2.4 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 氯離子的檢驗(yàn)（學(xué)生版）

第二章海水中的重要元素——鈉和氯第四講：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法氯離子的檢驗(yàn)“溫故”一、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路初中化學(xué)主要考查兩種常見(jiàn)氣體（O2和CO2）的制備。其中裝置一般分四大部分：發(fā)生裝置、凈化裝置（干燥裝置）、收集裝置和尾氣處理裝置。(1)依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件→氣體的發(fā)生裝置。(2)依據(jù)氣體及其所含雜質(zhì)的性質(zhì)→凈化裝置。(3)依據(jù)氣體的密度、氣體在水中的溶解性，以及是否與水反應(yīng)→收集裝置。(4)依據(jù)氣體的性質(zhì)→尾氣處理裝置。二、制取常見(jiàn)氣體藥品、狀態(tài)及反應(yīng)條件制備氣體實(shí)驗(yàn)藥品、狀態(tài)及反應(yīng)條件O2KClO3和MnO2共熱、KMnO4加熱、H2O2和MnO2CO2石灰石或大理石與稀鹽酸H2Zn與稀H2SO4或稀HCl三、氣體的發(fā)生裝置（一）固＋固（加熱）（圖1）：適用于制備氣體：O2(KClO3和MnO2共熱、KMnO4加熱)、NH3固＋液體（不加熱）（圖2）：適用于制CO2、H2、O2（用Na2O2和H2O、H2O2和MnO2制取O2也用此裝置）四、氣體的凈化（干燥）裝置（一）常見(jiàn)干燥劑及氣體的干燥

液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑常見(jiàn)干燥劑濃硫酸無(wú)水氯化鈣氫氧化鈉、氧化鈣、堿石灰（NaOH與CaO混合物）裝置可干燥氣體H2、O2、CO2、N2、CO、HCl、CH4H2、O2、CO2、N2、CO、HCl、CH4H2、O2、NH3、N2、CO、CH4不可干燥氣體NH3NH3HCl、CO2注意事項(xiàng)a進(jìn)b出（長(zhǎng)進(jìn)短出）a進(jìn)b出（大進(jìn)小出）左進(jìn)右出（二）、常見(jiàn)凈化(包括干燥氣體)裝置注意事項(xiàng)：⑴A為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質(zhì)的裝置。如用灼熱的銅絲除氧氣。⑵B、C一般盛液體藥品，用于洗液。如用濃硫酸除水蒸氣，氫氧化鈉溶液除酸性氣體。氣體由a進(jìn)b出。⑶D一般盛固體藥品。如用堿石灰吸收水或二氧化碳。五、氣體的收集裝置（一）排水法：難溶或不易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。例如：H2、O2、CO、CH4等。排水法的裝置是a，注意導(dǎo)管只能伸入集氣瓶?jī)?nèi)少許，便于導(dǎo)管的取出。（二）排氣法：不與空氣反應(yīng)且密度與空氣相差較大的氣體；又可分為向上排空氣法和向下排空氣法。用排氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)氣管一定要伸入集氣瓶底部，把空氣盡量排出。為了減少空氣擴(kuò)散，集氣瓶口可蓋上毛玻璃片（如圖b）；試管口輕輕塞上一小團(tuán)疏松的棉花（如圖d）⑴向上排空氣法：相對(duì)分子質(zhì)量大于29的氣體。如O2、CO2等，典型裝置是b。⑵向下排空氣法：相對(duì)分子質(zhì)量小于29的氣體。如H2、CH4、NH3等，典型裝置是c。六、尾氣處理裝置通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常用儀器有：⑴a用于NaOH吸收CO2（氣體溶解或反應(yīng)速度不很快，不易引起倒吸）；⑵b用于收集少量氣體然后處理；如多余的CO的處理。⑶c收集極易溶且溶解很快的氣體。如NH3等，這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積，有利于吸收液體對(duì)氣體的吸收。由于漏斗容積較大，從而防止吸收液的倒吸。⑷d用于處理難以吸收（有毒）且可燃的氣體。如H2、CO等。

七、一般實(shí)驗(yàn)步驟及氣體的凈化實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般順序是：連接裝置→檢查氣密性→裝藥品（先固體，后液體）→反應(yīng)→收集氣體（應(yīng)等到裝置中空氣排凈后再收集）。氣體的凈化原則：凈化時(shí)所需氣體不能參加化學(xué)反應(yīng)或因溶解而損失，也不能引入新的雜質(zhì)。凈化的順序一般是除雜在前，干燥在后，干燥后的氣體不能再通過(guò)水溶液。學(xué)以致用1．下圖是初中化學(xué)中常見(jiàn)的儀器和裝置，請(qǐng)認(rèn)真觀察后回答有關(guān)問(wèn)題。（1）B裝置中儀器X的名稱是。（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取并用排水法收集氧氣，可選擇的裝置是。（3）實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制取和收集一瓶干燥的二氧化碳，同時(shí)檢驗(yàn)二氧化碳。請(qǐng)按照氣流從左到右方向，用儀器接口字母表示連接順序；檢驗(yàn)二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)方程式為。2．根據(jù)下圖所示的裝置回答問(wèn)題ABCDE（1）寫出標(biāo)號(hào)=1\*GB3①的儀器名稱_____________。（2）氨氣（NH3）是一種無(wú)色有刺激性氣味，極易溶于水的氣體。實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨晶體和氫氧化鈣粉末混合加熱來(lái)制取氨氣。寫出制取氨氣的化學(xué)方程式___________；選取上述_______（填字母）作為制取氨氣的發(fā)生裝置；

收集氨氣只能選用的裝置為_(kāi)______（填字母），其原因是____________________。3．下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣或二氧化碳時(shí)經(jīng)常用到的儀器，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題。（1）寫出編號(hào)儀器名稱：①；⑧。（2）當(dāng)制取較多量CO2時(shí)，制取裝置的儀器組合是（選填序號(hào)）。①②③④⑤⑥⑦⑧（3）閱讀材料回答問(wèn)題。資料：資料：1.氨氣是有刺激性氣味的無(wú)色氣體，密度比空氣小，極易溶于水，其水溶液顯堿性。2.加熱熟石灰和氯化銨的固體混合物生成氨氣。3.濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙遇到氨氣變藍(lán)色；氨氣遇到濃鹽酸時(shí)冒白煙（生成NH4Cl固體）I.制取氨氣的裝置與實(shí)驗(yàn)室用（選填“高錳酸鉀”或“雙氧水”）制氧氣的裝置相同，還缺少的儀器名稱是，檢查該裝置氣密性的方法是。II.若用右圖裝置收集氨氣，進(jìn)氣口應(yīng)為端（選填“m”或“n”），檢驗(yàn)氨氣集滿的方法是。（4）加熱是最常見(jiàn)的反應(yīng)條件，用酒精燈給試管中的固體加熱時(shí)，試管口稍向下傾斜的原因是?！爸隆币弧⒙葰獾膶?shí)驗(yàn)室制法1．實(shí)驗(yàn)原理：反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。2．儀器裝置(1)裝置特點(diǎn)：固＋液氣。(2)主要儀器：鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、分液漏斗(A)、圓底燒瓶(B)、集氣瓶、燒杯等。裝置如圖所示。3．凈化裝置：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl；D裝置的作用是干燥Cl2。4．收集方法(1)向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。(2)排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小)。5．驗(yàn)滿方法(1)將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。(2)將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。6．尾氣處理Cl2有毒，易污染空氣，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。7．注意事項(xiàng)(1)必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)，無(wú)論MnO2是否足量，鹽酸均不能完全反應(yīng)。(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過(guò)高，減少HCl的揮發(fā)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。(4)尾氣吸收時(shí)，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因?yàn)槌吻迨宜蠧a(OH)2濃度小，吸收不完全。二、氯離子的檢驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象，再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象，填寫下表：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象滴入幾滴AgNO3溶液加入少量稀硝酸稀鹽酸有白色沉淀生成沉淀不溶解NaCl溶液有白色沉淀生成沉淀不溶解Na2CO3溶液有白色沉淀生成沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：檢驗(yàn)Cl－常用AgNO3溶液，一般先在待檢液中滴入適量稀硝酸酸化，排除COeq\o\al(2－,3)的干擾，然后滴入AgNO3溶液，如產(chǎn)生白色沉淀，則可判斷該溶液中含有Cl－。學(xué)以致用1．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用MnO2制取Cl2的敘述不正確的是()A．MnO2與濃鹽酸共熱B．緩慢加熱反應(yīng)C．用向下排空氣法收集Cl2D．多余的Cl2常用較濃的堿液吸收2．下列實(shí)驗(yàn)裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕驅(qū)嶒?yàn)效果的是()ABCD收集氯氣除去氯氣中少量的氯化氫證明氯氣具有漂白性吸收制備氯氣時(shí)的尾氣3．如圖所示儀器可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無(wú)水FeCl3，儀器連接順序正確的是()A．a(chǎn)—b—c—d—e—f—g—hB．a(chǎn)—e—d—c—b—h—i—gC．a(chǎn)—d—e—c—b—h—i—gD．a(chǎn)—c—b—d—e—h—i—f4．已知KMnO4在常溫下與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2，如圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的簡(jiǎn)易裝置，下列敘述不正確的是()A.在試管①中盛有飽和食鹽水，用試管②收集Cl2B.用試管①收集Cl2，試管②可防止NaOH溶液倒吸到試管①中C.③用于吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境D.用該裝置收集到的Cl2中會(huì)混有HCl氣體和水蒸氣5．在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收集Cl2的裝置正確的是()6．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，有無(wú)色無(wú)味的氣體生成，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，由此判斷水溶液中含有()A．Cl－、SOeq\o\al(2－,4) B．Cl－、NOeq\o\al(－,3)C．Cl－、COeq\o\al(2－,3) D．Cl－、OH－7．將潮濕的Cl2通過(guò)甲裝置后，再通過(guò)放有紅色布條的乙裝置，紅色布條不褪色，則甲裝置所盛的試劑可能是()①濃硫酸②NaOH溶液③KI溶液④飽和食鹽水A．① B．②③C．②③④ D．①②③8.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的說(shuō)法正確的是()A．將混有HCl的Cl2通過(guò)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去雜質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)室制取Cl2，濃鹽酸起到酸性和氧化劑的作用C．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置除去Cl2中的少量HClD．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2，可用排飽和食鹽水法收集9．下列檢驗(yàn)Cl－的方法正確的是()A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)明該溶液中有Cl－B．在某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中有Cl－C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再滴加鹽酸，沉淀不消失，說(shuō)明溶液中有Cl－D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中有Cl－10．實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，下列操作不正確的是()A．用裝置Ⅰ制取少量Cl2B．用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HClC．用裝置Ⅲ制取Cl2D．用裝置Ⅳ干燥Cl211．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣及完成其與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是()A．①和②處B．②處C．②和③處 D．②③④處12．下列離子檢驗(yàn)的方法正確的是()A．某溶液產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有Cl－B．某溶液產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．某溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明原溶液中有Cu2＋D．某溶液生成無(wú)色無(wú)味氣體，說(shuō)明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)13．在制氯氣時(shí)有如下操作，正確的操作順序是()①連接好裝置，檢查氣密性②緩緩加熱，加快反應(yīng)，使氣體均勻逸出③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末④從盛有濃鹽酸的分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收⑥用向上排空氣法收集氯氣A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤14．有一包白色固體，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一種或幾種，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：①溶于水，得無(wú)色溶液；②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；③再滴加稀硝酸，沉淀量減少但不完全消失，同時(shí)有氣泡生成。根據(jù)上述現(xiàn)象判斷：(1)白色固體一定含有的成分是______，可能含有的成分是______。(2)請(qǐng)寫出上述實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：________________________________。15．某?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證在實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的過(guò)程中有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來(lái)，同時(shí)證明Cl2的某些性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(部分支撐用的鐵架臺(tái)省略)。已知：氯氣易溶于四氯化碳，而氯化氫不溶?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)裝置B中盛放的試劑名稱為_(kāi)_____________，作用是____________，現(xiàn)象是____________。(2)裝置D和E中出現(xiàn)的不