氯气的制取

氯气的实验室制取四川省友谊中学熊异平CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑固－固，加热大试管、铁架台Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑固+液,不加热启普发生器或简易装置饱和NaHCO3溶液尾气处理收集方法除杂发生装置原理O2H2、CO2向上排空气法或排水法水和浓硫酸向下排气或排水法向上排空气法[回顾]H2O2CO2等气体的实验室制法2KClO3===2KCl+3O2↑MnO2△启普发生器启普发生器原理的简易装置简易装置简易装置优点:随开随用,随关随停适用于制取较多气体固-固,加热注意事项:1.试管口稍向下倾斜2.铁夹夹在离管口1/3处3.加热时先均匀受热,再用外焰在药品底部加热设计一套完整的实验装置:气体发生装置气体除杂装置气体收集装置尾气处理装置氯气的实验室制法［思考］１、标出电子转移情况，注明氧化剂和和还原剂计算被氧化的HCl与未被氧化的HCl的物质的量之比为:（一）原理MnO2+4HCl(浓）＝MnCl2+Cl2↑+2H2O得2e-失2e-3、HCl在反应中表现为什么性？MnO2+4H++2Cl-＝Mn2++Cl2↑+2H2O酸性和还原性2、改写为离子方程式1:1氧化剂MnO2还原剂HCl[思考1]针对化学反应原理:MnO2+4HCl(浓）＝MnCl2+Cl2↑+2H2O,请设计一套气体发生装置△[思考2]在制得的Cl2中可能有哪些杂质?你如何除去?杂质有HCl、H2O提示:除去HCl不能影响Cl2原则:长进短出除去HCl:通入饱和食盐水干燥水:通入浓硫酸[思考3]如何收集Cl2?向上排空气法改进向上排空气法排饱和食盐水法(适用于粗测气体体积)ABCD若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用B；难以吸收的可以点燃处理，选用D。说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置A；少量尾气可以集于气球中，选用C；小结:尾气的处理方法[思考4]如何除去反应后多余的Cl2?NaOH溶液一套完整制氯气的装置[思考]说出各仪器的名称组装原则:由下至上,由左至右饱和食盐水实验操作步骤及注意事项:1、检查装置气密性；2、从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸，缓缓加热。3、多余的氯气要用NaOH溶液吸收。4、通过观察颜色变化停止加热。5、实验结束应先撤导管后撤酒精灯。问题讨论1、为什么用分液漏斗装盐酸？又让盐酸缓慢地注入，而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里？答:用分液漏斗可以控制液体的用量，避免生成的氯气过多。2、能否用其它试剂代替二氧化锰或浓盐酸来制取氯气？答：可以用KMnO4、KClO3等氧化剂代替MnO2,与浓盐酸反应（不需加热）2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OKClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O也可用固体NaCl和浓H2SO4代替浓盐酸与MnO2反应2NaCl+2H2SO4+MnO2====Na2SO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O△3、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热？答：浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率。4、如何检验氯气的生成？答:1.黄绿色、有刺激性气味的气体（色、态、味）2.湿润的淀粉KI试纸（变蓝）;3.湿润的品红试纸（褪色）;4.浓氨水（白烟）。5、工业上用什么方法来生产氯气？答：电解饱和食盐水。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑2NaCl===========Cl2↑+2Na电解电解1.实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将烧瓶固定在铁架台上②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈放好石棉网③用药匙向烧瓶中加二氧化锰，再向分液漏斗中加入浓盐酸，并将导气管放入集气瓶中④检查装置的气密性⑤在烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管。则最好的实验操作顺序是()A.②③④①⑤B.C.②①⑤④③D.课堂练习2.实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl146ｇ的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2()A.①比②多B.②C.一样多D.BC再见byebye气体的制取四川省友谊中学熊异平实验室制取气体的一般思路：1、选择药品2、选择发生装置(注意气密性的检验）3、选择净化、干燥装置4、选择气体收集装置5、选择尾气处理装置反应原理反应物的聚集状态和反应条件杂质成分及性质气体性质尾气成分及性质根据反应物质的状态和反应条件气体发生装置的基本类型:A、固体反应物（加热）C、固（液）液反应物（加热）气体发生装置的设计原则：B、固液反应物（不加热）一、气体发生装置常见气体的制备装置1、气体发生装置(1)该系列装置的适用于固—液间反应不需加热该系列装置的也适用于固—液间反应不需加热气体发生装置（2）该系列装置适用于固—固（或固—液、液—液）间反应需加热注意事项：（1）试管口应略向下倾斜（2）试管夹夹在试管的中上部（3）药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入试管过长（5）实验开始时先检验装置的气密性（6）加热时，先预热且应用外焰加热A、固体反应物（加热）试管导管酒精灯铁架台224242OMnOMnOKKMnO233222OKClKClOMnOOHNHCaClOHCaClNH2322422)(24323CHCONaNaOHCOONaCHCaO该装置可用于制备O2、NH3和CH4启普发生器简易装置注意事项：(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO2、H2S、H2(不可用于制C2H2)(2)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应(3)操作时应注意：a.检验装置的气密性b.长颈漏斗插入液面以下c.制H2S时应在通风橱中,H2S剧毒B、固液反应物（不加热）常见装置启普发生器的拓展与延伸启普发生器原理式反应器的设计可用于制备H2、O2、H2S、NO2和C2H2OHCOCaClHClCaCO22232SHFeSOSOHFeS244222222)(2HCOHCaOHCaC2223322)((4NOOHNOCuHNOCu浓）2442HZnSOSOHZn2222222OOHOHMnO注意事项：（1）检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀（3）加热易暴沸的混合物时要加碎石，防暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度C、固（液）液反应物（加热）液体--分液漏斗固体--圆底烧瓶石棉网常见装置可用于制备Cl2、HCl、SO2、NO和C2H4OHHCOHHCSOH2425242170COHNONOCuHNOCu223342)(3)(83稀OHSONaHSOSOHSONa22442322)(2浓HClHSONaSOHNaCl442)(浓OHClKClMnClHClKMnOOHClMnClHClMnO222422228522)(1622)(4浓浓饱和食盐水浓硫酸增加：除杂装置简易装置图：TCE98-17《汇》P144思考：实验室如何制取纯净的氯气？气体的净化装置和收集装置分别有几种类型？根据什么原则选择有关装置？思考：进气管“长进短出”应大口方向进气，小口方向出气液体试剂固体试剂固体试剂需加热cd洗气瓶干燥管二、净化装置气体净化装置的设计原则：根据净化药品的状态和净化条件气体的净化与干燥：该系列装置可用于气—液（或气—固）反应装置或吸收装置。气体的酸碱性干燥剂的酸碱性保持一致干燥剂的选择及使用原则1、选择原则①气体在被干燥的过程中要不能被减少(可以增加)②不要引入新的杂质。2、选择方法干燥装置干燥剂状态酸、碱性据气体的氧化、还原性干燥剂选择酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥碱性气体NH3；碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体如Cl2。有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体（如H2S、HI等）。3、常见干燥剂中性干燥剂（无水CaCl2）不能用来干燥NH3。常见干燥剂及使用装置液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂可干燥气体不可干燥气体→→浓硫酸无水CaCl2碱石灰H2,O2,Cl2,SO2,CO,N2,CH4O2,Cl2,HCl,SO2,H2,CO,N2,CH4H2,O2,N2,CH4,NH3H2SNH3,HBr,HI,C2H4HX,H2S,SO2,CO2,NO2,Cl2NH3装置类型排水法向上排气法向下排气法示意图气体性质实例三、收集装置气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度难溶或微溶于水的气体H2,O2,NO,C2H2,N2,CO密度大于空气的气体CO2,Cl2,HCl密度小于空气的气体H2,NH3收集装置拓展与延伸思考：1、若所要收集的气体有毒且能溶于水，应该选择何种装置来收集此气体？若气体密度大于空气密度，应从___端进；若气体密度小于空气密度，应从___端进。ab1、燃烧法如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。2、碱液吸收法如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。3、水溶解法如HCl、NH3等。四、除尾气装置4、袋装储存法如CO、H2、CH4等思考：分析右图装置有哪些作用？1、净化气体2、收集气体（密度比空气大）4、排水集气法收集气体3、收集气体（密度比空气小）几种常见气体的实验室制法1、固+固加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理O2A排水2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+O2+MnO2带火星木条复燃浓硫酸CH4排水CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3浓硫酸NH3向下排空气法2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+H2O湿润红色石蕊试纸变蓝碱石灰浓硫酸∆∆MnO2CaO∆∆2、固+液不加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理H2B排水向上排气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑与空气混合点燃爆鸣浓硫酸点燃CO2向上排气CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑澄清石灰水变浑浊浓硫酸NaOH溶液C2H2排水向上排气CaC2+2H2O=Ca(OH)2+CHCH↑溴水或KMnO43、固+液加热制取气体装置收集方法反应方程式检验方法干燥尾气处理Cl2C排饱和食盐水MnO2+4HCl(浓)═MnCl2+Cl2↑+H2O湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝浓硫酸氢氧化钠溶液HCl向上排空气法NaCl+H2SO4(浓)═HCl↑+NaHSO4NaHSO4+NaCl═HCl↑+Na2SO4湿润的蓝色石蕊试纸变红浓硫酸氢氧化钠溶液∆∆强热尾气处理：吸收、燃烧、收集或用贮气瓶尾气处理装置：气体极易溶，防倒吸安全瓶防止液体倒吸发生装置的设计洗气瓶的有关装置问题讨论测量气体的体积装置的设计GOODBYE