2021_2022学年新教材高中化学第二章海水中的重要元素__钠和氯第二节第2课时氯气的实验室制法氯离子的检验课件新人教版必修1202106251288.pptx

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1、第二节氯及其第二节氯及其化合物化合物第第2课时氯气的实验室制法课时氯气的实验室制法氯氯离子的检验离子的检验课标定课标定位位1.能根据物质的性质和物质间的转化关系设计方案制备氯能根据物质的性质和物质间的转化关系设计方案制备氯气气2.能结合氯气的性质认识氯气对环境的影响能结合氯气的性质认识氯气对环境的影响3.能描述氯离子的检验方法能描述氯离子的检验方法素养阐释素养阐释1.能记住实验室制取氯气的反应原理和收集方法能记住实验室制取氯气的反应原理和收集方法2.能说出实验室制取氯气常用除杂试剂和尾气吸收试剂能说出实验室制取氯气常用除杂试剂和尾气吸收试剂3.能说出检验氯离子所用的试剂及其作用能说出检验氯离子

2、所用的试剂及其作用 自主自主预习预习新知导学新知导学一、氯气的实验室制法一、氯气的实验室制法1.实验室里常用实验室里常用浓盐酸浓盐酸与与二氧化锰二氧化锰反应制取氯气。反应的反应制取氯气。反应的化学方程式为化学方程式为MnO2+4HCl(浓浓) MnCl2+Cl2+2H2O。这一。这一方法最早是由方法最早是由舍勒舍勒发现的。发现的。2.如图所示如图所示,是实验室制取氯气的常用装置是实验室制取氯气的常用装置。 (1)指出图中仪器的名称指出图中仪器的名称:分液漏斗分液漏斗,圆底烧瓶圆底烧瓶。(2)图中所示收集氯气的方法是图中所示收集氯气的方法是向上排空气法向上排空气法,所用方法的所用方法的依据是依据

3、是氯气的密度比空气的密度大氯气的密度比空气的密度大,且氯气不与空气中的成且氯气不与空气中的成分发生反应分发生反应。(3)NaOH溶液的作用是溶液的作用是吸收氯气吸收氯气,防止污染环境防止污染环境。【自主思考】【自主思考】 你认为收集的氯气中会含有哪些杂质你认为收集的氯气中会含有哪些杂质?应如应如何除去何除去?提示提示:氯气中会混有氯化氢气体和水蒸气氯气中会混有氯化氢气体和水蒸气,可用饱和食盐水可用饱和食盐水除去氯化氢除去氯化氢,用浓硫酸除去水蒸气。用浓硫酸除去水蒸气。二、氯离子的检验二、氯离子的检验1.检验溶液中的氯离子检验溶液中的氯离子(Cl-)常用试剂是常用试剂是硝酸银溶液硝酸银溶液和稀硝

4、和稀硝酸。所依据的原理是酸。所依据的原理是Ag+Cl-AgCl(写离子方程式写离子方程式),稀硝稀硝酸的作用是酸的作用是排除排除 等等的干扰的干扰。2.请描述检验一瓶未知溶液中是否含有氯离子的方法请描述检验一瓶未知溶液中是否含有氯离子的方法:取少取少量未知溶液放入试管中量未知溶液放入试管中,先滴入适量稀硝酸酸化先滴入适量稀硝酸酸化,再滴入硝酸再滴入硝酸银溶液银溶液,若产生白色沉淀若产生白色沉淀,则未知溶液中含有氯离子则未知溶液中含有氯离子;若不产生若不产生白色沉淀白色沉淀,则未知溶液中不含有氯离子则未知溶液中不含有氯离子。【效果自测】【效果自测】 1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“ ”,

5、错误的画错误的画“”。(1)用用MnO2制取氯气时制取氯气时,必须用浓盐酸必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反与稀盐酸不反应。应。()(2)为了减少制得的为了减少制得的Cl2中中HCl的含量的含量,所以加热温度不宜过所以加热温度不宜过高高,以减少以减少HCl的挥发。的挥发。()(3)用用MnO2与浓盐酸制与浓盐酸制Cl2的离子方程式的离子方程式:MnO2+4HCl Mn2+2Cl-+Cl2+2H2O。() (4)除去除去Cl2中少量中少量HCl气体气体,可用饱和食盐水可用饱和食盐水,也可用饱和碳也可用饱和碳酸氢钠溶液。酸氢钠溶液。()(5)检验氯离子时可用湿润的淀粉碘化钾试纸。检验氯离子时可用湿

6、润的淀粉碘化钾试纸。()(6)氯气在氯气在NaOH溶液中的溶解度小于在纯水中的溶解度。溶液中的溶解度小于在纯水中的溶解度。()(7)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应。实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应。() 2.某化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化锰的某化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化锰的反应来制取并收集氯气反应来制取并收集氯气,实验装置如图所示。实验装置如图所示。(1)写出该反应的离子方程式写出该反应的离子方程式:。 (2)上述反应中上述反应中,浓盐酸表现浓盐酸表现出出的的性质是性质是。 (3)兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来兴

7、趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气吸收残余氯气,你认为其中错误的你认为其中错误的是是。 A.NaOH溶液溶液 B.Na2CO3溶液溶液 C.浓硫酸浓硫酸答案答案:(1)MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O(2)还原性、酸性还原性、酸性(3)C 合作合作探究探究释疑解惑释疑解惑探究任务探究任务1 实验室实验室制取纯净、干燥的氯气的方案设计依据制取纯净、干燥的氯气的方案设计依据问题引领问题引领1.实验室常用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气实验室常用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气,制制取的氯气中可能含有哪些杂质取的氯气中可能含有哪些杂质?怎样除去这些杂

8、质怎样除去这些杂质?提示提示:含有挥发出的含有挥发出的HCl和水蒸气杂质。先通过饱和食盐水和水蒸气杂质。先通过饱和食盐水除去除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气。再通过浓硫酸除去水蒸气。2.收集气体的常用方法有哪些收集气体的常用方法有哪些?依据是什么依据是什么?若收集纯净、若收集纯净、干燥的氯气可用什么方法干燥的氯气可用什么方法?提示提示:若气体难溶于水若气体难溶于水,可用排水法收集气体可用排水法收集气体;若气体不与空若气体不与空气中的成分反应气中的成分反应,且其密度比空气的密度大且其密度比空气的密度大,可用向上排空气可用向上排空气法收集法收集;若气体不与空气中的成分反应若气体不与空气中的成分反

9、应,且其密度比空气的密且其密度比空气的密度小度小,可用向下排空气法收集。根据氯气的性质可知收集纯可用向下排空气法收集。根据氯气的性质可知收集纯净、干燥的氯气可用向上排空气法。净、干燥的氯气可用向上排空气法。归纳提升归纳提升1.反应原理的选择反应原理的选择(1)根据氧化还原反应原理根据氧化还原反应原理,可使浓盐酸发生氧化反应获得可使浓盐酸发生氧化反应获得氯气氯气:HCl(浓浓)Cl2。(2)可选用的氧化剂的氧化性要比可选用的氧化剂的氧化性要比Cl2的氧化性强。实验室的氧化性强。实验室常用氧化剂有常用氧化剂有KMnO4、MnO2等。等。(3)反应原理反应原理:2KMnO4+16HCl(浓浓)2KC

10、l+2MnCl2+5Cl2+8H2O,KMnO4常温下可将浓盐酸氧化常温下可将浓盐酸氧化,MnO2需在加热条件下才能需在加热条件下才能将浓盐酸氧化。可见将浓盐酸氧化。可见,KMnO4的氧化性比的氧化性比MnO2的氧化性更的氧化性更强。强。2.实验装置的选择实验装置的选择实验室中制取气体的装置实验室中制取气体的装置至少要包括发生装置和收至少要包括发生装置和收集装置集装置,根据实际需要根据实际需要,还可还可能用到除杂装置和尾气处能用到除杂装置和尾气处理装置。实验室利用理装置。实验室利用MnO2与浓盐酸反应制取纯净、与浓盐酸反应制取纯净、干燥的氯气干燥的氯气,四部分装置都四部分装置都要使用要使用,装

11、置示意图如下装置示意图如下:(1)根据反应物的状态和反应条件选择发生装置。根据反应物的状态和反应条件选择发生装置。MnO2是固体是固体,浓盐酸是液体浓盐酸是液体,反应需要加热反应需要加热,所以选用固液所以选用固液加热装置。加热装置。(2)根据气体及其所含杂质的性质选择除杂试剂和除杂装置。根据气体及其所含杂质的性质选择除杂试剂和除杂装置。浓盐酸易挥发浓盐酸易挥发,从发生装置中逸出的氯气中含有从发生装置中逸出的氯气中含有HCl气体和气体和水蒸气水蒸气,选择的除杂试剂可以吸收选择的除杂试剂可以吸收HCl气体和水蒸气气体和水蒸气,但不能但不能减少减少Cl2。通常使用饱和食盐水吸收。通常使用饱和食盐水吸

12、收HCl气体后气体后,再用浓硫酸再用浓硫酸吸收水蒸气。吸收水蒸气。(3)根据气体的密度、气体在水中的溶解性以及是否与水反根据气体的密度、气体在水中的溶解性以及是否与水反应选择收集装置。应选择收集装置。氯气能溶于水氯气能溶于水,并部分与水反应并部分与水反应,不能用排水法收集不能用排水法收集;若用排若用排饱和食盐水法收集饱和食盐水法收集,氯气中会含有水蒸气氯气中会含有水蒸气,可用浓硫酸进行干可用浓硫酸进行干燥。氯气的密度比空气的密度大燥。氯气的密度比空气的密度大,且不与空气中的成分发生且不与空气中的成分发生反应反应,所以可以采用向上排空气法收集氯气。所以可以采用向上排空气法收集氯气。(4)根据气体

13、的性质选择尾气处理装置。根据气体的性质选择尾气处理装置。氯气有毒氯气有毒,污染环境。氯气可与碱反应污染环境。氯气可与碱反应,所以通常使用所以通常使用NaOH溶液吸收氯气。溶液吸收氯气。典型例题典型例题【例题【例题1】 某学习小组某学习小组利用下图所示装置利用下图所示装置,制取制取氯气并用于探究与铁反应氯气并用于探究与铁反应的现象及其生成物的成分。的现象及其生成物的成分。A是是Cl2发生装置发生装置,E是硬质是硬质玻璃管玻璃管(其中装有细铁丝其中装有细铁丝网网),F为干燥的广口瓶为干燥的广口瓶,G中盛有中盛有NaOH溶液。溶液。回答下列问题回答下列问题:(1)B、C中的试剂名称中的试剂名称:B,

14、C。 (2)设计设计C、D两个装置的目的是两个装置的目的是。(3)G中反应的离子方程式为中反应的离子方程式为。 (4)能否将能否将G中的中的NaOH溶液换成澄清石灰水溶液换成澄清石灰水?为什么为什么? 。 (5)资料显示资料显示,氯化亚铁固体是绿色或黄绿色。学习小组的氯化亚铁固体是绿色或黄绿色。学习小组的同学们观察到同学们观察到E中的现象为中的现象为 ,从而确从而确定氯气与铁反应的生成物是定氯气与铁反应的生成物是(填化学式填化学式)。 答案答案:(1)浓盐酸饱和食盐水浓盐酸饱和食盐水(2)除去除去HCl和水蒸气和水蒸气,以免影响以免影响Cl2与与Fe的反应的反应,影响产物的影响产物的判断判断(

15、3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(4)不能。因为澄清石灰水中不能。因为澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小的浓度太小,吸收吸收Cl2的效果差的效果差(5)产生棕褐色烟产生棕褐色烟FeCl3解析解析:由图可知由图可知,整套装置包括整套装置包括Cl2的发生装置、除杂装置、的发生装置、除杂装置、与与Fe粉的反应装置、尾气吸收装置等几部分。由于浓盐酸粉的反应装置、尾气吸收装置等几部分。由于浓盐酸易挥发易挥发,生成的生成的Cl2中必含有中必含有HCl和水蒸气杂质和水蒸气杂质,若不除去若不除去,则会则会影响影响Cl2与与Fe的反应的反应,使生成物不纯使生成物不纯,影响产物的判断。影响产物的判断

16、。当气体中含有多种杂质时当气体中含有多种杂质时,如果不需要加热如果不需要加热,要先除其他杂要先除其他杂质气体质气体,最后再除水蒸气。若需要利用加热法除去杂质气体最后再除水蒸气。若需要利用加热法除去杂质气体时时,则应先除水蒸气则应先除水蒸气,再除其他杂质气体。例如再除其他杂质气体。例如,除去除去CO2中的中的CO和水蒸气和水蒸气,应先通过浓硫酸除去水蒸气应先通过浓硫酸除去水蒸气,再将气体通过灼热再将气体通过灼热的的CuO除去除去CO。【变式训练【变式训练1】 氯气是一种重要的工业原料。资料显示氯气是一种重要的工业原料。资料显示: Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4 2CaSO4+2Cl2

17、+2H2O。某学习。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质:(1)在该实验中在该实验中,甲部分的装置是甲部分的装置是(填字母填字母)。 (2)在反应在反应Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4 CaSO4+2Cl2+2H2O中中,氧化剂是氧化剂是 。 (3)乙装置中乙装置中FeCl2溶液与溶液与Cl2反应的离子方程式为反应的离子方程式为。 (4)丙装置中发生反应的化学方程式为丙装置中发生反应的化学方程式为 。 答案答案:(1)C(2)Ca(ClO)2解析解析:(1)根据反应物的状态和反应条件判断根据反应物的状态和反应条件判

18、断,应选用固液加应选用固液加热装置。热装置。(2)所含元素化合价降低的物质是氧化剂。所含元素化合价降低的物质是氧化剂。(3)FeCl2中铁元素为中铁元素为+2价价,易被氯气氧化到易被氯气氧化到+3价。价。探究任务探究任务2 氯氯离子的检验方法离子的检验方法问题引领问题引领1.根据离子反应发生的条件根据离子反应发生的条件,能与能与Cl-反应的是哪种常见离子反应的是哪种常见离子?产生什么现象产生什么现象?提示提示:Ag+,产生白色沉淀。产生白色沉淀。2.哪些常见离子也会与哪些常见离子也会与Ag+反应生成白色沉淀反应生成白色沉淀,从而对从而对Cl-的的检验造成干扰检验造成干扰?如何消除这种干扰如何消

19、除这种干扰?归纳提升归纳提升HCl或可溶性的金属氯化物在水溶液中都会电离出或可溶性的金属氯化物在水溶液中都会电离出Cl-。在。在中学化学里中学化学里,检验检验Cl-的基本方法是的基本方法是:取样取样,先加入稀硝酸酸化先加入稀硝酸酸化,再加入再加入AgNO3溶液。根据产生白色沉淀现象确认含溶液。根据产生白色沉淀现象确认含Cl-。(1)所依据的反应原理所依据的反应原理:Ag+Cl-AgCl。典型例题典型例题【例题【例题2】 有一包白色固体有一包白色固体,它可能是它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种中的一种或几种,进行下列实验进行下列实验:将白色固体溶于水将白色固体溶于水,得无色溶液得

20、无色溶液;在所得溶液中滴入在所得溶液中滴入AgNO3溶液溶液,生成白色沉淀生成白色沉淀;再滴加稀硝酸再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡生同时有气泡生成成。根据上述现象判断根据上述现象判断:(1)白色固体一定含有的成分是白色固体一定含有的成分是,可能含有的可能含有的成分是成分是。 (2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式请写出上述实验中有关反应的离子方程式:。 解析解析:三种物质均能溶于水得无色溶液三种物质均能溶于水得无色溶液,且相互间不反应且相互间不反应;加加入入AgNO3溶液溶液,生成白色沉淀生成白色沉淀,则至少含则至少含KCl、K2CO3中的一中的一种

21、种;滴加稀硝酸滴加稀硝酸,沉淀量减少说明含沉淀量减少说明含K2CO3,但不完全消失说明但不完全消失说明含含KCl。【变式训练【变式训练2】 在某未知液中加入在某未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀溶液有白色沉淀生成生成,加入稀硝酸后加入稀硝酸后,沉淀部分溶解沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成有无色无味的气体生成,将将气体通入澄清石灰水气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊石灰水变浑浊,由此判断水溶液中所含由此判断水溶液中所含的阴离子有的阴离子有()答案答案:A解析解析:根据题中描述的现象根据题中描述的现象,生成的白色沉淀部分溶于稀硝生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸酸,且产生使石灰水变浑浊的气体且产生使石灰水变浑浊的气体,则原溶液中则原溶液中存在存在 和和Cl-。课课 堂堂 小小 结结