化學(xué)人教版（2023）必修第一冊2.2.2氯氣的實驗室制備（共46張ppt）

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第二章海水中的重要元素—鈉和氯

氯及其化合物

第二節(jié)

第2課時氯氣的實驗室制法

氣體制取原理（方程式）反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)條件裝置圖

O2

CO2

2KClO32KCl+3O2↑

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

2H2O22H2O+O2↑

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

固+固

固+液

固+液

加熱

不加熱

不加熱

回顧初中所學(xué)的O2、CO2等氣體的實驗室制取方法，將相關(guān)內(nèi)容填入下表。

實驗室制備氣體的思路：

氣體發(fā)生裝置

收集裝置

組裝實驗裝置

確定實驗原理

思考與討論1、你知道的生成氯氣的化學(xué)方程式有哪些？

一、實驗室制備氯氣的原理的確定：

2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑

電解

NaClO+2HCl=Cl2↑+H2O+NaCl

哪些可用于實驗室制備？

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

2ＫMnO４+16HCl(濃)=2MnCl2+2ＫCl+5Cl2↑+8H2O

(84消毒液與潔廁靈混合)

可用于實驗室制備氣體原理：

1、考慮制備氣體的純度：

2、反應(yīng)條件操作簡便，一般是常溫下就能反應(yīng)或者加熱。

3、反應(yīng)速率不能太快也不能很慢。

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

反應(yīng)物的狀態(tài)是液體或者固體，生成物中只有制備的氣體，氣體產(chǎn)物是固體或者液體等問題

思考與討論2、從氧化還原反應(yīng)的角度分析舍勒實驗室制取氯氣的原理

氧化劑

還原劑

（1）生成1個Cl2分子，轉(zhuǎn)移電子？

（2）求參與反應(yīng)的氧化劑與還原劑的個數(shù)之比

1:2

2個

注意：濃鹽酸的作用：還原性與酸性（1：1）

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

-1

0

+4

+2

2、用87gMnO2和含146gHCl的濃鹽酸充分反應(yīng)（共熱），在不考慮HCl揮發(fā)的情況下，得到氯氣的質(zhì)量是（）

A.等于142gB.等于71g

C.小于71gD.大于71g

注意：MnO2不和稀鹽酸反應(yīng)

C

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

87

146

71

(1)氣體發(fā)生裝置

根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選用

氯氣的制備裝置

二、實驗裝置的確定

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

收集比空氣重

的氣體

收集難溶或微溶

于水的氣體

收集比空氣輕的氣體

(2)氣體收集裝置

根據(jù)氣體的水溶性和對空氣的相對密度選用

氯氣的制備裝置圖

二、實驗裝置的確定

收集H2__進(jìn)__出(填“長”或“短”）

收集CO2__進(jìn)__出(填“長”或“短”）

收集H2__進(jìn)__出(填“長”或“短”）

收集CO2__進(jìn)__出(填“長”或“短”）

短長

短長

長短

長短

排空氣法收集氣體

熱點分析

思考與討論4、請觀察右邊裝置，NaOH溶液的作用是什么？

提示：吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

氯氣的制備裝置圖

氯氣的制備裝置圖

(3)尾氣處理裝置

處理依據(jù)：氣體性質(zhì)

二、實驗裝置的確定

已知:

1.氯氣在飽和食鹽水中溶解度比在水中小

2.氯化氫極易溶于水

思考與討論5、利用右側(cè)裝置收集的Cl2純凈嗎？

收集的Cl2不純，有HCl和H2O(g)

在上述裝置A、B之間依次連接盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除HCl和盛有濃H2SO4的洗氣瓶干燥Cl2。

氯氣的制備裝置圖

有什么雜質(zhì)？若得到干燥純凈Cl2上述裝置如何改進(jìn)？

(4)除雜裝置

氯氣的除雜裝置圖(注意前后順序)

根據(jù)氣體及所含雜質(zhì)的性質(zhì)

氯氣的凈化裝置

二、實驗裝置的確定

氯氣的實驗室制法完整裝置圖

能否改用澄清石灰水？

不能

氣體發(fā)生裝置

氣體除雜裝置

氣體收集裝置

尾氣處理裝置

飽和食鹽水

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

(1).反應(yīng)的原理：

注意點：

①緩慢加熱，防止HCl大量揮發(fā)；

(鹽酸變稀之后就不再反應(yīng))

④參與反應(yīng)的4份HCl：2份被氧化，2份做酸性

③一定要加熱；

②一定用濃HCl；

氯氣的實驗室制法及注意事項

歸納總結(jié)

(2).實驗制氣裝置：

(3).凈化裝置：

除HCl氣體和除H2O(g)

①用飽和食鹽水除去HCl氣體

②再用濃H2SO4除去水蒸氣

P2O5、CaCl2均可以

(4).收集裝置:

向上排氣法或排飽和食鹽水法。

(5).尾氣的處理:

用強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)吸收

能否用澄清石灰水吸收多余的氯氣

不可以。因為石灰水的濃度太小，吸收效果不好。

固+液

氣體

氯氣的實驗室制法及注意事項

歸納總結(jié)

(1).反應(yīng)的原理：

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

(6).驗滿方法:

②濕潤的淀粉KI試紙靠近盛Cl2的瓶口

③濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口

①根據(jù)氯氣的顏色直接判斷

→→試紙變藍(lán)

→→試紙先變紅后褪色

Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2

，I2遇淀粉變藍(lán)色

淀粉碘化鉀試紙

氯氣的實驗室制法及注意事項

歸納總結(jié)

(7).實驗裝置圖

可改用恒壓分液漏斗

可換盛P2O5、CaCl2的干燥管

橡膠管

氯氣的實驗室制法及注意事項

歸納總結(jié)

2ＫMnO４+16HCl(濃)=2MnCl2+2ＫCl+5Cl2↑+8H2O

KClO3+6HCl(濃)==KCl+3H2O+3Cl2↑

討論：實驗室制氯氣的其他方法：

→ＫMnO４、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2、NaClO等強(qiáng)氧化劑均能將濃鹽酸氧化制得氯氣

Ca(ClO)2+4HCl(濃)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

實驗的原理：MnO2氧化濃鹽酸制備氯氣

K2Cr2O7+14HCl(濃)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O

②Ca(ClO)2+4HCl(濃)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O

②的離子方程式：

ClO—+Cl—+2H+==Cl2↑+H2O

注意：HClO、ClO—都有很強(qiáng)的氧化性

強(qiáng)氧化性離子：

MnO4—、NO3—(H＋)、Cr2O72—、Fe3＋

S2－、SO32—、I－、Fe2＋、Br－

強(qiáng)還原性離子：

知識回顧：

溶液中

、ClO—

①Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO

(稀)

(復(fù)分解反應(yīng))

精準(zhǔn)辨析

拓展：工業(yè)上制備氯氣

⑴.電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）

2NaCl＋2H2O===2NaOH+H2↑＋Cl2↑

電解

⑵.電解熔融的氯化鈉（可制得金屬鈉）

2NaCl(熔融)===2Na＋Cl2↑

電解

1：某學(xué)生設(shè)計如下實驗裝置用于制備純凈的氯氣。

裝置中有六處錯誤，請指出。

1、燒瓶下面缺石棉網(wǎng)2、鐵圈下面缺酒精燈

3、原料使用了稀鹽酸4、不應(yīng)使用長頸漏斗

5、盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了

6、洗氣瓶D的氣體入口導(dǎo)管應(yīng)深插在液面下，而出口導(dǎo)管應(yīng)靠近瓶塞

2.實驗室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣()

A.①比②多B.②比①多C.一樣多D.無法比較

MnO2+4HCl(濃)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

87

146

注意：稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)

B

3、除去Cl2中少量的HCl氣體，最好選用的試劑是（）

A.蒸餾水B．二氧化錳C．飽和食鹽水D．氫氧化鈉溶液

C

4．實驗室利用如圖所示裝置制取并收集氯氣，有關(guān)描述正確的是()

A．發(fā)生裝置應(yīng)先加熱再逐滴加入濃鹽酸

B．飽和食鹽水可以用飽和碳酸氫鈉溶液代替

C．若用稀鹽酸代替濃鹽酸不能制得氯氣，說明濃鹽酸的氧化性較強(qiáng)

D．可以通過觀察集氣瓶中氣體的顏色判斷氯氣是否收集滿

D

5、下圖是一套制取并驗證氯氣部分化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置。

回答下列問題：

1）裝置A中，儀器a的名稱叫_________，該儀器中盛有的試_________。

2）裝置B的作用是_________，當(dāng)Cl2氣流通過一段時間后，裝置B中溶液的pH值_____7(填“＞”“＜”或“＝”)

分液漏斗

濃鹽酸

吸收HCl

<

(3)當(dāng)有少量Cl2氣流通過后，觀察到裝置C中的溶液變?yōu)開_____色。

(4)當(dāng)Cl2氣流持續(xù)通過時，裝置D中干燥的有色布條能否褪色？為什么？

藍(lán)

能，因為Cl2與帶出的水蒸氣反應(yīng)生成HClO，使有色布條褪色

5、下圖是一套制取并驗證氯氣部分化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置。

(5)若要證明Cl2無漂白性，則必須在裝置D之前，使Cl2通過裝有_________的洗氣瓶。

(6)裝置E的作用是________________________，

該反應(yīng)的離子方程式為______________________________

濃硫酸

除去多余的氯氣

2OH—+Cl2=ClO—+Cl—+H2O

5、下圖是一套制取并驗證氯氣部分化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置。

二、氯離子(Cl-)的檢驗

【P46實驗（2-9）】

→在3支試管中分別加入2～3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，

然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察現(xiàn)象。再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象

解釋或離子方程式

加入AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀鹽酸

NaCl溶液

Na2CO3溶液

白色沉淀

白色沉淀

沉淀消失，

有氣泡生成

沉淀不消失

沉淀不消失

Cl-+Ag+=AgCl↓

CO32-+2Ag+=Ag2CO3↓

Cl-+Ag+=AgCl↓

Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O

白色沉淀

二、氯離子(Cl-)的檢驗

【P46實驗（2-9）】

AgNO3溶液+稀硝酸

產(chǎn)生白色沉淀，不溶解于稀硝酸

1、試劑：

2、現(xiàn)象：

待測液

加AgNO3溶液

白色沉淀

加稀硝酸

白色沉淀

不溶解

二、氯離子(Cl-)的檢驗

【P46實驗（2-9）】

2.氯化氫(HCl)的實驗室制法

(1)原理：

(2)裝置：

（難揮發(fā)性酸制易揮發(fā)性酸）

拓展與補(bǔ)充

氯化氫(HCl)和鹽酸

1.無色刺激性的氯化氫氣體，極易溶于水(1：500),其水溶液俗稱鹽酸。

會產(chǎn)生倒吸

吸收不完全

可以防倒吸

尾氣的處理

1、某年某月某日，位于重慶市江北區(qū)的天原化工總廠相繼發(fā)生氯氣泄漏和爆炸事故。有9人在事故中失蹤死亡，3人受傷，15萬人被緊急疏散。當(dāng)人們逃離爆炸現(xiàn)場時，可以用浸有一定濃度的某種物質(zhì)的水溶液的毛巾捂住鼻子，最適宜采用的該物質(zhì)是()

A．NaOHB．NaClC．KBrD．Na2CO3

D

2、濃鹽酸和Ca(ClO)2能發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca(ClO)2+4HCl（濃）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O

用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣中，可能含有的雜質(zhì)氣體是（）

①CO2②HCl③H2O④O2

A．①②③B．②③④C．②③D．①④

A

飽和食鹽水

濃硫酸

收集FeCl3

制Cl2

制備FeCl3

3.實驗室用濃鹽酸和MnO2制Cl2，并以Cl2為原料制備FeCl3(FeCl3易吸水潮解)，裝置如下圖所示。

(1)裝置B、C中應(yīng)盛放的試劑名稱分別為________、________；

(2)實驗時，先點燃A處的酒精燈，讓Cl2充滿裝置，再點燃D處酒精燈，寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

2Fe＋3Cl2==2FeCl3

飽和食鹽水

濃硫酸

收集FeCl3

制Cl2

制備FeCl3

3.實驗室用濃鹽酸和MnO2制Cl2，并以Cl2為原料制備FeCl3(FeCl3易吸水潮解)，裝置如下圖所示。

(3)從A裝置導(dǎo)出的氣體若不經(jīng)過B、C裝置而直接進(jìn)入D管，將對實驗產(chǎn)生的不良后果是______________________。

HCl和水蒸氣隨Cl2進(jìn)入D中能和鐵反應(yīng)生成H2，H2和Cl2混合受熱會發(fā)生爆炸

飽和食鹽水

濃硫酸

收集FeCl3

制Cl2

制備FeCl3

3.實驗室用濃鹽酸和MnO2制Cl2，并以Cl2為原料制備FeCl3(FeCl3易吸水潮解)，裝置如下圖所示。

(4)F裝置所起的作用是__________________________________。

②防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D、E中使FeCl3潮解

①吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境;

(5)用石灰乳吸收氯氣可制得漂粉精，寫出工業(yè)制漂粉精反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O

30%的KOH

8%NaOH

冰水浴

紫色石蕊試液

4.在實驗室里可用上圖所示裝置制取KClO3、NaClO和探究氯水的性質(zhì)。圖中：①為Cl2發(fā)生裝置；②試管里盛有15mL30%KOH溶液，并置于熱水浴中；③試管里盛有15mL8%NaOH溶液，并置于冰水浴中；④試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置。

①

②

③

④

30%的KOH

8%NaOH

冰水浴

紫色石蕊試液

①