第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验
学业要求 1.能利用氯元素的价态变化设计氯气的实验验室制法，以培养学生宏观辨识和微观辨析室制法。 的能力。 2．能根据氯离子的性质设计实验进行氯离子2．能根据氯离子的性质设计实验进行检验，检验。 培养学生科学探究与创新意识。 核心素养对接 1.通过利用氯元素的价态变化设计氯气的实
[知 识 梳 理]
知识点一 氯气的制法
工业上常用电解饱和食盐水来制备氯气，那么实验室呢？ 1．氯气的实验室制法 (1)反应原理
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实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2
＋－△2＋
＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式为MnO2＋4H＋2Cl=====Mn＋Cl2↑＋2H2O。
(2)实验装置
装置A中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体；可减少Cl2在H2O中的溶解 装置B中浓硫酸的作用是干燥Cl2；
烧杯中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2、以防污染环境。
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Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
2．氯气的工业制法
电解
工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 知识点二 Cl的检验
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工业上用这样的设备检验氯离子，那么实验室呢？ 带着这个问题，结合课本完成下列知识点： 1．实验探究
实验现象 加入AgNO3溶液 稀盐酸 NaCl 产生白色沉淀 溶液 2Ag＋CO3===Ag2CO3↓ Na2CO3 产生白色沉淀 溶液 H2O 产生白色沉淀 自来水 Cl2消毒 蒸馏水 无明显现象 沉淀不溶解 Ag＋Cl===AgCl↓ ＋－＋2－离子方程式 加入稀硝酸 沉淀不溶解 沉淀不溶解 Ag＋Cl===AgCl↓ Ag＋Cl===AgCl↓ ＋－＋－产生白色沉淀 沉淀溶解 Ag2CO3＋2H===2Ag＋CO2↑＋＋＋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CO3等离子的干扰。 微判断
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2－
＋
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(1)溶液中加入AgNO3溶液有沉淀，说明溶液中一定含Cl。( )
(2)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)× 微训练
1．下列检验Cl的方法正确的是( )
A．在某溶液中滴加AgNO3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AgNO3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AgNO3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HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl 解析 可能有CO3、PO4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
2．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有( ) A．Cl、SO4 C．Cl、CO3
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B．Cl、NO3 D．Cl、OH
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解析 根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO3和Cl。 答案 C
3．某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是( ) A．饱和的石灰水 B．饱和的食盐水 C．自来水 D．烧碱溶液
解析 虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，
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且氯气的溶解度较小，用自来水吸收效果不好，C项错误。 答案 D 微思考
1．含7.3 g HCl的盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气总小于3.55 g，为什么。 提示 浓盐酸的浓度随着反应的进行逐渐变稀，变为稀盐酸以后不再与MnO2反应。 2．用什么来检验Cl2已收集满。
提示 可用湿润的淀粉－KI试纸来检验。
学习任务1 氯气的实验室制法
【情景素材】
氯气的发现史
舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(二氧化锰)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到一种由衷的快乐。
舍勒制备出氯气以后，把它溶解在水里，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气以后，到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine，这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。我国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。
请写出舍勒制取Cl2的反应原理的化学方程式，除MnO2外还有哪些试剂能氧化浓盐酸制得氯气？
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提示 MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，除MnO2，也可用KMnO4、K2Cr2O7等氧化浓盐酸制得氯气。
1．反应原理
△＋－△
化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋2Cl=====Mn＋2H2O＋Cl2↑。
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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2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。不需要加热 2．实验装置
(1)发生装置(Ⅰ)
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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 C D (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KI－淀粉试纸检验。将湿润的KI－淀粉试纸放在集气瓶口，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。
②F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。
【例题1】 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：
盛放试剂 饱和氯化钠溶液 浓硫酸 试剂的作用 除去氯气中的氯化氢 干燥氯气 5
高中化学 第2章 第2节 第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验教案 新人教版必修第一册
