高一化學人教版學案第二章第二節(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)反應原理：實驗室用MnO2和濃鹽酸加熱反應制取Cl2，反應的化學方程式為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象離子方程式加入AgNO3溶液加入稀硝酸稀鹽酸產生白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl===AgCl↓NaCl溶液產生白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl===AgCl↓Na2CO3溶液產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反應生成CO2，引入新雜質。(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。(4)溶液中加AgNO3溶液，有白色沉淀產生，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“方法導引”，歸納總結實驗室制取氣體裝置的設計模型。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，試紙變藍或將濕潤的藍色石蕊試紙放于管口，試紙先變紅后褪色。1．反應原理：化學方程式：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：固體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體。②儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網、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，長進短出。(4)尾氣處理裝置。①導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。操作現象結論觀察法觀察到集氣瓶內充滿了黃綠色氣體證明已經收集滿氣體把濕潤的淀粉-KI試紙靠近集氣瓶口試紙變藍把濕潤的藍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。(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)實驗結束后，先使反應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)某同學認為可以用澄清石灰水代替氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，同時還可以制得漂白粉，你認為該同學的想法是否合理？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，制備漂白粉應該利用氯氣與石灰乳反應。(2)若MnO2足量，濃鹽酸能完全反應嗎？為什么？提示：不能，當濃鹽酸變稀時，反應可能停止?！镜淅磕逞芯啃詫W習小組為了制取、收集純凈干燥的氯氣并探究氯氣的性質，他們設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象是______________，D裝置中可觀察到的現象是______________________?！舅季S建?！拷獯鹩嘘P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，先通過飽和食鹽水、濃硫酸除去雜質，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。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碘，因此溶液變?yōu)樗{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)溶液變藍色溶液紅色逐漸褪去(1)如何檢查裝置E的氣密性？(關鍵能力—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，該裝置應如何改進？(關鍵能力—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：【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氣體3．常見的氣體收集裝置4．尾氣處理裝置①點燃法：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能產生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。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，不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質，錯誤；③中的進氣管短，出氣管浸入液面下，錯誤；④為密閉裝置，錯誤。【拔高題組】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，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櫥的條件下制備氯氣時設計的裝置，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________；燒瓶中反應的化學方程式為_________________________________________。(2)在收集氯氣時，應____________(填如何控制a、b，下同)；當氯氣收集完畢時應________________。(3)若要制得2.13gCl2，理論上需要MnO2的質量是________?！窘馕觥?1)制備氯氣的反應原理為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，應關閉b，打開a；當氯氣收集完畢時應關閉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)關閉b，打開a關閉a，打開b(3)2.61g3．為了制備氯氣并檢驗氯氣的性質，某化學小組設計如下裝置：(1)寫出高錳酸鉀與濃鹽酸反應的離子反應方程式：______________________________________________。(2)注射器內水的作用是______________________________________。(3)實驗結束后，通過U形管左側的導氣管通入CO2氣體，作用是____________________________________________________。(4)可以驗證氯氣具有氧化性的現象是_______________________________?！窘馕觥?1)錳元素化合價由＋7變?yōu)椋?(Mn2＋)，氯元素化合價由－1變?yōu)?，根據電子守恒和電荷、原子守恒配平離子方程式。(2