高中化學(xué)新人教版必修第一冊(cè) 第2章第2節(jié)氯及其化合物 第2課時(shí) 學(xué)案

第2課時(shí)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法氯離子的檢驗(yàn)

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、

檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案。證據(jù)推理通過實(shí)驗(yàn)室對(duì)氯離子檢驗(yàn)方法的探究，培養(yǎng)證據(jù)意識(shí)，

與模型認(rèn)知'建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證插之間的邏輯關(guān)系-

2.通過對(duì)疑氣的實(shí)驗(yàn)室制法

的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)研究氣體的實(shí)科學(xué)態(tài)度通過氯氣性質(zhì)及制備的學(xué)習(xí),體會(huì)化學(xué)與生活、環(huán)境

與社會(huì)責(zé)任\保護(hù)的重要意義，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感.

驗(yàn)室制法的方法和程序。

科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)探究氯氣的制備，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氯氣性質(zhì)及

3.能根據(jù)氯氣的性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)

與創(chuàng)新意識(shí)\含氯化合物的制備,通過實(shí)驗(yàn)探究氯離廣的檢驗(yàn)方法。

室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某

些常見問題.說明妥善保存、

合理使用化學(xué)品的常見方法。

》概念認(rèn)知?自主學(xué)習(xí)⑷

一、氯氣的制法

氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

⑴反應(yīng)原理：實(shí)驗(yàn)室用MnOz和濃鹽酸加熱反應(yīng)制取CL,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Mn()2+4HC1(濃)=△=MnCL+Cl2t+2乩0,離子方程式為MnO2+4H++2C「=A=

Mr?++C12」+2乩0。

(2)實(shí)驗(yàn)裝置

NaOH溶液

ABC

裝置ABC

作用制備氯氣收集氯氣尾氣吸收

儀器名儀器a的名稱分液儀器b的名稱圓底

/

稱漏斗燒瓶

小結(jié)(1)C12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S、以防污染環(huán)境。

二、C1一的檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

加入AgNO3溶離子方程式

加入稀硝酸

液

Ag++cr

稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀沉淀不溶解

===AgCl1

Ag++C1

NaCl溶液產(chǎn)生白色沉淀沉淀不溶解

==AgClI

2Ag+CO2Ag

沉淀溶解,放出2cO31、

Na2c。3溶液產(chǎn)生白色沉淀

無色氣體Ag2co3+2H+2Ag+

+C02t+H2O

小結(jié)氯離子的檢驗(yàn)方法

|試劑|----------操作|--------1現(xiàn)象|------【結(jié)論|

IIII

AgNOs溶液先加稀硝酸，有白色沉溶液中

和稀硝酸后加AgNOs溶液淀產(chǎn)生含有C「

概念理解

1.判斷下列說法是否正確：

(1)實(shí)驗(yàn)室制取干燥、純凈的氯氣，可依次通過濃硫酸、飽和食鹽水。(X

提示：通過飽和食鹽水時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，故最后用濃硫酸除水。

⑵尾氣C12可以用澄清石灰水吸收。(X)

提示：澄清石灰水的濃度太小。

（3）Cb中的HC1可以通過NaOH溶液除去。（X）

提示：CL也能與NaOH溶液反應(yīng)。

⑷溶液中加AgNOs溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明溶液中一定含C1一或CO7。

（X）

提示：加AgNOs溶液能夠產(chǎn)生白色沉淀的離子除Cl，C07夕卜，還有0H一等離子。

教材挖掘

2.閱讀教材“方法導(dǎo)引”，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置的設(shè)計(jì)模型。

提示：

（發(fā).裝置）一（除雜普置）~一（收號(hào)裝置I尾氣處.裝置）

反應(yīng)物狀態(tài)分析所含雜氣體1度和尾氣性質(zhì)選

與反應(yīng)條件質(zhì)及除雜試氣體溶解性擇尾氣處理

是否加熱劑定裝置試劑或方法

情境應(yīng)用

3.家中有一碗水，姐姐說是蒸t留水，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(yàn)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C1一的存在。

除能力形成?合作探究⑥

學(xué)習(xí)任務(wù)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

合作探究

C12的實(shí)驗(yàn)室制取流程

濃鹽酸

飽

和"一

2濃

食

^硫

鹽

.酸

水

發(fā)生裝置收集尾氣處理裝置

裝置

氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

(1)飽和食鹽水的作用是什么？飽和食鹽水能否換成Na2c。3溶液？

提示：除去氯氣中的HC1。否，Na2c。3溶液吸收Cb和HC1,同時(shí)生成雜質(zhì)氣體

C02o

(2)收集CL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。

⑶如何檢驗(yàn)C12?

提示：將濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙放于管口，試紙變藍(lán)或?qū)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙放于

管口，試紙先變紅后褪色。

歸納整合

1.反應(yīng)原理：

化學(xué)方程式：MnC)2+4HCl(濃)士少=MnCl2+Cl2f+2H20,離子方程式：MnO2+4H

+2+

+2Cr=^=Mn+2H20+Cl2fo也可以用高錦酸鉀、重銘酸鉀、氯酸鉀等氧

化劑代替二氧化錦，可以不用加熱。如2KMn()4+16HCl(濃)==2KCl+2MnC12+

5cl2t+8H20O

2.實(shí)驗(yàn)裝置:

⑴發(fā)生裝置（I部分）。

①特點(diǎn)：固體+液體一△一氣體。

②儀器：鐵架臺(tái)、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中盛放二氧化鎰。

（2）凈化裝置（II部分）。

組成盛放試劑試劑的作用

飽和氯化鈉除去氯氣中的氯

C

溶液化氫

D濃硫酸干燥氯氣

（3）收集裝置an部分）。

收集方法：向上排空氣法。

⑷尾氣處理裝置（IV部分）。

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(yàn)滿的方法：

操作現(xiàn)象結(jié)論

觀察法觀察到集氣瓶?jī)?nèi)充滿了黃綠色氣體證明已經(jīng)收集滿氣體

把濕潤(rùn)的淀粉

-KI試紙靠近試紙變藍(lán)

集氣瓶口

把濕潤(rùn)的藍(lán)色

石蕊試紙靠近試紙先變紅后又褪色

集氣瓶口

教師專用司

【特別提醒】實(shí)驗(yàn)室制備C12的注意事項(xiàng)

(1)必須用濃鹽酸，Mn()2與稀鹽酸不反應(yīng)。

⑵為了減少制得的Ck中HC1的含量，加熱溫度不宜過高，減少HC1的揮發(fā)。

⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Ck,再拆卸裝置，避免污

染空氣。

⑴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(shí)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)。

⑵若MnOz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(shí)，反應(yīng)可能停止。

典例示范

【典例】某研究性學(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?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：(已知：2KI+CL==l2+2KCl,淀粉溶液遇L

變藍(lán)色)

ab

請(qǐng)回答下列問題：

⑴整套實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序是￡接（），（）接（），（）接

（）（填各接口處的字母代號(hào)）。

（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

教師專用心【思維建?！拷獯鹩嘘P(guān)氣體制備題目的思維流程如下:

反應(yīng)原理艇發(fā)生裝置

除雜裝置膽分析雜質(zhì)

收集裝置星氣體的性質(zhì)

尾氣戢收裝置出確點(diǎn)試劑

【解析】（1）制得的CL中含有HC1、乩。3）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(shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)閒abedc。（2）E為MnO?氧化濃鹽酸制取CL的裝置，化學(xué)

方程式為MnO2+4HCl（濃）=2=MnCL+Cl2t+2H20o（3）B裝置中盛裝濃硫酸，

作用是吸收HQ（g）,干燥Cb;A裝置中試劑X是飽和食鹽水，作用是除去HC1。

（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：⑴abedc

(2)MnO2+4HCIMnCI2+CI2T+2H20

⑶干燥CI2飽和食鹽水

⑷溶液變藍(lán)色溶液紅色逐漸褪去

深化思考

⑴如何檢查裝置E的氣密性？（關(guān)鍵能力一探究與創(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(shí)間后水不再滴落，則說明裝置E氣密性良好。

⑵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)鍵能力一

探究與創(chuàng)新）

提示：裝置D的作用是吸收多余的C1。為了防止發(fā)生倒吸，裝置D可按下圖改

進(jìn)：

教師專用心

多孔

隔板

固+固4氣體固（液）+液d氣體

2.常見的除雜裝置一一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

氣球

點(diǎn)燃法收集法

①點(diǎn)燃法：如CO、乩、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(chǔ)存，如NO、乩、CO等。

③吸收法：如CL、S02>HC1、H2s等可用堿液吸收。

0學(xué)以致用

（2021?長(zhǎng)沙高一檢測(cè)）已知KMnO,與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2o若用如圖

所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并使它與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表

示一個(gè)單元裝置，其中錯(cuò)誤的是（）

①和②處B.只有②處

C.只有②和③處D.只有②③④處

【解析】選DoNaOH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(cuò)誤；③中的進(jìn)氣管短，出氣管浸入液面下，錯(cuò)誤；④為密閉裝置，錯(cuò)誤。

【拔高題組】

1.在制氯氣時(shí)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錦粉末;

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CL用NaOH溶液吸收;

⑥用向上排空氣法收集氯氣。

A.①②③④⑤⑥B.③④②①⑥⑤

C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤

【解析】選D。確定實(shí)驗(yàn)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(duì)于有毒

的氣體，一定要有尾氣處理裝置。

2.某同學(xué)用以下裝置制備并檢驗(yàn)Cb的性質(zhì)。下列說法正確的是（

NaOH

銅絲溶液

7界

a:干燥的有色布條b:濕潤(rùn)的有色布條

IV

I：若施1。2過量，則濃鹽酸可全部消耗完

B.圖n：僅證明新制氯水具有酸性

c.圖in：產(chǎn)生了棕黃色的霧

D.圖IV：濕潤(rùn)的有色布條褪色

【解析】選D。MnO?和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸濃度

變小，MnOz不與稀鹽酸反應(yīng)，即使MnC）2過量，鹽酸也不能全部消耗完，A項(xiàng)錯(cuò)誤;

不僅能證明新制氯水具有酸性，還可以證明新制氯水具有漂白性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅

絲在Ck中燃燒，生成棕黃色的煙，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.（2021?大連高一檢測(cè)）如圖所示為在沒有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時(shí)設(shè)計(jì)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?。?/p>

⑴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(shí)，應(yīng)（填如何控制a、b,下同）；當(dāng)氯氣收集完

畢時(shí)應(yīng)。

（3）若要制得2.13gCl2,理論上需要MrA的質(zhì)量是。

【解析】⑴制備氯氣的反應(yīng)原理為MnO2+4HCl（濃）=魚=MnCl2+Cl2f+2H20;

使用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣。（2）在收集氯氣時(shí)，應(yīng)關(guān)閉b,打開a;當(dāng)

氯氣收集完畢時(shí)應(yīng)關(guān)閉a,打開b。

（3）Mn02?Cl2

8771

X2.13g

77=了不^一解得x=2.61g

/Iz.1og

答案：（1）分液漏斗氫氧化鈉溶液

MnO2+4HCI（濃）金=MnCI2+CI2T+2H20

⑵關(guān)閉b,打開a關(guān)閉a,打開b（3）2.61g

素養(yǎng)發(fā)展

為了制備氯氣并檢驗(yàn)氯氣的性質(zhì)，某化學(xué)小組設(shè)計(jì)如下裝置:

高

酸

鎰

無

氯

水

化

鈣

（1）寫出高錦酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵注射器內(nèi)水的作用是________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過U形管左側(cè)的導(dǎo)氣管通入C02氣體，作用是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（4）可以驗(yàn)證氯氣具有氧化性的現(xiàn)象是

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

【解析】（1）鎰元素化合價(jià)由+7變?yōu)?2（Mr?+）,氯元素化合價(jià)由一1變?yōu)?,

根據(jù)電子守恒和電荷、原子守恒配平離子方程式。（2）檢驗(yàn)氣體性質(zhì)時(shí)，必須使

用濕潤(rùn)的試紙。故注射器中的水是為了濕潤(rùn)試紙和紅紙。（3）最后通CO2可將裝

置內(nèi)的CL全部趕入NaOH溶液中，保證其被全部吸收。（4）Cb可將KI氧化為12,

淀粉遇12變藍(lán)，可利用此性質(zhì)檢驗(yàn)CL。

+2+

答案：（1）2MnO；+16H+10CI-=2Mn+5C12T+8H20

⑵濕潤(rùn)試紙和紅紙

⑶趕盡裝置內(nèi)的氯氣，讓NaOH溶液完全吸收

（4）淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)

》學(xué)情診斷?課堂測(cè)評(píng)?

L（雙選）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化鎰制氯氣。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.濃鹽酸在該反應(yīng)中只表現(xiàn)還原性

B.該方法是瑞典化學(xué)家舍勒最先發(fā)現(xiàn)的

C.該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是二氯化鎬，還原產(chǎn)物是氯氣

2+

D.該反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H卜+2C「/=Mn+Cl2f+2H20

【解析】選A、Co實(shí)驗(yàn)室里常用濃鹽酸與二氧化鎰反應(yīng)來制取少量的氯氣，反

應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（;t）==MnCl2+Cl2f+2H20,據(jù)此回答問題。

由分析中的方程式可知，一部分氯元素的化合價(jià)從一1價(jià)升高到0價(jià)，作還原劑，

具有還原性，還有一部分氯元素的化合價(jià)沒有變化，生成鹽和水，所以濃鹽酸

在該反應(yīng)中表現(xiàn)出酸性和還原性，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化鎰制氯

氣，是瑞典化學(xué)家舍勒最先發(fā)現(xiàn)的，故B正確；該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是氯氣，還

原產(chǎn)物是二氯化鎰，故C錯(cuò)誤；二氧化鎰和水是氧化物，不能拆成離子的形式，

氯化氫和氯化鎰是可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，拆成離子的形式，氯氣是單質(zhì)，寫化

+2+

學(xué)式，該反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H+2Cr==Mn+Cl2f+2H20,符合

電荷守恒，客觀事實(shí)，原子守恒，故D正確。

2.（水平1）下列常用的干燥劑中，不能用來干燥氯氣的是（）

A.濃硫酸B.堿石灰

C.無水氯化鈣D.P205

【解析】選B。堿石灰具有堿性，能與氯氣發(fā)生反應(yīng)，因此不能用堿石灰干燥氯

氣。

檢驗(yàn)Cl2是否充滿集氣瓶的正確操作為（）

A.用玻璃棒粘上濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙伸到集氣瓶口附近，觀察試紙是否變藍(lán)

B.將AgNOs溶液滴入集氣瓶中，觀察有無白色沉淀生成

C.用玻璃棒蘸取少許NaOH溶液放入集氣瓶口附近，看是否反應(yīng)

D.用手將濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙放在集氣瓶口上方，觀察顏色是否變藍(lán)

【解析】選A?？捎脻駶?rùn)的KI-淀粉試紙檢驗(yàn)CL,在使用試紙時(shí)，不能用手直

接拿著試紙；無論CL是否集滿，滴入AgNOs溶液都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀；NaOH與CL

反應(yīng)無明顯現(xiàn)象。

3.（水平1）檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠧1,正確的操作是（）

A.取樣，滴加AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

B.取樣，先加鹽酸酸化，再加入AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

C.取樣，加入少量AgN（）3溶液，有白色沉淀生成，再加稀鹽酸，看白色沉淀是

否消失

D.取樣，先加稀硝酸酸化，再加入AgNOs溶液，看是否有白色沉淀生成

【解析】選D。檢驗(yàn)時(shí)加鹽酸酸化會(huì)引入C廠干擾檢驗(yàn)，常加稀硝酸酸化，

主要是排除CO：等離子的干擾。反之檢驗(yàn)硫酸根時(shí)也需要排除氯離子的干擾。

4.（水平2）在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與Mn（）2共熱制取Ck并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收

集Ck的正確裝置是（）

A

【解析】選c。集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進(jìn)氣，不能排氣，則瓶?jī)?nèi)壓

強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，可能將橡膠塞壓出，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)镃12比空氣的密度大,

Ck應(yīng)短管進(jìn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)該裝置既能收集Ch,又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸,

正確；由于CL和NaOH反應(yīng)，所以不能收集到Ck,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

可用如圖所示裝置干燥、收集及尾氣處理的氣體是（

3（水溶液呈堿性）B.Cl2

C.COD.H2

【解析】選B。干燥劑是濃硫酸，不能干燥具有較強(qiáng)還原性和堿性氣體，故NA

不能用濃H2sCh干燥；氣體的收集方法采用的是向上排空氣法，NH3.乩的密度小

于空氣、CO的密度略小于空氣，均不能用向上排空氣法收集，只有CL不與濃硫

酸反應(yīng)且密度大于空氣的密度，且用倒扣的漏斗進(jìn)行尾氣處理，可以防止倒吸，

可用圖中所示裝置干燥、收集及尾氣處理，故選B。

5.（水平2）實(shí)驗(yàn)室用下列方法制取氯氣：①用含146gHC1的濃鹽酸與足量的

MrA反應(yīng)；②用87gMn（）2與足量的濃鹽酸反應(yīng)，若不考慮HC1的揮發(fā)，則反應(yīng)

后所得氯氣的質(zhì)量（）

A.方法①比方法②多B.方法②比方法①多

C.兩種方法一樣多D.無法比較

【解析】選B。MnOz與濃鹽酸反應(yīng)制CL,隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變稀，稀鹽

酸不能與Mn（）2反應(yīng)