第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验.docx

1、第2课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验第2课时氯气的实验室制法和氯离子的检验学业水平目标核心素养对接1.能利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法。2.能根据氯离子的性质设计实验进行氯离子检验。1.通过利用氯元素的价态变化设计氯气的实验室制法，以培养学生宏观辨识和微观辨析的能力。2.能根据氯离子的性质设计实验进行检验，培养学生科学探究与创新意识。知识梳理一、氯气的制法1.氯气的实验室制法(1)反应原理实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。(2)实验装置装置A中饱和食盐水

2、的作用是除去Cl2中的HCl气体，可减少Cl2在H2O中的溶解；装置B中浓硫酸的作用是干燥Cl2；烧杯中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2、以防污染环境。2.氯气的工业制法工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。微思考1.含7.3 g HCl的盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气总小于3.55 g，为什么？提示浓盐酸随着反应的进行逐渐变稀，变为稀盐酸以后不再与MnO2反应。2.用什么来检验Cl2已收集满？提示可用湿润的淀粉KI试纸来检验。二、Cl的检验1.实验探究实验现象离子方程式加入AgNO3溶液加入稀硝酸稀盐酸产生白色沉淀沉淀不溶

3、解AgCl=AgClNaCl溶液产生白色沉淀沉淀不溶解AgCl=AgClNa2CO3溶液产生白色沉淀沉淀溶解2AgCO=Ag2CO3Ag2CO32H=2AgCO2H2O自来水(Cl2消毒)产生白色沉淀沉淀不溶解AgCl=AgCl蒸馏水无明显现象2.氯离子的检验方法(1)操作方法：向未知溶液中先加AgNO3溶液，再加稀HNO3。(2)现象：产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀不溶解。(3)原理：AgCl=AgCl。(4)加入稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。微训练1.下列检验Cl的方法正确的是()A.在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有ClB.在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgN

4、O3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有ClC.在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有ClD.在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl解析可能有CO、PO等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl，B、C错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl，D正确。答案D2.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、SO B.Cl、NOC.Cl、CO D.

5、Cl、OH解析根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO和Cl。答案C探究一氯气的实验室制法实验原理探究素材反应原理强氧化剂除MnO2外，也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等代替。探究题目1.分别写出高锰酸钾、重铬酸钾(K2Cr2O7)、氯酸钾与浓盐酸反产生氯气的化学方程式(均不需要加热)。答案2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2OK2Cr2O714HCl(浓)=2KCl2CrCl33Cl27H2OKClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O探究素材实验室制取氯气的实验装置(1)发生装置()特点：固体液体气体。仪器

6、：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。(2)净化装置()组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置()收集方法：向上排空气法(装置E，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)。验满方法：用湿润的淀粉KI试纸检验。将湿润的淀粉KI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()导气管要伸入液面以下。F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。探究题目2.如图所示

7、是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：(1)指出上述图中的各处错误：_；_；_；_。(2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：饱和食盐水_；浓硫酸_；NaOH溶液_。(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是_。A.向烧瓶中加入MnO2粉末B.加热C.向烧瓶中加入浓盐酸(4)如果将过量二氧化锰与含HCl 8.76 g的浓盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于4.26 g。其主要原因有：_，_。(5)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是_。(6)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是_。实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污

8、染，可以向烧瓶中加入的溶液是_，有关的离子方程式是_。解析(2)先除HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。(3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。(4)题中所给盐酸中HCl的质量是8.76 g，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的质量小于4.26 g。(5)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。(6)利用Cl2和NaOH溶液反应除多余的Cl2。答案(1)不能用稀盐酸，而应用浓盐酸应有加热装置，应用酒精灯垫石棉网加热盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒两洗气瓶里进气导管和出气导

9、管的长短颠倒(2)除去Cl2中的氯化氢除去氯气中的水蒸气吸收多余的氯气(3)ACB(4)加热使HCl大量挥发浓盐酸变稀后不再发生反应(5)将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火(6)MnO24H2ClMn2Cl22H2ONaOH溶液Cl22OH=ClClOH2O、HOH=H2O探究题目3.某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是()A.图：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完B.图：只证明新制氯水具有酸性C.图：产生了棕黄色的雾D.图：湿润的有色布条褪色解析实验原理.MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O.Cl2H2O=HClHClO.Cl2CuCuCl2.干燥的氯气没有漂白性提

10、取关键点.只有浓盐酸才能反应.HCl显酸性、HClO有漂白性.CuCl2固体.湿润有色布条含水得出结论A错；B不全面；C雾错，应是烟；D正确。答案D探究二卤素离子检验探究素材探究题目4.下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含氯化钠的实验方案。甲：取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水使之溶解，配成溶液，然后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。乙：取样品少许加入试管中，加入适量的自来水使之溶解，配成溶液，然后滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。(1)两个方案均有不合理之处，请指出：甲_。乙_。(2)合理的实验方案为_。解析甲方案中没有用稀硝酸排除CO的干扰，Ag2CO3也

11、是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液，自来水用氯气消毒，含有Cl，影响检验。答案(1)AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除CO的干扰用自来水配制溶液引入Cl，影响检验(2)取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水配成溶液，然后加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成5.氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是()A.水 B.AgNO3溶液C.NaOH溶液 D.KI溶液解析氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl的存在即可判断氯

12、仿是否变质。答案B探究素材(1)F：加入浓硫酸，产生能腐蚀玻璃的气体。(2)Br：加入AgNO3，产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀；加入氯水和CCl4，振荡、静置，下层液体呈橙红色。(3)I：加入AgNO3产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀；加入氯水或溴水和CCl4，振荡、静置，下层呈紫红色；加入氯水或溴水及淀粉溶液，溶液变蓝色。探究题目6.下列叙述正确的是()A.如果加CCl4呈现紫红色，证明原溶液中存在IB.凡能使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色的气体一定是Cl2C.某溶液中加入BaCl2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，原溶液中一定含AgD.氢氟酸是弱酸，但会腐蚀玻璃解析I不溶于CCl4，只有转化成

13、I2才可溶；能使湿润的KI淀粉试纸变蓝的气体不一定是Cl2，还有O3、NO2、Br2(g)等；SO也符合C选项。答案D7.甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X(X为Cl、Br或I)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再向所得溶液中加入丙溶液，溶液颜色无明显变化，则甲、乙、丙三种溶液中所含X依次是()A.Br、I、Cl B.Br、Cl、IC.I、Br、Cl D.Cl、I、Br解析向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，说明生成了Br2，因而甲溶液中不含有I，而含有Br；再向所得溶液中加入丙溶液，溶液颜色无明显变化，说明丙溶液中也不含有I，而含有Cl，所以I在乙溶液中。选项A正确。答案A

14、1.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.石灰水解析利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。答案B2.检验Cl时所用试剂HNO3的作用是 ()A.防止CO的干扰 B.防止Cl的干扰C.生成Ag2CO3沉淀 D.防止NO的干扰解析检验Cl加入的AgNO3溶液，能与CO结合生成Ag2CO3白色沉淀，干扰Cl的检验。答案A3.下列关于实验室制氯气的说法中错误的是()A.该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂B.HCl表现还原性和酸性C.该反应的离子方程式为MnO24H4ClMnCl22H2OCl2D.该方法是瑞典化学家

15、舍勒最先发现的解析由MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2可知，二氧化锰是氧化剂，盐酸部分作还原剂，部分起酸的作用；HCl中氯元素部分化合价升高，HCl既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子符号。答案C4.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是()A.该装置图中存在三处明显错误B.该实验中收集氯气的方法不正确C.为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有Cl2逸出解析装置中未用酒精灯加热，应该用分液漏斗，没有尾气吸收装置，共3处明显错误。答案B5.在制氯气时有如下操作，正确的

16、操作顺序是()连接好装置，检查气密性缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中将多余的Cl2用NaOH溶液吸收用向上排空气法收集氯气A. B.C. D.解析确定实验室制取气体的操作顺序要注意：连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；装药品的顺序是先加固体，后加液体；对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。答案D6.自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是()A.酚酞溶

17、液 B.氯化钡溶液C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液解析Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。答案D7.某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业制取漂白粉，设计了如下装置进行实验。请按要求回答下列问题：(1)淀粉KI溶液中观察到的现象是_，反应的离子方程式为_。(2)若干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，则甲中盛放的是_(填名称)。(3)Cl2与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为_。(4)该兴趣小组用8.7 g 二氧化锰与足量的浓盐酸制备氯气，则理论上最多可制得氯气的质量是_。解析(1)氯气氧化I生成I2

18、：Cl22I=2ClI2，碘单质遇淀粉变为蓝色。(2)洗气瓶中的干燥剂为液体干燥剂，能够干燥氯气，则该干燥剂为浓硫酸。(3)氯气与石灰乳反应：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(4) MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2，8.7 g MnO2最多生成7.1 g氯气。答案(1)溶液变蓝色Cl22I=2ClI2(2)浓硫酸(3)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(4)7.1 g基础巩固1.能证明某溶液中含有NaCl的是 ()A.焰色试验是黄色B.溶液有咸味C.取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀D.焰色试验是黄

19、色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀解析要证明含有Na，则焰色试验为黄色；要证明含有Cl，则加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀。答案D2.下列关于实验室制取氯气的说法正确的是()A.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替B.为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验C.可用饱和食盐水吸收尾气D.可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满解析盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口

20、放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确。答案D3.下列装置应用于实验室制取氯气并回收氯化锰溶液，不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙收集氯气并防止污染空气D.用装置丁分离二氧化锰和氯化锰溶液答案B4.下图是实验室氯气的制备收集、性质验证和尾气处理的装置，其中正确的是()解析A项，稀盐酸与MnO2不反应，错误；B项，短导管进(气)，长导管出(气)，错误；C项，氯气不能使干纸花褪色，表明干燥的氯气没有漂白性，正确；D项，饱和食盐水不与Cl2反应，错误。答案C5.用下列两种方法制取氯气：用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧

21、化锰反应；用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应。则所得氯气()A.比多 B.比多C.一样多 D.无法比较解析浓盐酸与MnO2反应的化学方程式为4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O，随着反应进行，盐酸浓度逐渐减小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应。中HCl不能完全反应，产生的Cl2少，中能完全反应，制得Cl2多。故产生Cl2。答案A6.利用如图所示装置(箭头表示气体或液体流向)可实现的实验是()A.瓶内装满水用排水法收集H2B.瓶内装满水用排水法测定O2的体积C.瓶内装NaOH溶液除去Cl2中的HCl杂质D.瓶内装饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl杂质解析若要用排水法收集H2或测定

22、O2的体积，应该从短管进气，不能用NaOH溶液除去Cl2中的HCl杂质，A、B、C三项均不可实现。答案D7.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是()A.和处 B.只有处C.和处 D.、处解析是制备氯气的装置，是除去氯气中氯化氢杂质的装置，是干燥装置，是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，所以处错误；中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入中与金属

23、反应，所以处错误；是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以处错误。答案D8.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()解析集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；C项该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。答案C9.(1)A、B、C、D、E五个集气瓶中分别充满了Cl2、O2、H2、HCl、HBr五种气体中的一种。其中：A瓶中的气体是黄绿

24、色；D和A中的气体混合见光会爆炸；B和A中的气体混合后在瓶壁上出现橙红色液滴；将E瓶的瓶盖打开，在潮湿空气中会出现白雾。根据以上现象判断各瓶气体分别是：A._，B._，C._，D._，E._。(2)按要求书写化学方程式：反应物中，溴元素被氧化_；反应物中，溴元素被还原_；反应物中，溴元素既被氧化，又被还原_；反应物中，溴元素既未被氧化，又未被还原_。(3)将以下各实验所需的试剂写在空格中：用氯酸钾和二氧化锰制取氯气后的试管中，残留的黑色物质可用_加热洗涤。做碘升华实验后的烧瓶壁上的碘，可用_洗涤。欲在烧瓶中制取HI气体，可用碘化钾固体和_一起共热即可。欲除去氯气中的少量氯化氢，可让气体通过_洗

25、涤。氯化钾中混有少量的碘化钾要除去，方法是将其溶于水后，滴入足量_充分反应，再加入_振荡、静置分层、分液，最后将上层水溶液蒸干即得纯氯化钾。答案(1)Cl2HBrO2H2HCl(2)Cl22KBr=2KClBr2Br2H22HBrBr22NaOH=NaBrNaBrOH2OAgNO3HBr=AgBrHNO3(3)浓盐酸四氯化碳或酒精浓H3PO4饱和食盐水氯水四氯化碳10.如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C、D、E为单质，E为固体，F为有磁性的化合物。它们之间存在如下关系(反应中生成的水及次要产物均已略去)：(1)写出下列物质的化学式：B_，E_。(2)指出MnO2在相关反应中的作用：反应中是_剂，反应中是_剂。(3)若反应是在加热条件下进行，则A是_