第2課時氯氣的實驗室制法氯離子的檢驗

1.能利用典型代表物的性質和

反應，設計氯氣的制備、提純、

檢驗等簡單任務的方案。證據推理通過實驗室對氯離子檢驗方法的探究，培養證據意識，

與模型認知'建立觀點、結論和證插之間的邏輯關系-

2.通過對疑氣的實驗室制法

的學習，學會研究氣體的實科學態度通過氯氣性質及制備的學習,體會化學與生活、環境

與社會責任\保護的重要意義，增強社會責任感.

驗室制法的方法和程序。

科學探究通過實驗探究氯氣的制備，設計實驗探究氯氣性質及

3.能根據氯氣的性質分析實驗

與創新意識\含氯化合物的制備,通過實驗探究氯離廣的檢驗方法。

室、生產、生活及環境中的某

些常見問題.說明妥善保存、

合理使用化學品的常見方法。

》概念認知?自主學習⑷

一、氯氣的制法

氯氣的實驗室制法

⑴反應原理：實驗室用MnOz和濃鹽酸加熱反應制取CL,反應的化學方程式為

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)實驗裝置

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(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、以防污染環境。

二、C1一的檢驗

實驗探究

實驗現象

加入AgNO3溶離子方程式

加入稀硝酸

液

Ag++cr

稀鹽酸產生白色沉淀沉淀不溶解

===AgCl1

Ag++C1

NaCl溶液產生白色沉淀沉淀不溶解

==AgClI

2Ag+CO2Ag

沉淀溶解,放出2cO31、

Na2c。3溶液產生白色沉淀

無色氣體Ag2co3+2H+2Ag+

+C02t+H2O

小結氯離子的檢驗方法

|試劑|----------操作|--------1現象|------【結論|

IIII

AgNOs溶液先加稀硝酸，有白色沉溶液中

和稀硝酸后加AgNOs溶液淀產生含有C「

概念理解

1.判斷下列說法是否正確：

(1)實驗室制取干燥、純凈的氯氣，可依次通過濃硫酸、飽和食鹽水。(X

提示：通過飽和食鹽水時會帶出水蒸氣，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。

⑷溶液中加AgNOs溶液，有白色沉淀產生，說明溶液中一定含C1一或CO7。

（X）

提示：加AgNOs溶液能夠產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“方法導引”，歸納總結實驗室制取氣體裝置的設計模型。

提示：

（發.裝置）一（除雜普置）~一（收號裝置I尾氣處.裝置）

反應物狀態分析所含雜氣體1度和尾氣性質選

與反應條件質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

學習任務氯氣的實驗室制法

合作探究

C12的實驗室制取流程

濃鹽酸

飽

和"一

2濃

食

^硫

鹽

.酸

水

發生裝置收集尾氣處理裝置

裝置

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,同時生成雜質氣體

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C12?

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。

歸納整合

1.反應原理：

化學方程式：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.實驗裝置:

⑴發生裝置（I部分）。

①特點：固體+液體一△一氣體。

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

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試紙靠近試紙變藍

集氣瓶口

把濕潤的藍色

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】實驗室制備C12的注意事項

(1)必須用濃鹽酸，Mn()2與稀鹽酸不反應。

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。

⑶實驗結束后，先使反應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。

⑵若MnOz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。

典例示范

【典例】某研究性學習小組為了制取、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+CL==l2+2KCl,淀粉溶液遇L

變藍色)

ab

請回答下列問題：

⑴整套實驗裝置的連接順序是￡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

教師專用心【思維建模】解答有關氣體制備題目的思維流程如下:

反應原理艇發生裝置

除雜裝置膽分析雜質

收集裝置星氣體的性質

尾氣戢收裝置出確點試劑

【解析】（1）制得的CL中含有HC1、乩。3）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MnO?氧化濃鹽酸制取CL的裝置，化學

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碘，因此溶液變為藍色。

答案：⑴abedc

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

⑶干燥CI2飽和食鹽水

⑷溶液變藍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？（關鍵能力一探究與創新）

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。

⑵裝置D的作用是什么？從安全角度考慮，該裝置應如何改進？（關鍵能力一

探究與創新）

提示：裝置D的作用是吸收多余的C1。為了防止發生倒吸，裝置D可按下圖改

進：

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氣體

3.常見的氣體收集裝置

4.尾氣處理裝置

氣球

點燃法收集法

①點燃法：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存，如NO、乩、CO等。

③吸收法：如CL、S02>HC1、H2s等可用堿液吸收。

0學以致用

（2021?長沙高一檢測）已知KMnO,與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2o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（）

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，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.某同學用以下裝置制備并檢驗Cb的性質。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：產生了棕黃色的霧

D.圖IV：濕潤的有色布條褪色

【解析】選D。MnO?和濃鹽酸在加熱條件下反應，隨著反應的進行，濃鹽酸濃度

變小，MnOz不與稀鹽酸反應，即使MnC）2過量，鹽酸也不能全部消耗完，A項錯誤;

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項錯誤；銅

絲在Ck中燃燒，生成棕黃色的煙，C項錯誤。

3.（2021?大連高一檢測）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）

⑴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MrA的質量是。

【解析】⑴制備氯氣的反應原理為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，應關閉b,打開a;當

氯氣收集完畢時應關閉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關閉b,打開a關閉a,打開b（3）2.61g

素養發展

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:

高

酸

鎰

無

氯

水

化

鈣

（1）寫出高錦酸鉀與濃鹽酸反應的離子反應方程式：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵注射器內水的作用是________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶實驗結束后，通過U形管左側的導氣管通入C02氣體，作用是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（4）可以驗證氯氣具有氧化性的現象是

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

【解析】（1）鎰元素化合價由+7變為+2（Mr?+）,氯元素化合價由一1變為0,

根據電子守恒和電荷、原子守恒配平離子方程式。（2）檢驗氣體性質時，必須使

用濕潤的試紙。故注射器中的水是為了濕潤試紙和紅紙。（3）最后通CO2可將裝

置內的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，可利用此性質檢驗CL。

+2+

答案：（1）2MnO；+16H+10CI-=2Mn+5C12T+8H20

⑵濕潤試紙和紅紙

⑶趕盡裝置內的氯氣，讓NaOH溶液完全吸收

（4）淀粉碘化鉀試紙變藍

》學情診斷?課堂測評?

L（雙選）實驗室用濃鹽酸和二氧化鎰制氯氣。下列說法錯誤的是（）

A.濃鹽酸在該反應中只表現還原性

B.該方法是瑞典化學家舍勒最先發現的

C.該反應的氧化產物是二氯化鎬，還原產物是氯氣

2+

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

【解析】選A、Co實驗室里常用濃鹽酸與二氧化鎰反應來制取少量的氯氣，反

應的化學方程式為MnO2+4HCl（;t）==MnCl2+Cl2f+2H20,據此回答問題。

由分析中的方程式可知，一部分氯元素的化合價從一1價升高到0價，作還原劑，

具有還原性，還有一部分氯元素的化合價沒有變化，生成鹽和水，所以濃鹽酸

在該反應中表現出酸性和還原性，故A錯誤；實驗室用濃鹽酸和二氧化鎰制氯

氣，是瑞典化學家舍勒最先發現的，故B正確；該反應的氧化產物是氯氣，還

原產物是二氯化鎰，故C錯誤；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電解質，拆成離子的形式，氯氣是單質，寫化

+2+

學式，該反應的離子方程式為MnO2+4H+2Cr==Mn+Cl2f+2H20,符合

電荷守恒，客觀事實，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，能與氯氣發生反應，因此不能用堿石灰干燥氯

氣。

檢驗Cl2是否充滿集氣瓶的正確操作為（）

A.用玻璃棒粘上濕潤的KI-淀粉試紙伸到集氣瓶口附近，觀察試紙是否變藍

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

D.用手將濕潤的KI-淀粉試紙放在集氣瓶口上方，觀察顏色是否變藍

【解析】選A。可用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗CL,在使用試紙時，不能用手直

接拿著試紙；無論CL是否集滿，滴入AgNOs溶液都會產生白色沉淀；NaOH與CL

反應無明顯現象。

3.（水平1）檢驗某溶液中是否含有C1,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。檢驗時加鹽酸酸化會引入C廠干擾檢驗，常加稀硝酸酸化，

主要是排除CO：等離子的干擾。反之檢驗硫酸根時也需要排除氯離子的干擾。

4.（水平2）在實驗室中用濃鹽酸與Mn（）2共熱制取Ck并進行相關實驗。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，只能進氣，不能排氣，則瓶內壓

強增大到一定程度時，可能將橡膠塞壓出，A項錯誤；因為C12比空氣的密度大,

Ck應短管進，B項錯誤；C項該裝置既能收集Ch,又能進行尾氣處理且防倒吸,

正確；由于CL和NaOH反應，所以不能收集到Ck,D項錯誤。

【補償訓練】

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

酸反應且密度大于空氣的密度，且用倒扣的漏斗進行尾氣處理，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）實驗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；②用87gMn（）2與足量的濃鹽酸反應，若不考慮HC1的揮發，則反應

后所得氯氣的質量（）

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與濃鹽酸反應制CL,隨著反應的進行，濃鹽酸變稀，稀鹽

酸不能與Mn（）2反應