2019-2020学年高中化学 第4章 第2节 课时2 Cl2的实验室制法和Cl－的检验课件 新人教

第四章非金属及其化合物第二节富集在海水中的元素——氯课时2Cl2的实验室制法和Cl－的检验目标与素养：1.了解实验室制取Cl2的原理和实验装置设计与分析。(科学探究与创新意识)2.掌握Cl－的检验方法。(宏观辨识与科学探究)自主探新知预习一、氯气的实验室制法1．反应原理实验室将MnO2和浓盐酸加热制取Cl2，反应的化学方程式为________________________________________，离子方程式为________________________________________。MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2OMnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O2．实验装置A、B的仪器名称分别为________、________。装置C中饱和食盐水的作用是____________________。装置D中浓硫酸的作用是干燥Cl2。烧杯E中NaOH溶液的作用是______________。分液漏斗圆底烧瓶吸收Cl2中的HCl吸收尾气Cl2二、Cl－的检验1．操作方法：向未知溶液中先加______________，再加稀________。2．现象：产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀______。3．原理：______________________________。4．加入稀硝酸的目的：排除CO2－3等离子的干扰。AgNO3溶液HNO3不溶解Ag＋＋Cl－===AgCl↓1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)MnO2与浓HCl的反应中，氧化剂为MnO2，HCl为还原剂。()(2)Cl2中的HCl气体可用NaOH溶液除去。()(3)Cl2可以用向上排空气法收集。()(4)某溶液中加AgNO3溶液，有白色沉淀生成，可说明该溶液中含有Cl－。()[答案](1)√(2)×(3)√(4)×2．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有()A．Cl－、SO2－4B．Cl－、NO－3C．Cl－、CO2－3D．Cl－、OH－[答案]C3．实验室常用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气，用下图装置可制备纯净、干燥的氯气，并验证其部分性质。(已知Cl2＋2KI===I2＋2KCl)试回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式是_______________________。(2)C、D中所用试剂分别是：C________；D________。(3)B中出现的现象是______________________________。(4)请用离子方程式表示F中NaOH溶液的作用_________。(5)若想制得标准状况下2.24L氯气，理论上被氧化的HCl的物质的量是________mol。[答案](1)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)饱和食盐水浓硫酸(3)溶液颜色由无色变为蓝色(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O(5)0.2核心攻重难突破Cl2的实验室制法1.反应原理化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。2．实验装置构成发生装置―→除杂装置―→干燥装置―→收集装置―→尾气处理装置。(1)发生装置①特点：固体＋液体――→△气体。②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。(2)净化装置组成盛放试剂试剂的作用除杂装置饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢干燥装置浓硫酸干燥氯气(3)收集装置①收集方法：向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。也可用排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。②验满方法：用湿润的KI­淀粉试纸检验。将湿润的KI­淀粉试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。(4)尾气处理装置用盛有NaOH溶液的烧杯吸收尾气Cl2，防止污染环境。科学探究——制Cl2应注意的问题(1)实验室制备Cl2注意事项①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。③实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，以避免污染空气。④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。(2)气体净化装置的选择用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。(3)MnO2与浓HCl反应的特点①浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl－为2mol。②随着反应的进行，盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。1．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是()A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集D[Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的少量HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而可溶于水，D项正确。]2．某研究小组为了制备84消毒液(主要成分为NaClO)设计了如图装置。并查阅到下列资料：“卤素与水的反应是放热反应，在加热情况下卤素与碱液发生如下反应：3X2＋6OH－=====70℃5X－＋XO－3＋3H2O”。回答下列问题：(1)装置中的试管内发生反应的离子方程式为_____________。(2)装置中能否省去盛饱和NaCl溶液的洗气瓶？______(填“能”或“不能”，下同)，理由是__________________________。(3)装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？________，理由是____________________________________________________。(4)装置中能否省去盛冰水的烧杯？____________________，理由是_______________________________________________。[答案](1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O(2)不能氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了NaClO的产量和纯度(3)能少量水蒸气进入试管中不影响反应(4)不能氯气与水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能引起副反应，生成NaClO3Cl－的检验1.步骤：待测液――――――→加稀硝酸酸化―――――――――→加AgNO3溶液生成白色沉淀。2．原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(AgCl不溶于稀硝酸)。3．注意：先加稀硝酸的目的是排除CO2－3、PO3－4等的干扰。3．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是()A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生[答案]C4．有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：①溶于水，得到无色溶液；②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。根据上述现象判断：(1)白色固体中一定含有的成分是________，可能含有的成分是________。(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：____________________________________________________。[解析]三种物质溶于水均得到无色溶液，且相互之间不反应；加入AgNO3溶液生成白色沉淀，说明固体中可能含KCl、K2CO3或两者中的一种；滴加稀硝酸，沉淀量减少说明固体中含有K2CO3，沉淀不完全消失说明固体中含有KCl。[答案](1)KCl和K2CO3KNO3(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓、2Ag＋＋CO2－3===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑当堂提素养达标1．某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是()A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放NaOH溶液可以净化Cl2D．④中盛放NaOH溶液可以吸收尾气C[NaOH与Cl2反应，NaOH溶液不能净化Cl2。]2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A．①比②多B．②比①多C．一样多D．无法比较B[①中浓盐酸变成稀盐酸时，不再反应，生成的Cl2比理论值小。]3．欲除去Cl2中的少量HCl气体，可选用()A．NaOH溶液B．饱和食盐水C．浓硫酸D．石灰水[答案]B4．检验Cl－时要用到AgNO3溶液和稀硝酸，其中加入稀硝酸的目的是()A．加速反应的进行B．排除某些杂质离子的干扰C．生成不溶于水的沉淀D．增大沉淀的生成量B[加稀硝酸的目的是排除CO2－3、PO3－4等离子的干扰。]5．如图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，并利用产物进行后续实验，请填写下列空白：(1)写出二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式：____________________________________________________。(2)在该反应中，部分HCl充当的是________(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)洗气瓶B中盛有饱和食盐水，洗气瓶C中盛有红墨水，在洗气瓶D中放有石灰乳，则C瓶中观察到的现象是________________________；D瓶中发生反应的化学方程式是____________________________________________________。(4)若反应产生了标准状况下11.2L的氯气，则被氧化的HCl的物质的量是________mol。[答案](1)4HCl(浓)＋MnO2=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)还原剂(3)红墨水褪色2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(4)1