实验室制取氯气装置图

【情境引入】氯气的实验室制取在2018年高考、2020年高考题目中均有涉及，说明其在高考中占有比较重要的地位【任务一】氯气的实验室制法【情景问题】1、一套完整的气体制备装置包括哪些部分？2、如何在实验室中制取氯气，我们需要注意哪些事项呢？【知识呈现】一．气体制备装置包括：气体发生装置气体净化装置气体收集装置尾气处理装置二、氯气的实验室制法1、反应原理：2、注意事项：（1）实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸，是因为：（2）滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗塞子（或使分液漏斗盖上的小孔），目的是：（3）饱和食盐水的作用：浓硫酸的作用：装置特点：（4）排空气法收集装置特点：（5）如何验满：（6）尾气处理装置中的方程式为：【演练获得】1、实验室用下图所示装置来制取少量氯气，下列说法正确的是()A.圆底烧瓶中加入的是稀盐酸B. C 瓶的作用是收集氯气C. F瓶中加入澄清石灰水溶液吸收多余的氯气D. 用该装置制取氯气前需检查装置的气密性【归纳小结】1、实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2的注意事项(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。

(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。

(3)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。

(4)收集氯气时，还可以用排饱和食盐水法，但是应该短管进，长管出。

【拓展提升】(2020年全国卷三改编)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。

实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。

回答下列问题：(1)b中采用的加热方式是________，c中采用冰水浴冷却的目的是。

化学反应的离子方程式是。

(2)若将发生装置中的酒精灯撤除（无加热装置）该加什么试剂呢？【归纳小结】实验室也可以利用强氧化剂与浓盐酸反应制取Cl2，例如：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OKClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2OCa(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O【任务二】氯气的综合实验【演练获得】Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。

氯气的实验室制法及氯离子的检验【教学目标】1、掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置2、掌握Cl－的检验方法【知识梳理】一、氯气的实验室制法1、反应原理：1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，发现有黄绿色气体生成，反应为4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2)(1)试剂的选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。

氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。

如：MnO2＋4HCl(浓)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(2)装置的选择：实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置2、气体的发生装置(1)气体发生装置类型：固体＋液体气体(2)发生装置所用仪器的名称：分液漏斗、圆底烧瓶(3)实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶3、气体的净化装置：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，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。

同时注意除杂的先后顺序：先除HCl气体，再除水蒸气(1)除去Cl2中少量的HCl气体：饱和食盐水(2)除去Cl2中少量的水蒸气：常用浓H2SO4，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示4、气体的收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。

因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。

Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法5、尾气处理装置：氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置(1)导气管要伸入液面以下(2)氢氧化钠溶液的作用：吸收过量的氯气，防止污染环境6、验满方法(1)观察法：氯气是黄绿色气体(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满(3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满【微点拨】①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液②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 mol③为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发④Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全⑤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【即学即练1】1、将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)()A．等于0.3 mol B．小于0.3 molC．在0.3～0.6 mol之间D．以上结论均不正确2、实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。

氯气和氯化氢（一）氯气1、氯原子结构及氯分子结构 （1）氯原子核内有17个质子，核外有17个电子，其原子结构示意图为：。

可知氯原子最外电子层上有7个电子，且原子半径较小，在化学反应中易得到1个电子。

因此氯原子是很活泼的原子，氯元素是活泼的非金属元素。

（2）氯分子结构 由于氯原子最外层为7个电子，通常状况下两个氯原子共用一对电子形成共价分子Cl 2。

又由于两个氯原子对电子对有相同的吸引力 ，所以在氯分子中共用电子对在两个氯原子正中间。

2、氯气的性质（1）氯气的物理性质①通常状况下是黄绿色有刺激性气味的气体，氯气有毒。

②易液化，氯气在1.01×105 Pa 、－34.6℃时变成液氯。

③氯气的密度比空气的密度大。

④能溶于水，常温时1体积水约能溶解2体积氯气。

（2）氯气的化学性质①氯气与金属的反应2Na+Cl 2===点燃2NaCl （白烟）Cu+Cl 2===点燃CuCl 2 （棕黄色烟）2Fe+3Cl 2===点燃2FeCl 3 （棕褐色烟）氯气还能跟K 、Ca 、Mg 、Al 、Zn 等金属反应。

注意，氯气把Cu 、Fe 氧化到高价态。

②氯气与非金属的反应H 2+Cl 2===点燃2HCl（纯净的H 2在Cl 2中安静地燃烧，产生苍白色火焰，并有白雾生成。

）H 2+Cl 2===点燃2HCl （H 2与Cl 2的混合气光照时爆炸，并产生白雾。

）2P+3Cl 2===点燃2PCl 3 （液体）PCl 3+Cl 2 == PCl 5 （固体）2P+5Cl 2===点燃2PCl 5 （固体）磷在氯气中燃烧时，会产生白色烟雾。

由一些金属、非金属在氯气中燃烧的实验，可知燃烧不一定有氧气参加。

一切发光、发热的剧烈的化学反应，都可以叫做燃烧。

③氯气与水的反应氯气溶于水得到黄绿色溶液——氯水。

在氯水中有一少部分Cl 2与水反应，大部分以Cl 2分子存在，所以氯水中的主要溶质是Cl 2。

Cl 2+H 2O == HCl+HClO新制的氯水中存在Cl 2、H 2O 、HClO 、H +、Cl －、ClO －、OH －等微粒。