第2课时氯气的实验室制法和氯离子的检验(经典导学案)

第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验 学习目标核心素养建构1.掌握氯气的实验室制法。

2．掌握氯离子的检验方法。

3．了解卤素结构与性质。

『知识梳理』一、氯气的制法1．氯气的实验室制法(1)反应原理实验室用MnO 2和浓盐酸加热反应制取Cl 2，反应的化学方程式为MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，离子方程式为MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O 。

(2)实验装置装置A 中饱和食盐水的作用是除去Cl 2中的HCl 气体；装置B 中浓硫酸的作用是干燥Cl 2；烧杯中NaOH 溶液的作用是吸收多余的Cl 2、以防污染环境。

2．氯气的工业制法工业上用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=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

[微自测]1．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．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤解析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。

答案 D二、Cl－的检验1．实验探究2.氯离子的检验方法(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。

[微自测]2．下列检验Cl －的方法正确的是( )A ．在某溶液中滴加AgNO 3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AgNO 3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AgNO 3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HNO 3酸化的AgNO 3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl －解析 可能有CO 2－3、PO 3－4等的干扰，A 错误；加入盐酸，引入Cl －，B 、C 错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl ，由此说明原溶液中有Cl －，D 正确。

答案 D探究一 氯气的实验室制法从实验原理推理实验试剂和条件的选择[探究素材]1．反应原理化学方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，离子方程式：MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋2H 2O ＋Cl 2↑。

也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。

如2KMnO 4＋16HCl(浓)===2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O 。

2．MnO 2与浓HCl 反应特点实验室制备Cl 2注意必须用浓盐酸，MnO 2与稀盐酸不反应。

(1)浓盐酸中，部分Cl －的化合价升高，4 mol HCl 参加反应，被氧化的Cl －为2 mol 。

(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO 2足量时，盐酸不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl 2混合液。

[探究题目]1．实验室制Cl 2的反应为4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，下列说法错误的是( )A ．还原剂是HCl ，氧化剂是MnO 2B ．每生成1 mol Cl 2，转移电子的物质的量为2 molC ．每消耗1 mol MnO 2，起还原剂作用的HCl 消耗4 molD ．生成的Cl 2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl 杂质解析 分析反应4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 可知：A.还原剂是HCl ，氧化剂是MnO 2，故A 正确；B.每生成1 mol Cl 2，转移电子的物质的量为2 mol ，故B 正确。

C.当1 mol MnO 2参加反应，起还原剂作用的HCl 消耗2 mol ，故C 错误。

D.因浓盐酸易挥发，所以生成的Cl 2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl 杂质，故D 正确。

答案 C从实验原理建构气体制备认知模型[探究素材]实验装置1．发生装置(Ⅰ)(1)特点：固体＋液体――→△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 中盛放二氧化锰。

2．净化装置(Ⅱ)组成盛放试剂试剂的作用C 饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D 浓硫酸干燥氯气3.收集装置(Ⅲ)(1)收集方法：向上排空气法(装置E，Cl2的密度大于空气的密度)。

也可用排饱和食盐水法(Cl2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)。

(2)验满方法：用湿润的淀粉－KI试纸检验。

将湿润的淀粉－KI试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。

4．尾气处理装置(Ⅳ)(1)导气管要伸入液面以下。

(2)F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。

[探究题目]2．如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：(1)指出上述图中的各处错误：①____________________________________________；②____________________________________________；③____________________________________________；④__________________________________________。

(2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：①饱和食盐水_________________________________；②浓硫酸_____________________________________；③NaOH溶液__________________________________。

(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。

A ．向烧瓶中加入MnO 2粉末B ．加热C ．向烧瓶中加入浓盐酸(4)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L －1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于 0.06 mol 。

其主要原因有：①____________________________， ②____________________________________________________。

(5)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是______________________。

(6)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是____________________________。

实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的离子方程式是_________________________。

解析 (2)先除HCl ，后干燥，再收集，最后尾气吸收。

(3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。

(4)题中所给盐酸中HCl 的物质的量是 0.24 mol ，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO 2反应，所以产生的Cl 2的物质的量小于0.06 mol 。

(5)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。

(6)利用Cl 2和NaOH 溶液反应除多余的Cl 2。

答案 (1)①用稀盐酸与MnO 2反应 ②没有加热装置 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短颠倒(2)①除去Cl 2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气③吸收多余的氯气(3)ACB(4)①加热使HCl 大量挥发 ②盐酸变稀后不再发生反应(5)将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火(6)MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2ONaOH 溶液 Cl 2＋2OH －===Cl －＋ClO －＋H 2O 、H ＋＋OH －===H 2O从科学探究发展实验创新与应用[探究素材]1．实验室制备Cl2注意事项(1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

(2)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。

(3)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

2．气体净化装置的选择气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。

用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。

[探究题目]3．如图是制取氯化铁粉末所需的装置，已知氯化铁粉末容易吸水生成结晶化合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。

请回答下列问题。

(1)按照气体流向从左到右的顺序连接仪器(填仪器接口)：①接________，________接________，________接________。

(2)烧瓶A中发生的反应中，氧化剂是________(填物质名称)，B中发生反应的化学方程式为_________________________________。

(3)D的作用是_______________________________；E 的作用是______________________________。

(4)应先点燃________(填“A”或“B”)处的酒精灯，理由是________________________________________。

(5)这套实验装置是否完整？________(填“是”或“否”)。

若不完整，还须补充________(若第一空填“是”，则此空不需要作答)装置。

解析 仪器的连接顺序为①→⑦，⑥→④，⑤→②。

其中E 装置用于除去Cl 2中的HCl ，D 装置用于干燥Cl 2；加热时，先点燃A 处的酒精灯制取Cl 2，用Cl 2排净装置内的空气，防止Fe 被空气中的O 2氧化，为防止污染，最后必须处理掉多余的Cl 2。

答案 (1)⑦ ⑥ ④ ⑤ ②(2)二氧化锰 3Cl 2＋2Fe=====△2FeCl 3(3)吸收氯气中的水蒸气 吸收氯气中的氯化氢气体(4)A 使产生的Cl 2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化(5)否 尾气吸收探究二 卤素离子的检验认知回顾氯离子的检验模型[探究素材]溶液中Cl －的检验要排除其他离子的干扰，如CO 2－3、PO 3－4，但它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。