【随堂优化训练】2014年高中化学 第4章 第2节 第2课时 氯气的实验室制法及氯离子检验课件 新人

第2课时氯气的实验室制法及氯离子检验1．实验室制取氧气的试管壁上沾有MnO2，除去MnO2可)。用的试剂是(A．蒸馏水C．稀盐酸B．氢氧化钾溶液D．热的浓盐酸解析：MnO2不溶于水，与KOH、稀盐酸均不发生反应，MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。与热的浓盐酸反应：MnO2＋4HCl答案：D2．下列说法中正确的是()。A．Cl－和Cl2都有毒B．将AgNO3溶液滴入某溶液中，若出现白色沉淀，则说明溶液中含有Cl－C．将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或将氯气通入AgNO3溶液中均会出现白色沉淀D．含Cl－的溶液和氯水一样均呈黄绿色答案：C解析：Cl－无毒，而Cl2有毒，A不正确；若溶液中含CO等离子，则滴入AgNO3溶液也会出现白色沉淀，B不正确；NaCl溶液中含Cl－，氯气通入AgNO3溶液中会发生反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，也存在Cl－，所以和AgNO3溶液混合时，都会出现白色沉淀，C正确；Cl－无色，Cl2呈黄绿色，D不正确。3．在实验室里，氯气可以用__________和__________在__________条件下反应来制取。实验室制取氯气的化学方程式：______________________________________。制得的Cl2中常混有杂质_____________和____________，除杂的顺序是先通过____________，再通过______________。因Cl2有毒，会污染空气，所以用______________吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为：______________________________________。MnO2浓盐酸加热MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2OHCl水蒸气饱和食盐水浓硫酸NaOH溶液Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O一、氯气的实验室制法(装置图如下)1．反应原理：4HCl＋MnO2(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．制气类型：固液制气，反应需加热。3．发生装置主要仪器名称：圆底烧瓶、分液漏斗。4．收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。5．净化方法：饱和食盐水除去HCl(a装置)，再用浓硫酸(b装置)干燥。6．验满方法：用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶口，观察试纸是否变蓝。7．尾气处理：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染空气。(1)实验室制氯气用浓盐酸和MnO2，利用了浓盐酸酸性和还原性，书写化学方程式时必须标明“(浓)”。(2)利用浓盐酸与足量的MnO2共热制取Cl2时，实际产生Cl2的体积总是比理论值低的主要原因是随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不与MnO2反应。(3)多余氯气有毒，会污染空气，应用NaOH溶液而不用石灰水吸收，因为Ca(OH)2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全吸收。(4)实验室制取氯气，还可用KMnO4与浓盐酸反应。由于KMnO4是强氧化剂，故反应不需加热。反应的化学方程式为：2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。[例1]实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将蒸馏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的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。最佳的实验操作顺序是()。A．②③④①⑤C．②①⑤④③B．②①③⑤④D．②①③④⑤点拨：实验装置的组装顺序一般为“从下而上(即放铁架台→放酒精灯→根据灯焰的大致高度确定铁圈位置)，从左而右”，且制备气体时，加入药品前应检查装置的气密性。答案：C二、氯离子的检验1．方法：先加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解。2．原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。3．加稀硝酸的目的：排除CO2－3等离子的干扰。4．实验验证。项目实验现象解释或化学方程式加入AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀盐酸白色沉淀沉淀不溶解AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3NaCl溶液白色沉淀沉淀不溶解NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3Na2CO3溶液白色沉淀沉淀溶解Na2CO3＋2AgNO3===Ag2CO3↓＋2NaNO3，Ag2CO3＋2HNO3===2AgNO3＋CO2↑＋H2O自来水白色沉淀沉淀不溶解HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3蒸馏水无明显现象无明显现象—子的干扰；②不可用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。①检验Cl－时，用稀硝酸酸化，主要是排除CO2－3等杂质离有关的离子方程式：Ba2＋＋CO===BaCO3↓，Ag＋＋Cl－[例2]如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质？写出实验操作步骤和有关的离子方程式。点拨：应先将Na2CO3固体配制成溶液，再做后续实验。答案：取少量Na2CO3固体，加水溶解，配制成溶液。向溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，过滤除去沉淀。在滤液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，说明原Na2CO3固体中混有NaCl；若没有沉淀，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。===AgCl↓。(或者取少量Na2CO3固体，加水溶解，配制成溶液。向该溶液中加入稀硝酸至没有气泡冒出为止，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明原Na2CO3固体中有NaCl；若没有白色沉淀产生，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。有关的离子方程式：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O，Ag＋＋Cl－===AgCl↓。)三、卤族元素1．卤族元素。F、Cl、Br、I等元素的原子结构和性质有一定的相似性，统称为卤族元素。2．卤族元素的物理性质。3．卤族元素的化学性质。碘单质的特性：淀粉遇碘变蓝。卤族元素氟氯溴碘X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O化合反应2F2＋2H2O===4HF＋O2X2＋H2O===HX＋HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有－1价有－1、＋1、＋3、＋5、＋7价等含氧酸(化学式)无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等4．卤素单质之间的置换反应。卤素单质的氧化性：F2Cl2Br2I2。除F2外，Cl2可以置换出溴化物、碘化物中的溴单质和碘单质；Br2可以置换出碘化物中的碘单质。发生的化学反应方程式：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl；Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2；Br2＋2NaI===2NaBr＋I2。5．Cl－、Br－、I－的检验。(1)AgNO3沉淀法。①实验步骤：待检液＋AgNO3溶液＋稀硝酸→不同颜色沉淀物。②现象：AgCl为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀，AgI为黄色沉淀。(2)卤素单质置换法。①实验步骤：待检液＋新制氯水＋四氯化碳溶液→得到下层不同颜色的溶液。②实验现象：溴的四氯化碳溶液呈橙红色，碘的四氯化碳溶液呈紫红色。A．Br－、Cl－、I－B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－[例3]甲、乙、丙三种溶液中各只含有一种X－(X－可能为Cl－、Br－或I－)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有()。点拨：熟知有关卤素知识：①单质氧化性为Cl2Br2I2，而对应阴离子的还原性I－Br－Cl－；②碘单质可使淀粉变蓝，溴水颜色为橙色。由此可推断出，甲中加入氯水和淀粉溶液时溶答案：B液变为橙色，说明甲中含有Br－，再加丙溶液无明显变化，则说明丙溶液中无I－(若含I－，则发生反应：2I－＋Cl2===2Cl－＋I2)。