高一化學(xué)人教版學(xué)案第二章第二節(jié)第2課時氯氣的實驗室制法氯離子的檢驗

第2課時氯氣的實驗室制法氯離子的檢驗一、氯氣的制法氯氣的實驗室制法(1)反應(yīng)原理：實驗室用MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)制取Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)實驗裝置裝置ABC作用制備氯氣收集氯氣尾氣吸收儀器名稱儀器a的名稱分液漏斗/儀器b的名稱圓底燒瓶(1)Cl2的收集方法是向上排空氣法。(2)尾氣吸收：利用NaOH溶液吸收多余的Cl2、以防污染環(huán)境。二、Cl－的檢驗實驗探究實驗現(xiàn)象離子方程式加入AgNO3溶液加入稀硝酸稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl===AgCl↓NaCl溶液產(chǎn)生白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl===AgCl↓Na2CO3溶液產(chǎn)生白色沉淀沉淀溶解,放出無色氣體2Ag++===Ag2CO3↓、Ag2CO3+2H+===2Ag++CO2↑+H2O氯離子的檢驗方法1．判斷下列說法是否正確：(1)制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體。(×)提示：飽和NaHCO3溶液與Cl2反應(yīng)生成CO2，引入新雜質(zhì)。(2)尾氣Cl2可以用澄清石灰水吸收。(×)提示：澄清石灰水的濃度太小。(3)Cl2中的HCl可以通過NaOH溶液除去。(×)提示：Cl2也能與NaOH溶液反應(yīng)。(4)溶液中加AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明溶液中一定含Cl－或COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。(×)提示：加AgNO3溶液能夠產(chǎn)生白色沉淀的離子除Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))外，還有OH－等離子。2．閱讀教材“方法導(dǎo)引”，歸納總結(jié)實驗室制取氣體裝置的設(shè)計模型。提示：3．家中有一碗水，姐姐說是蒸餾水，弟弟說是鹽水，想一想如何證明這碗水是否含有NaCl?提示：利用焰色試驗為黃色證明Na＋的存在；加入硝酸酸化的硝酸銀溶液生成白色沉淀，證明Cl－的存在。氯氣的實驗室制法Cl2的實驗室制取流程氯氣的實驗室制法(1)飽和食鹽水的作用是什么？飽和食鹽水能否換成Na2CO3溶液？提示：除去氯氣中的HCl。否，Na2CO3溶液吸收Cl2和HCl，同時生成雜質(zhì)氣體CO2。(2)收集Cl2除了用向上排空氣法外還可用什么法？提示：排飽和食鹽水法。(3)如何檢驗Cl2?提示：將濕潤的淀粉-KI試紙放于管口，試紙變藍(lán)或?qū)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙放于管口，試紙先變紅后褪色。1．反應(yīng)原理：化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，離子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。也可以用高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氯酸鉀等氧化劑代替二氧化錳，可以不用加熱。如2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。2．實驗裝置(上圖)：(1)發(fā)生裝置。①特點(diǎn)：固體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體。②儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗等。③試劑：A中盛放濃鹽酸，B中盛放二氧化錳。(2)凈化裝置。組成盛放試劑試劑的作用C飽和氯化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫D濃硫酸干燥氯氣(3)收集裝置。收集方法：向上排空氣法，長進(jìn)短出。(4)尾氣處理裝置。①導(dǎo)氣管出口要在液面以下；②F中盛放的試劑：一般用氫氧化鈉溶液，作用是吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境。(5)驗滿的方法。操作現(xiàn)象結(jié)論觀察法觀察到集氣瓶內(nèi)充滿了黃綠色氣體證明已經(jīng)收集滿氣體把濕潤的淀粉-KI試紙靠近集氣瓶口試紙變藍(lán)把濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近集氣瓶口試紙先變紅后又褪色【特別提醒】實驗室制備Cl2的注意事項(1)必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，減少HCl的揮發(fā)。(3)實驗結(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。【思考討論】(1)某同學(xué)認(rèn)為可以用澄清石灰水代替氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，同時還可以制得漂白粉，你認(rèn)為該同學(xué)的想法是否合理？提示：不合理。澄清石灰水的濃度很小，不能確保氯氣被完全吸收，制備漂白粉應(yīng)該利用氯氣與石灰乳反應(yīng)。(2)若MnO2足量，濃鹽酸能完全反應(yīng)嗎？為什么？提示：不能，當(dāng)濃鹽酸變稀時，反應(yīng)可能停止?！镜淅磕逞芯啃詫W(xué)習(xí)小組為了制取、收集純凈干燥的氯氣并探究氯氣的性質(zhì)，他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：(已知：2KI＋Cl2=I2＋2KCl，淀粉溶液遇I2變藍(lán)色)請回答下列問題：(1)整套實驗裝置的連接順序是f接()，()接()，()接()(填各接口處的字母代號)。(2)E裝置中制取氯氣的化學(xué)方程式是____________________________________________________。(3)B裝置的作用是________；A裝置中試劑X是______________________________________________。(4)C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是______________，D裝置中可觀察到的現(xiàn)象是______________________。【思維建?！拷獯鹩嘘P(guān)氣體制備題目的思維流程如下：【解析】(1)制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)雜質(zhì)，先通過飽和食鹽水、濃硫酸除去雜質(zhì)，再利用向上排空氣法收集，最后通過淀粉碘化鉀溶液探究其性質(zhì)。因此實驗裝置連接順序為fabedc。(2)E為MnO2氧化濃鹽酸制取Cl2的裝置，化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)B裝置中盛裝濃硫酸，作用是吸收H2O(g)，干燥Cl2；A裝置中試劑X是飽和食鹽水，作用是除去HCl。(4)C裝置中氯氣置換出單質(zhì)碘，因此溶液變?yōu)樗{(lán)色。答案：(1)abedc(2)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(3)干燥Cl2飽和食鹽水(4)溶液變藍(lán)色溶液紅色逐漸褪去(1)如何檢查裝置E的氣密性？(關(guān)鍵能力—探究與創(chuàng)新)提示：在裝置E的f處連接橡膠管，夾上止水夾，打開分液漏斗的活塞向燒瓶中加水，一段時間后水不再滴落，則說明裝置E氣密性良好。(2)裝置D的作用是什么？從安全角度考慮，該裝置應(yīng)如何改進(jìn)？(關(guān)鍵能力—探究與創(chuàng)新)提示：裝置D的作用是吸收多余的Cl2。為了防止發(fā)生倒吸，裝置D可按下圖改進(jìn)：【規(guī)律方法】1.常見的氣體發(fā)生裝置2．常見的除雜裝置——用于除去氣體中的雜質(zhì)氣體3．常見的氣體收集裝置4．尾氣處理裝置①點(diǎn)燃法：如CO、H2、CH4等易燃性氣體，可用此法。②收集法：用氣球或氣囊將多余的氣體收集儲存，如NO、H2、CO等。③吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用堿液吸收。已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并使它與金屬反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置，其中錯誤的是()A.只有①和②處B．只有②處C．只有②和③處 D．只有②③④處【解析】選D。NaOH與氯氣反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，錯誤；③中的進(jìn)氣管短，出氣管浸入液面下，錯誤；④為密閉裝置，錯誤?！景胃哳}組】1．在制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是()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．①③④②⑥⑤【解析】選D。確定實驗室制取氣體的操作順序要注意：①連接好裝置后，要先檢查氣密性，后裝藥品；②裝藥品的順序是先加固體，后加液體；③對于有毒的氣體，一定要有尾氣處理裝置。2．如圖所示為在沒有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時設(shè)計的裝置，圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。(已知：氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小)(1)儀器A的名稱是________；燒杯中盛放的是________；燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。(2)在收集氯氣時，應(yīng)____________(填如何控制a、b，下同)；當(dāng)氯氣收集完畢時應(yīng)________________。(3)若要制得2.13gCl2，理論上需要MnO2的質(zhì)量是________?！窘馕觥?1)制備氯氣的反應(yīng)原理為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；使用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣。(2)在收集氯氣時，應(yīng)關(guān)閉b，打開a；當(dāng)氯氣收集完畢時應(yīng)關(guān)閉a，打開b。(3)MnO2～Cl28771x2.13geq\f(87,71)＝eq\f(x,2.13g)解得x＝2.61g答案：(1)分液漏斗氫氧化鈉溶液MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)關(guān)閉b，打開a關(guān)閉a，打開b(3)2.61g3．為了制備氯氣并檢驗氯氣的性質(zhì)，某化學(xué)小組設(shè)計如下裝置：(1)寫出高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：______________________________________________。(2)注射器內(nèi)水的作用是______________________________________。(3)實驗結(jié)束后，通過U形管左側(cè)的導(dǎo)氣管通入CO2氣體，作用是____________________________________________________。(4)可以驗證氯氣具有氧化性的現(xiàn)象是_______________________________。【解析】(1)錳元素化合價由＋7變?yōu)椋?(Mn2＋)，氯元素化合價由－1變?yōu)?，根據(jù)電子守恒和電荷、原子守恒配平離子方程式。(2