【化學(xué)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng),設(shè)計(jì)氯氣的制備、提純和檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案。2.通過(guò)對(duì)氯氣實(shí)驗(yàn)室制法的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)研究氣體的實(shí)驗(yàn)室制法的方法和程序。?分點(diǎn)突破

氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

?1.用上述實(shí)驗(yàn)方法制得的Cl2中混有哪些雜質(zhì)?上述裝置中飽和食鹽水和濃H2SO4的作用分別是什么?提示:Cl2中混有HCl和水蒸氣。用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體,用濃H2SO4除去Cl2中的水蒸氣。2.燒杯中NaOH溶液的作用是什么?某同學(xué)認(rèn)為可以用澄清石灰水代替NaOH溶液,同時(shí)還可以制得漂白粉,你認(rèn)為該同學(xué)的想法是否合理?依據(jù)是什么?提示:NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2,以防污染環(huán)境。不合理;澄清石灰水中Ca(OH)2的濃度較小,不宜用來(lái)吸收尾氣。3.制取Cl2的原理是利用強(qiáng)氧化劑氧化濃鹽酸中的Cl-生成Cl2。

?。

提示:(1)MnO2

HCl

1∶2

2

酸

不能

隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸逐漸變稀,不再與MnO2反應(yīng)(2)KMnO4是一種很強(qiáng)的氧化劑,常溫下即可與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2,請(qǐng)寫出化學(xué)方程式,作還原劑的HCl占參與反應(yīng)的多少?

?

實(shí)驗(yàn)室制備氯氣名師點(diǎn)撥(1)實(shí)驗(yàn)室用MnO2和鹽酸制Cl2,鹽酸必須為濃鹽酸,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,鹽酸的濃度逐漸減小,變成稀鹽酸時(shí),反應(yīng)停止。(2)在MnO2和濃鹽酸的反應(yīng)中,濃鹽酸既起還原劑的作用,又起酸的作用,體現(xiàn)了還原性和酸性。?1.實(shí)驗(yàn)室常用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,對(duì)于該反應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.二氧化錳是該反應(yīng)的催化劑B.該反應(yīng)涉及的氧化物有兩種C.可用濃硫酸除去氯氣中的氯化氫氣體D.反應(yīng)中,還原劑與氧化產(chǎn)物的個(gè)數(shù)比為4∶1解析:B

Mn元素的化合價(jià)降低,二氧化錳作氧化劑,A錯(cuò)誤;氧化物為MnO2、H2O,只有兩種,B正確;用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體,C錯(cuò)誤;2molHCl失去電子被氧化,此時(shí)生成氧化產(chǎn)物(氯氣)為1mol,則還原劑與氧化產(chǎn)物的個(gè)數(shù)比為2∶1,D錯(cuò)誤。2.在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制備Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收集Cl2的裝置正確的是(

)解析:C

收集氣體時(shí),集氣瓶不能堵住,應(yīng)用雙孔橡膠塞,A錯(cuò)誤;該裝置收集的是密度小于空氣的氣體,而氯氣密度大于空氣,且氯氣有毒不能直接排放,B錯(cuò)誤;該裝置可收集比空氣密度大的氯氣,剩余的氯氣需要用氫氧化鈉溶液吸收,為防止倒吸,用倒扣在水面的漏斗,符合要求,C正確;氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng),收集不到氯氣,D錯(cuò)誤。3.某化學(xué)小組用如圖所示裝置制取氯氣。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.該裝置圖中至少存在三處明顯錯(cuò)誤B.該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確C.為了防止氯氣污染空氣,必須進(jìn)行尾氣處理D.濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙若變藍(lán),證明有氯氣逸出

?制備氣體的裝置與連接方法(歸納與論證)某同學(xué)利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如圖所示(夾持裝置略):已知:錳酸鉀(K2MnO4)在濃強(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在,堿性減弱時(shí)易發(fā)生反應(yīng):

回答下列問(wèn)題:(1)裝置A中a的作用是

?;

裝置C中的試劑為

?;裝置A中制備Cl2的化學(xué)方程式為

?。

(2)上述裝置存在一處缺陷,會(huì)導(dǎo)致KMnO4產(chǎn)率降低,改進(jìn)的方法是

?。

答案:(2)在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶?實(shí)驗(yàn)室中制取氣體裝置的設(shè)計(jì)流程(1)常見氣體制備裝置反應(yīng)物為固體(加熱)反應(yīng)物為固體＋液體(不加熱)反應(yīng)物為固體＋液體(加熱)裝置示意圖???典型氣體O2等H2、O2、CO2等Cl2等(2)常用除雜裝置①洗氣瓶(甲):盛有液體除雜試劑,氣流方向是長(zhǎng)管進(jìn),短管出。②干燥管(乙):盛有固體除雜試劑,氣流方向是粗口進(jìn),細(xì)口出。(3)常用氣體收集方法方法排水法向上排空氣法向下排空氣法裝置???典型氣體O2、H2等O2、Cl2、CO2等H2、NH3等(4)常用氣體尾氣處理方法方法裝置典型氣體燃燒法?CO等吸收法?Cl2、SO2等收集法?CO等?1.下列制備氣體的原理正確,并能用如圖裝置(夾持儀器略)進(jìn)行反應(yīng)和氣體收集的是(

)A.MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2B.H2O2與MnO2制取O2C.石灰石與稀硫酸反應(yīng)制取CO2D.Cu與稀硫酸反應(yīng)制取H2解析:B

MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2需要加熱,A不選;H2O2與MnO2制取O2,反應(yīng)不需加熱,且氧氣不溶于水,可以用排水法收集,B選;石灰石與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣是微溶物質(zhì),會(huì)覆蓋在石灰石表面,阻礙石灰石和稀硫酸的進(jìn)一步接觸,反應(yīng)會(huì)很快停止,不適合制取CO2,C不選;Cu與稀硫酸不反應(yīng),不能制取H2,D不選。2.下列能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

)A.①除去雜質(zhì)氣體CO2B.②收集并吸收多余的Cl2C.③干燥Cl2D.④吸收HCl制鹽酸解析:C

A項(xiàng),導(dǎo)氣管應(yīng)該“長(zhǎng)進(jìn)短出”;B項(xiàng),Cl2密度比空氣密度大,Cl2會(huì)直接進(jìn)入NaOH溶液,收集不到氣體;D項(xiàng),HCl易溶于水,會(huì)發(fā)生倒吸。3.現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)裝置:(1)寫出B裝置中儀器甲的名稱

?。

(2)以高錳酸鉀為原料制備氧氣,還原產(chǎn)物是

?(填名稱),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

?。

(3)過(guò)氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色粉末狀固體,是航空航天、潛水艇的供氧劑。常溫下與水反應(yīng)制取氧氣,選擇的發(fā)生裝置是

?(填字母)。檢驗(yàn)該裝置氣密性的操作方法:

?。

解析:

(3)Na2O2與水反應(yīng)不需要加熱,又因?yàn)镹a2O2為粉末,因此該反應(yīng)不能使用啟普發(fā)生器簡(jiǎn)易裝置,應(yīng)選用B裝置;檢驗(yàn)該裝置氣密性的操作方法:將該裝置與D裝置相連,向水槽中加水沒(méi)過(guò)導(dǎo)管口,關(guān)閉分液漏斗下端活塞,用酒精燈微熱或熱毛巾捂錐形瓶的底部,若導(dǎo)管口有氣泡,撤去酒精燈或熱毛巾后,導(dǎo)管中有一段水柱,則裝置氣密性良好。答案:(3)B將該裝置與D裝置相連,向水槽中加水沒(méi)過(guò)導(dǎo)管口,關(guān)閉分液漏斗下端活塞,用酒精燈微熱或熱毛巾捂錐形瓶的底部,若導(dǎo)管口有氣泡,撤去酒精燈或熱毛巾后,導(dǎo)管中有一段水柱,則裝置氣密性良好?1.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用MnO2制取Cl2的敘述中,不正確的是(

)A.MnO2與濃鹽酸共熱B.用向下排空氣法收集Cl2C.緩慢加熱反應(yīng)D.多余氯氣常用較濃的堿液吸收解析:B

因?yàn)槁葰獾拿芏缺瓤諝獯?所以可用向上排空氣法收集Cl2,B錯(cuò)誤。2.實(shí)驗(yàn)室制取氯氣裝置如圖所示。主要操作步驟為:①加熱制取氯氣②收集氯氣③檢查裝置氣密性④處理尾氣下列選項(xiàng)中正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是(

)A.①②③④B.③①②④C.②④③①D.④③①②解析:B

利用圖中裝置制取氯氣,先檢驗(yàn)氣密性,再加熱制備氯氣,然后收集氯氣,最后處理尾氣,則正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④。

A.還原劑是HCl,氧化劑是MnO2B.每生成1個(gè)Cl2,轉(zhuǎn)移2個(gè)電子C.每消耗87gMnO2,起還原作用的HCl為146gD.生成的氯氣中含有水蒸氣和HCl

4.部分常見含氯物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示,下列推斷不合理的是(

)A.a可以作氧化劑,也可以作還原劑B.d的濃溶液與c的固體反應(yīng)生成b與eC.實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)加熱MnO2與d的濃溶液制得aD.可存在a→c→e→d→b→a的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系

5.氯的含氧酸鹽具有較強(qiáng)的氧化性,能夠殺菌消毒。某化學(xué)興趣小組用氯氣和相應(yīng)的堿溶液反應(yīng)制取NaClO和KClO3,制備裝置如圖所示(部分加持儀器略去)。已知:

(1)在實(shí)驗(yàn)開始之前,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的操作是

?。

(2)盛裝濃鹽酸的儀器名稱是

?。

(3)裝置B中的試劑為

?。

答案:(3)飽和食鹽水答案:(1)檢查裝置氣密性答案:(2)分液漏斗(4)a溶液是

?,原因是

。(5)如果缺少裝置B,對(duì)制取NaClO和KClO3的影響是

?。

解析:MnO2與濃鹽酸混合加熱,發(fā)生氧化還原反應(yīng)制取Cl2;濃鹽酸具有揮發(fā)性,制取得到的Cl2中含有雜質(zhì)HCl,可通過(guò)飽和NaCl溶液除去;在裝置C中,Cl2與熱的KOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生KCl、KClO3、H2O;剩余的Cl2被裝置D中NaOH溶液吸收形成NaClO,為避免污染空氣,多余的Cl2經(jīng)過(guò)裝置E中NaOH溶液吸收處理,然后排放。(5)在裝置D中Cl2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaClO、NaCl、H2O。MnO2與濃鹽酸混合加熱,發(fā)生氧化還原反應(yīng)