持安静及保暖。
眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗。
三、氯气的实验室制法1、反应原理:MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O6HCl(浓)+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O14HCl+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O4HCl+Ca(ClO)₂=CaCl₂+2H₂O+2Cl₂↑{此反应需要的盐酸很稀,1mol/L便可以剧烈反应。
专题3 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时 氯气的制备、性质及应用一、氯气的发现与制备 1.氯气的发现与命名:项目 年代 国家 名字 发现者 1774年 瑞典 舍勒 命名者1810年英国戴维2.氯气的实验室制备方法: (1)反应原理MnO 2+4HCl(浓)=====△ MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
(2)实验装置①A 装置为气体发生装置,作用是制备气体。
②B 装置为收集装置,作用是收集气体。
③C 装置为尾气处理装置,作用是吸收多余Cl 2。
3.Cl 2的工业制备——氯碱工业: (1)电解装置和反应现象(2)反应方程式:2NaCl +2H 2O=====通电 2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
1.实验室制取氯气时,由于反应条件是“浓盐酸”和“加热”,生成的Cl 2中含挥发出来的HCl 气体和水蒸气,若实验室要制取纯净、干燥的Cl 2,如何除去Cl 2中的杂质并干燥?提示:用饱和食盐水除去Cl 2中的HCl ,并用浓硫酸干燥。
2.(知识关联)工业上制取氯气使用的是电解饱和食盐水的方法,电解饱和食盐水的时候,主要产生的是氢气、氯气和氢氧化钠,请从物质分类的角度对三种物质进行分类。
提示:氢气和氯气属于单质,氢氧化钠是碱。
二、氯气的性质及应用 1.氯气的物理性质: 颜色 密度 气味 毒性 状态 溶解性 特性 黄绿 色比空 气大刺激性 气味有毒气体1体积水约能溶 解2体积氯气易液 化2.Cl2的化学性质——活泼非金属单质:(1)Cl2与金属的反应(2)Cl2与H2反应氢气在Cl2中燃烧,其化学方程式为H2+Cl22HCl,工业利用此法制盐酸。
(3)氯气和水的反应化学方程式:Cl 2+H2O HCl+HClO(4)氯气和碱的反应①氯气和氢氧化钠、氢氧化钙的反应②漂白粉主要成分Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca(ClO)2,漂白原理Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
氯气的制取以及氯水的制备和取用一体化设计甘肃省兰州市教育科学研究所(730046)吴正帅省兰州市第中学(730020) 滕立玲1问题的提出的性质是 其化合物的重要内容,氯实验是中学化学学习中的重要实验。
人教版普通高中课实验教《化学》必修1第4章第2集在海水中的一一氯,涉及了氯的制备、氯气的性质实验和 的性质实验。
因为 有毒,教材只是 学史话和思考的形式介绍了实验室制,而 的实验室制取装大,的量也较大,不 理,所大多数教师不会在教室现场制。
:都是由化学实验员在实验室 制备好,任课教师课上,进行实验教学。
笔者在教学实践中,尝试进行了一种简单易行、安全环保的制的方,的制取与制备和取用集成 ,方便实验教学。
现 的实验 介绍如下,供广大一线化学教师和化学实验员参考借鉴。
2氯气的制取21实验材料锥形瓶、小试管#集气瓶中)、离心试管、小药瓶、集气瓶、、单孔橡皮塞、玻璃导管、银、药匙、烧杯、高猛酸钾固体、氯酸钾固体、浓盐 酸、6mol/LNaOH 。
2.2实验步骤(1) 取锥形瓶(可用250 mL 锥形瓶、大试管、集气瓶等),向其中加入高猛酸钾固体(或 钾固),在 有浓盐 的小试管( 试管、小药瓶皆可)置于锥形瓶中,上 上配有单孔导管的橡皮塞。
实验装1 。
(2)的 集装 和 理装 ,并以乳胶管与锥形瓶单上的导管连接。
图1氯气的制取实验装置(3)检查装 性,装性良,倾斜锥形瓶,使小试管中的浓盐锥形瓶,反 :,待反应进 段时间后,检验纯度,即集纯净的。
2"实验说明(1) 锥形瓶中加入药品的量可以根据制取气体量的 添加至稍过量。
(2) 本装置省略了添加浓盐 用的分液漏斗或长颈漏斗 装置,装置简单易操作。
(3) 避免了制中因装压强过大使漏斗中溢出。
(4) 本装用V 型试管替代整套装置,实验效果更好。
3氯水的制备和取用3"1 实验铁架台(带铁圈、铁架)、3 000 mL 试剂瓶、双孔橡皮塞、玻璃导管、乳胶管、止水夹、试剂瓶、J 3"2 实验步骤(1) 用装过酸(盐酸、硫酸、醋酸)的3 000 mL试剂瓶洗 ,配上带导管的橡皮 乳胶管、止水夹①②的双孔胶塞(可以用5),并盛上适(2) 按实验室制的 制 ;导管长进短出(长管进氯气、短管排尾气)实验装置如2(基金项目:本文系甘肃省教育科学“十三五”规划2019$度w 点课题“初中化学教师教学研究能力的现状及对策研究以兰州市为例"课题立项号GS[2O19]GHBZOO5),兰州市教育科学“十三五”规划2019年度规划课题“初中化学教师教学研究能力的现状及对策 研究"课题 号LZ[2019]GH904)阶 研究成果。
浅析氯气,溴水和氯水的实验室快捷制法概要:在中学教材中,氯气的实验室制法是浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应,生成氯气。
液溴具有强烈的刺激性,取液溴配溴水是件非常不容易的操作。
我想出办法不取液溴就能制溴水。
实验室制氯水是把氯气通入蒸馏水中制成的,虽然通入氯气时间较长,但制得的氯水中氯分子含量少,颜色较浅。
氯气的快捷制法因为反应慢,在中学实验室中通常并未采用这种方法制氯气。
一般情况下,中学实验室利用浓盐酸和高锰酸钾反应制取氯气,反应不需要加热就可以进行,反应速度比第一种方法快得多。
当然,在反应过程中反应速度会减慢,这时加热会提高反应速度,通常这种加热时有必要的。
但是在反应过程中反应容器壁上会牢固附着上不容水的二氧化锰,一般用浓盐酸洗,这会产生有毒的氯气。
我发现用浓盐酸和氯酸钾制氯气比前两种方法都好。
一是这种方法根本不需要加热就能进行,并且反应速度是最快的;二是在反应过程中不会有难容产物附着在容器壁上;三是这种方法能使反应物中的所有氯元素全转化到氯气中,不仅节省原料而且提高了产率,而前两种方法中,反应物中的氯元素只有一部分转化到氯气中。
但用浓盐酸和氯酸钾制得的氯气并不纯净,其中含有盐酸小液滴,后来改用浓硫酸(或用浓度在80%以上的稀硫酸)氯化钠和氯酸钾制氯气,制得的氯气较纯净。
该反应的原理是氯酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,可把氯化钠中的氯离子氧化成零价的氯元素。
溴水的快捷制法液溴具有强烈的刺激性,取液溴配溴水是件非常不容易的操作。
我想出办法不取液溴就能制溴水。
其具体过程如下,取适量固体氯酸钾和溴化钾,再加适量的浓盐酸或硫酸,目的是氯酸钾中的氯酸根离子在酸性条件下有强氧化性,从而氧化溴化钾生成溴分子。
待反应进行几秒钟后,加入适量的蒸馏水,蒸馏水立即变成橙黄色液体,接着迅速弃去底部未反应的固体氯酸钾和溴化钾,剩下的橙黄色液体就是溴水,控制加水量可制得饱和溴水(溶液底部沉有液溴)。
然而这种方法制得的溴水是有杂质的。
氯气的制备和性质实验一体化实验改进人教版高中化学必修一第84页在讲述氯气漂白性时,用两个实验来验证干燥的氯气没有漂白作用而湿润的氯气有漂白作用。
实验需要事先制备氯水和干燥的氯气,步骤烦琐,而且装置繁杂,组装麻烦。
为了克服上述不足,本文使用微型化仪器对实验进行改进,并进一步探究氯气的氧化性和褪色性能(使品红溶液褪色且加热颜色不恢复),现象非常明显,有利于学生对氯气性质的理解、掌握,符合新课程化学实验教学的要求。
一、原实验装置的不足之处1.需要事先制备氯水和干燥的氯气;2.实验过程污染空气,影响师生健康;3.实验操作烦琐,无法让学生有良好的实验体会。
二、实验改进装置图三、氯气漂白性质实验的步骤1.按图连接装置;2.检查装置气密性;3.按图往实验仪器中添加适量药品;4.开始实验并记录实验现象;5.用酒精灯加热V形侧泡反应管中的品红溶液并观察实验现象。
四、实验改进原理及特点介绍1.改用微型装置,符合新课程要求,操作简单安全,能变原本教师进行的演示实验为学生亲自动手的自主探究实验,适合学生实验,便于观察,有利于逐步培养学生的实验操作技能,强化化学实验教学中的素质教育和创新教育,培养具有创造能力的人才。
2.使用注射器加料,操作方便,便于控制反应物的用量;使用有色布条,使整个实验过程更直观。
3.探究氯气氧化性的实验原理为:所以实验过程中可观察到沾有含有淀粉的KI溶液的棉花先变蓝而后褪色,可引导学生进一步思考为什么会褪色,进一步探究实验原理,巩固人教版高中化学必修一第二章第三节氧化还原反应的内容。
4.探究氯气的漂白性,首先能使湿润的红色布条褪色,再则使V形反应侧泡管中少量的品红溶液褪色;用酒精灯加热已褪色的少量品红溶液,观察到溶液颜色不恢复,为后面二氧化硫使品红溶液褪色的不同的反应机理的学习做铺垫。
5.该实验集氯气的制取、漂白实验和尾气处理为一体,不排放毒气,环保无污染,不会对师生健康产生影响,还能加强学生环境保护的意识。
第一单元| 氯、溴、碘及其化合物第一课时 氯气的生产原理及其性质—————————————————————————[课标要求]1.了解氯气的工业制法。
2.掌握氯气的实验室制法。
3.了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。
4.了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。
,1.工业上采取电解饱和食盐水的方法制取Cl 2,反应的化学方程式为2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
与电源正极相连的石墨棒上产生Cl 2,与电源负极相连的铁棒上产生H 2和NaOH 。
2.实验室制取Cl 2反应的化学方程式为MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+2H 2O +Cl 2↑。
3.氯气是一种黄绿色、有毒的气体。
4.氯水的成分——“三分子、四离子”。
“三分子”为Cl 2、H 2O 、HClO ;“四离子”为H +、Cl -、ClO -、OH -。
氯气的生产原理1.海水中的化学物质 (1)元素种类:80多种。
(2)氯化物:主要为氯化钠,其次为氯化镁、氯化钙、氯化钾等。
(3)溴元素:被称为“海洋元素”,原因是:99%以上的溴蕴藏在海水中。
(4)碘元素:含量丰富,达8×1010 t 。
2.氯气的工业制法以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。
(1)氯气的制备原理:反应的化学方程式为2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
(2)实验室电解饱和食盐水 ①实验装置:②实验现象:a .接通电源,片刻后,U 形管两端电极上都有气泡产生,并且不断增多。
b .通电一段时间,然后用小试管套住a 管,收集U 形管左端产生的气体。
2 min 后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,发出轻微的爆鸣声,说明产生的气体是氢气。
c .取一支小试管,用向上排空气法收集从b 管导出的气体,气体呈黄绿色。
d .关闭电源,打开U 形管两端的橡皮塞,分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,U 形管右端无变化,左端溶液变红。
高中化学氯制备教案
实验名称:氯气的制备与性质
实验目的:通过本实验,学生能够了解氯气的制备方法、性质以及用途。
实验材料:氯化钠(NaCl)、浓硫酸(H2SO4)、漏斗、试管、酒精灯、架子、钳子、玻璃试管、水盆、盖玻璃板。
实验步骤:
1. 取一根玻璃试管,将其装入漏斗中,漏斗口向下,漏斗嘴部分略高于试管。
2. 称取适量氯化钠(NaCl),加入玻璃试管中,约占试管的1/3。
3. 在试管中加入浓硫酸(H2SO4),注意要慢慢地加入,并且避免溅射。
4. 使用酒精灯将试管底部加热,使试管中的氯化钠与硫酸发生反应,产生氯气。
5. 观察试管中的气体,可以看到气体呈现淡黄色。
6. 若需要采集氯气进行实验,可以使用气体收集瓶。
实验注意事项:
1. 操作时要注意安全,避免硫酸和氯气的接触,以免产生有毒气体。
2. 实验结束后,要及时处理废液,注意环境保护。
实验原理:氯气的制备反应为NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl。
氯气呈淡黄色,具有刺激性气味。
氯气可以作为氧化剂使用,也可用于杀菌消毒。
拓展实验:学生可以尝试用氯气处理含有有机物的废水,观察其脱色效果。
实验结果:通过本实验的操作,学生可以获得氯气,并且了解氯气的性质,为学生理解气体的制备方法和用途提供实际参考。
——氯水、氯气的制备1.下列实验过程中,不会产生气体的是( )解析:选C 新制氯水中含有次氯酸,光照条件下次氯酸分解生成氧气,A不符合题意;新制氯水呈酸性,NaHCO3与氯水反应生成二氧化碳气体,B不符合题意;氯水与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水,不会生成气体,C符合题意;Na2O2与水反应生成氧气,D不符合题意。
2.下列物质能使紫色石蕊溶液由紫色变红又褪色的是( )①Cl2②盐酸③氯水④盐酸酸化的漂白粉⑤木炭⑥Na2O2A.①③④B.①②③⑥C.②③④D.①③④⑤⑥解析:选 A ①Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红,次氯酸的强氧化性能使溶液褪色;②盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红,不能褪色;③氯水中含盐酸和次氯酸,能使紫色石蕊溶液由紫色变红,后褪色;④盐酸酸化的漂白粉中含有盐酸和次氯酸,能使紫色石蕊溶液由紫色变红,后褪色;⑤木炭不能使紫色石蕊溶液变红;⑥Na2O2与水反应生成碱,使紫色石蕊溶液变蓝。
3.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO解析:选D 新制氯水中含有“三分子四离子”[Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-(少)],溶液呈浅黄绿色,说明有Cl2,A正确;加入AgNO3溶液有AgCl沉淀生成,说明有Cl-,B正确;Cl2与水反应生成HCl和HClO,H+与NaHCO3反应生成CO2,说明有H+,C正确;氯水中氯元素主要以Cl2分子形式存在,Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,D错误。
4.下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氯化锰的实验,能达到实验目的的是( )A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液D.用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl2·4H2O解析:选C 用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,A不能达到实验目的;气体通过乙装置时应长进短出,除杂试剂应选用饱和食盐水,B不能达到实验目的;二氧化锰不溶解,C 能达到实验目的;蒸干溶液会引起MnCl2·4H2O分解,D不能达到实验目的。
氯水简易制取法氯水是一种具有杀菌消毒作用的化学物质,常用于水处理、游泳池消毒以及家庭清洁等场合。
而在实验室中,制备氯水也是常见的实验操作。
本文将介绍一种简易制取氯水的方法。
制备材料:1. 干净的玻璃容器2. 食盐(氯化钠)3. 白醋(醋酸)4. 水5. 醋酸酐(可选)步骤:1. 准备玻璃容器:选择一个干净的玻璃容器作为制备氯水的容器。
确保容器没有油脂或其他污垢,以免影响氯水质量。
2. 氯化钠溶解:将适量的食盐(氯化钠)加入到容器中。
一般来说,每500毫升水溶液中加入约40克的食盐即可。
搅拌溶解食盐,直到完全溶解。
3. 醋酸酐添加(可选):如果希望加快反应速度,可以向溶解的氯化钠中加入适量的醋酸酐。
醋酸酐可作为催化剂,加速氯化钠和醋酸反应生成氯气的过程。
但注意醋酸酐是有机溶剂,具有挥发性,需注意使用时的通风环境。
4. 醋酸溶液添加:将适量的醋酸缓慢加入到容器中,同时搅拌,使其与氯化钠均匀混合。
一般来说,每500毫升水溶液中加入约20-30毫升的醋酸即可。
醋酸的加入有助于生成氯离子,并在反应中起到稳定氯水的作用。
5. 加水稀释:将容器中的水加满至预定体积。
一般来说,每500毫升水溶液中加入约400毫升的水即可。
同时,再次搅拌使溶液均匀稀释。
6. 反应与储存:放置玻璃容器,在光照充足的环境下静置数小时,待反应完成。
制得的氯水为无色液体,但具有辛辣气味。
将制备好的氯水储存在密封容器中,远离儿童和火源。
注意事项:1. 制备氯水时应注意实验室室内的通风情况,确保安全操作。
2. 由于氯水具有刺激性气味和可腐蚀性,制备和使用时应佩戴防护眼镜和手套。
3. 氯化钠和醋酸均为常见化学品,需储存在干燥、遮光的环境中,远离火源和可燃物。
4. 注意避免将氯水接触到皮肤、眼睛和口腔等敏感部位。
5. 不要直接闻氯水的气味,以免刺激呼吸道。
总结:通过以上简易制取氯水的步骤,我们可以轻松地在实验室或家庭中制备出具有消毒杀菌作用的氯水。
第13讲 氯气的制取与性质【学习目标】1.初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。
2.学会实验室制取氯气的方法。
3.了解氯气的物理性质和化学性质。
4.了解氯水的成分和性质。
【基础知识梳理】 一、氯气的发现1.氯元素在自然界中的存在在自然界中,氯元素全部以化合态的形式存在。
海水中蕴含丰富的氯元素,它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。
2.氯气的发现1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。
1810年,英国化学家戴维仔细研究了这种气体,并将其命名为氯气。
二、氯气的实验室制法 1.反应原理实验室常用MnO 2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气,化学方程式: MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
2.仪器装置(1)气体发生装置类型:固+液――→△气。
(2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。
3.收集方法用向上排空气法,理由是氯气与空气不反应且密度比空气的大。
4.尾气处理烧杯内盛放的液体是NaOH 溶液,其作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【例1】有关实验室制取氯气的说法中,正确的是( )A .能用排水法收集氯气B .如果加入足量的MnO 2,盐酸将会完全反应C .可以用澄清石灰水来吸收氯气D .如果加入足量的浓盐酸,MnO 2将会完全反应答案:D解析:A.氯气可溶于水,不能用排水法收集,错误;B.实验室制取氯气时,必须用浓盐酸,盐酸变稀后不再与MnO 2反应,错误;C.由于Ca(OH)2微溶于水,石灰水的浓度较小,只能不宜用石灰水吸收氯气,错误;D.当浓盐酸足量时,MnO 2会完全与浓盐酸反应,正确。
故选D 。
三、氯气的工业制法1.实验探究——模拟工业制备氯气(1)按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。
①接通电源,观察铁棒和石墨棒上发生的现象。
通电一段时间后,将小试管套在a 管上,收集U 形管左端产生的气体。
2.2.2 氯气的实验室制备【学习目标】1.通过实验室制氯气的实验操作,构建气体制备思维模型(重、难点)。
【课前自主生疑】阅读教材p48——49,思考问题如下:1.初中学习过制取气体的装置包括哪两个部分?2.如何选择气体发生装置?3.如何选择气体收集装置?课前自测:判断正误(1)氯气可以用排水法收集()(2)多余的氯气可以排放到空气中()【课中互动解疑】【任务一】化学史情景的启示【任务二】认识氯气的实验室制法时间活动过程7’5’1.实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气(教材48页)【反应原理】【书写表达】将上述反应方程式改写成离子方程式【全面剖析】该反应的氧化剂:;浓盐酸的作用:;氧化剂和还原剂个数之比:。
结合反应原理,判断气体发生装置类型为。
【观察思考】观察教材48页,实验室制取氯气的装置示意图,思考下列问题【问题1】此反应选择什么仪器作为反应容器呢?【问题2】既可存放盐酸又可分次滴加的仪器是什么?【问题3】这样制得的氯气是干燥纯净的氯气吗?有哪些杂质呢?【方法导引】阅读课本49页方法导引,在制取气体时我们根据实际要求,可以增加除杂装置和尾气处理装置【问题4】除去气体中杂质的装置是什么?【问题5】先除去哪种杂质气体呢?5’5’【问题6】要达到最佳洗涤或干燥效果,从洗气瓶的哪端进入气体?【问题7】收集氯气能用排水法吗?为什么?【问题8】利用排气法收集氯气时应该从哪端进气?【问题9】多余的氯气能直接排放到空气中吗?【思考交流】制取氯气还可以用什么方法来收集氯气?【小组探讨】如何验证氯气已收集满?①观察法:②湿润的淀粉KI试纸:若出现淀粉KI试纸,则证明已集满。
原理为Cl2+2KI===2KCl+I2,置换出的I2遇淀粉。
③湿润的蓝色石蕊试纸:若出现,则证明已集满。
【模型建构】实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气装置【思考交流】实验室在氯气制取过程中如何进行仪器的组装?【实验步骤】(1)仪器的安装:顺序——由下而上,从左到右(2)检查装置气密性;(3)添加药品:顺序——先固后液,先下后上5’(4)缓缓加热:因为浓盐酸具有强烈的挥发性(5)结束实验:【知识拓展】制备实验的二意识、三原理、四过程二意识:安全意识与环保意识三原理:反应原理、装置原理、操作原理四过程:气体发生过程、净化过程、收集过程、尾气处理过程【模型建构】实验室中制取气体装置的连接顺序及选择装置的原则【解决问题】实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气【问题1】已知稀盐酸与MnO2不反应,含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,能生成71 g Cl2吗?【问题2】氯气有毒,实验中处理尾气能否用饱和石灰水代替NaOH溶液,为什么?【拓展应用】实验室制取氯气的其他方法用KMnO4、KClO3、NaClO、等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:①2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O③NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O【评价练习】1.实验室制取氯气时,如图所示操作正确的是()3’A.用图1装置制取少量氯气B.用图2装置除去氯气中混有的少量氯化氢C.用图3装置制取氯气D.用图4装置干燥氯气2.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—f我的收获一、知识层面【课后内化迁移】 题组一 氯气的实验室制法1.(2023·广东江门高一期中)实验室里利用MnO 2和浓盐酸制备Cl 2。
氯气的制备方法氯气是一种常见的化学物质,广泛应用于各个领域,包括水处理、制药、卫生消毒等。
在本文中,我们将介绍一种常见的氯气制备方法。
氯气的制备最常用的方法是通过电解食盐水。
这是一种简单而高效的方法,可以在家庭实验室中进行。
首先,准备一定量的食盐和蒸馏水。
将食盐加入蒸馏水中搅拌,直到食盐完全溶解。
这个溶液中的主要离子是氯离子(Cl-)和钠离子(Na+)。
接下来,将溶液倒入电解槽中。
电解槽可以是一个容器,如玻璃杯或塑料容器。
安装两个电极,可以是碳棒、铜片或铝片。
将电极插入电解槽中,确保它们不会相互接触。
将一个电极连接到正极(阳极)并将其连接到电源的正极。
将另一个电极连接到负极(阴极)并将其连接到电源的负极。
当电流通过电解槽时,离子会受到电荷的影响而分解。
氯离子在阳极上接受电子,并产生氯气。
同时,水分子在阴极上失去电子,并产生氢气和氢氧离子。
2Cl-(aq)→ Cl2(g)+ 2e-2H2O(l)+ 2e-→ H2(g)+ 2OH-(aq)氯气气体会在阳极附近集聚,可以使用一个导管将气体导出到一个收集器中。
在这个过程中,需要谨慎处理因为氯气有毒,必须确保在有良好通风的地方操作,并戴上适当的防护设备。
为了控制和调节氯气的产量,可以调整电流强度,电流越大,产生的氯气越多。
另外,还可以通过改变电解槽的尺寸和形状来影响产量。
当氯气制备完成后,应该立即停止电流并清理设备。
氯气具有强烈的刺激性气味,直接吸入可能导致严重伤害。
在收集好氯气后,建议将其密封存放,以防止泄漏。
除了电解食盐水,氯气还可以通过其他方法制备。
一种常见的方法是通过煮沸盐酸和过氧化氢来制备氯气。
在这个过程中,将盐酸和过氧化氢混合在一起,然后在密闭容器中加热。
化学反应会产生氯气和水。
2HCl(aq)+ H2O2(aq)→ 2H2O(l)+ Cl2(g)这种方法比电解方法更为简单,但仍然需要谨慎操作,因为盐酸是一种强酸,过氧化氢也有一定的危险性。
综上所述,氯气是一种重要的化学物质,在各个领域有着广泛的用途。
氯水、氯气的制备1.将新制氯水滴入以下溶液中,无明显现象的是()A.氢氧化钠B.硝酸银C.氢硫酸D.石蕊解析:选A氯水能与氢氧化钠溶液反应,但实验现象不明显,A正确;硝酸银与氯水反应生成白色氯化银沉淀,B错误;氢硫酸与氯水反应生成单质硫沉淀,C错误;石蕊遇到氯水先变红后褪色,D错误。
2.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是()A.液氯较氯水的漂白作用更强B.液氯与氯水均有酸性C.液氯是纯净物,氯水是混合物D.液氯是无色的,氯水呈浅黄绿色解析:选C氯水中含有HClO,具有漂白性,液氯不具有,A错误;液氯中不存在H+,则没有酸性;氯水中存在H+,则有酸性,B错误;液氯为纯净物,而氯水为混合物,C正确;液氯是黄绿色的,氯水呈浅黄绿色,D错误。
3.下列实验过程中,不会产生气体的是()解析:选C新制氯水中含有次氯酸,光照条件下次氯酸分解生成氧气,A不符合题意;新制氯水呈酸性,NaHCO3与氯水反应生成二氧化碳气体,B不符合题意;氯水与NaOH 溶液反应生成NaCl、NaClO和水,不会生成气体,C符合题意;Na2O2与水反应生成氧气,D不符合题意。
4.下列物质能使紫色石蕊溶液由紫色变红又褪色的是()①Cl2②盐酸③氯水④盐酸酸化的漂白粉⑤木炭⑥Na2O2A.①③④B.①②③⑥C.②③④D.①③④⑤⑥解析:选A①Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红,次氯酸的强氧化性能使溶液褪色;②盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红,不能褪色;③氯水中含盐酸和次氯酸,能使紫色石蕊溶液由紫色变红,后褪色;④盐酸酸化的漂白粉中含有盐酸和次氯酸,能使紫色石蕊溶液由紫色变红,后褪色;⑤木炭不能使紫色石蕊溶液变红;⑥Na2O2与水反应生成碱,使紫色石蕊溶液变蓝。
5.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO解析:选D新制氯水中含有“三分子四离子”[Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-(少)],溶液呈浅黄绿色,说明有Cl,A正确;加入AgNO3溶液有AgCl沉淀生成,说2明有Cl-,B正确;Cl2与水反应生成HCl和HClO,H+与NaHCO3反应生成CO2,说明有H+,C正确;氯水中氯元素主要以Cl2分子形式存在,Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,D错误。
6.下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氯化锰的实验,能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液D.用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl2·4H2O解析:选C用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,A不能达到实验目的;气体通过乙装置时应长进短出,除杂试剂应选用饱和食盐水,B不能达到实验目的;二氧化锰不溶解,C能达到实验目的;蒸干溶液会引起MnCl2·4H2O分解,D不能达到实验目的。
7.某同学设计了用氯气制取无水氯化铁(易升华)的相关装置,其中设计正确且能达到相应目的的是()A.用装置①制取氯气B.用装置②除去Cl2中的HClC.用装置③干燥氯气D.用装置④制取并收集FeCl3解析:选D稀盐酸和二氧化锰不反应,所以不能实现实验目的,A错误;氯气和氯化氢都能与NaOH溶液反应,HCl极易溶于水,所以应用饱和食盐水除去氯气中的HCl,B错误;氯气能与碱反应,应该用酸性物质干燥,如P2O5,C错误;氯气和铁在加热条件下反应生成氯化铁,氯化铁是固体,D正确。
8.(2019·泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。
其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。
某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl 2与炭粉、TiO 2制备TiCl 4。
下列说法不正确的是()A .②中应盛装饱和食盐水B .冷凝管有冷凝、回流和导气的作用C .反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热D .该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置解析:选A 已知四氯化钛极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,故A 错误;TiCl 4的熔、沸点较低,制得的TiCl 4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,故B 正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl 4在氯气氛围中冷却,防止空气进入装置中使TiCl 4变质,故C 正确;因四氯化钛极易水解,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,故D 正确。
9.二氯化二硫(S 2Cl 2)是一种常用于橡胶硫化、有机物氯化的试剂,甲同学查阅资料:①将干燥的氯气在110~140 ℃间与硫反应,即可得S 2Cl 2粗品;②有关物质的部分性质如表所示:设计如图所示实验装置在实验室合成S 2Cl 2:回答以下问题:(1)仪器A 的名称是________。
(2)B 中所发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________。
(3)C 装置的作用是____________________________________________________。
(4)S 2Cl 2粗品中可能混有的杂质是________________________________________。
(5)乙同学发现,该装置中除了E 处的温度不能过高外,还有一处重大缺陷需改进,否则会导致S 2Cl 2的产率大大降低,原因是______________________________(用化学方程式表示);请简要提出改进方案______________________________________________。
(6)H 中的溶液可以选择下列试剂中的________(填序号)。
①碳酸钠溶液 ②氯化铁溶液 ③亚硫酸钠溶液④高锰酸钾溶液解析:(1)由装置图可知A 为分液漏斗。
(2)在装置B 中制取氯气,离子反应方程式为MnO 2+4H ++2Cl -=====△Mn 2++Cl 2↑+2H 2O 。
(3)在E 中干燥纯净的Cl 2与S 发生反应,而B 中制取的Cl 2中含有HCl 杂质,除杂后气体还需要干燥,故C 中盛有饱和食盐水以除去HCl ,D 中盛有浓硫酸以干燥氯气。
(4)结合题给信息,S 2Cl 2能与Cl 2反应生成SCl 2,知S 2Cl 2粗品中可能混有的杂质有S 、SCl 2、Cl 2。
(5)观察装置图可知,H 中水蒸气可进入G 中,发生反应:2S 2Cl 2+2H 2O===3S ↓+SO 2↑+4HCl ,导致S 2Cl 2产率降低,可在G 和H 之间增加干燥装置。
(6)H 是除氯气装置,氯化铁和高锰酸钾都不与氯气反应,①③符合题意。
答案:(1)分液漏斗(2)MnO 2+4H ++2Cl -=====△Mn 2++Cl 2↑+2H 2O (3)除去Cl 2中的HCl 杂质(4)S 、SCl 2、Cl 2(5)2S 2Cl 2+2H 2O===3S ↓+SO 2↑+4HCl 在G 和H 之间增加干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)(6)①③10.二氧化氯(ClO 2)是一种新型的环保饮用水消毒剂,某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知:①常温下,亚氯酸钠(NaClO 2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯;②常温常压下,ClO 2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。
回答下列问题:(1)制备干燥、纯净的氯气:气体发生装置是__________(填字母),反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)制备二氧化氯:导管口连接顺序为a →______________→n →p →j 。
本实验选择装置I 而不选择装置H 的原因是______________________________________________________。
(3)写出装置G 中发生反应的化学方程式: _________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)装置E 的作用是_____________________________________________________。
(5)请设计简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性: _______________________________________________________________________________________________。
(6)二氧化氯还会与H 2O 2和NaOH 的混合溶液反应,其产物之一是NaClO 2。
写出该反应的化学方程式: __________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)若用MnO 2作氧化剂制备Cl 2,则气体发生装置应选取装置A ,因该反应需加热;若用KMnO 4作氧化剂,则气体发生装置应选取装置B ,因该反应不需要加热。
反应的离子方程式分别为MnO 2+4H ++2Cl -=====△Mn 2++Cl 2↑+2H 2O 、2MnO -4+16H ++10Cl -===2Mn 2++5Cl 2↑+8H 2O 。
(2)制备ClO 2的过程:制备Cl 2,除去Cl 2中HCl 杂质,用装置C 中的浓硫酸进行干燥,用装置G 中的NaClO 2与Cl 2反应生成ClO 2和NaCl ,用装置E 中的CCl 4除去多余的Cl 2,用装置F 收集ClO 2,用装置I 吸收有毒尾气,装置I 还起到防止空气中的水蒸气进入到装置F 中的作用。