第二章 第二节 第二课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验-2025年高中化学必修第一册同步课件

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第2课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验【课程目标】　1.通过实验室制氯气，初步构建制备气体的思维模型，培养学生的实验能力与创新意识。2．通过氯离子的检验，初步构建离子检验的思维模型。内容索引01.夯基提能02.素养落实03.课时作业（十一）知识点一　氯气的实验室制法知识点二　氯离子的检验题型 实验室制取氯气的知识拓展01.夯基提能  【师说·助学1】　含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？提示：不能。有两个原因，一是随着反应的进行，盐酸浓度变小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸有挥发性。2．实验装置装置A的作用为氯气发生装置，仪器a的名称为________，仪器b的名称为________。装置B的作用为_______________。装置C的作用为_______________。分液漏斗圆底烧瓶收集氯气尾气吸收3．制取氯气思维建模Cl2的制备、净化、收集、尾气处理装置如图所示。HCl水蒸气向上蓝先变红后褪色吸收过量Cl2，防止污染空气【师说·助学2】　(1)能否将盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶顺序颠倒？(2)氯气有毒，实验中处理尾气所用的氢氧化钠溶液，能否用澄清石灰水代替，为什么？提示：(1)二者不能颠倒，否则会重新混有水蒸气。(2)不能。即使是饱和石灰水，Ca(OH)2的浓度依旧较小，不能保证把多余Cl2完全吸收。【即学即练】1．正误判断，错误的说明原因。(1)实验室制取的Cl2中混有HCl气体，可通过盛有碱石灰的干燥管除去：________________________________。(2)在实验室制取Cl2的试剂中，HCl只表现了还原性：____________________________________。(3)实验室可以用排水法收集Cl2： _______________________________________________。错误。Cl2和HCl均能与碱石灰反应。错误。HCl既表现了还原性，又表现了酸性。错误。Cl2能溶于水，实验室一般不用排水法收集氯气。2．在制备氯气时有如下操作，操作顺序正确的是(　　)①连接好装置，检查气密性　②缓缓加热，使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中　⑤将多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤答案：D解析：安装好仪器后先检查气密性，再加入药品。知识点二　氯离子的检验在三支试管中分别加入2～3 mL①稀盐酸、②NaCl溶液、③Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。填写下表。有白色沉淀生成沉淀不溶解Cl－＋Ag＋===AgCl↓有白色沉淀生成沉淀不溶解Cl－＋Ag＋===AgCl↓有白色沉淀生成沉淀溶解，有气泡产生 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O【师说·助学】　通过上述实验探究，总结氯离子的检验方法，并说明加入试剂的目的。答案：取少量被检测溶液于试管中，滴加适量稀硝酸，然后滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检测溶液中含有Cl－，若无白色沉淀则无Cl－。加入AgNO3溶液的目的是检验Cl－，加入稀硝酸酸化的目的是排除其他离子的干扰，因为含有Ag＋的白色沉淀中，只有AgCl不溶于稀硝酸。【既学既练】1．正误判断，错误的说明原因。(1)某溶液中滴加AgNO3溶液后有白色沉淀生成，则该溶液中一定含有Cl－：________________________________。(2)检验Cl2中是否混有HCl，可通入AgNO3溶液中，若有白色沉淀产生，说明Cl2中混有HCl：________________________________。(3)检验Na2CO3溶液中是否有NaCl杂质，可先加入AgNO3溶液，再加过量的稀盐酸，若沉淀不溶解，则有NaCl杂质：____________________________________。 错误。Cl2与H2O反应也能产生HCl。错误。应该将过量的稀盐酸改为过量的稀硝酸。2．有一包白色固体，它可能含有KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，现进行如下实验：①溶于水，得无色溶液；②向上述溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀；③再滴加稀硝酸，沉淀减少但不完全消失，同时有气泡生成。(1)白色固体一定含有的成分是________________，可能含有的成分是________。(2)写出上述实验中有关反应的离子方程式：KCl和K2CO3KNO3 解析：由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种。由③沉淀减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；由沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。02.素养落实题型 实验室制取氯气的知识拓展1.反应原理用KMnO4、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等强氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如，①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O③K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O2．除去Cl2中水蒸气的装置3．收集氯气的方法例 [2024·南昌高一调研]如图为某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，并验证氯气性质的实验装置。下列相关说法错误的是(　　)A．脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替B．该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用C．湿润蓝色石蕊试纸先变红，但也不能说明生成了酸性物质D．淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明氯气将I－氧化成I2答案：A解析：无水氯化钙的作用是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，故A错误；从左边出来的干燥氯气，先与干燥品红试纸接触，品红试纸不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，故B正确；由于HCl易挥发，挥发的HCl可使湿润蓝色石蕊试纸变红，故不能说明生成了酸性物质，故C正确；碘离子被氯气氧化为单质碘，淀粉遇单质碘变蓝，然后I2又被氧化，故可以看到湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，故D正确。状元随笔　下列装置也可以收集氯气【变式演练】1．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置。下列叙述不正确的是(　　)A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气答案：A解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境。①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。2．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．①和②处 B．只有②处C．②和③处 D．②、③、④处答案：D解析：①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④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Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③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④中与金属反应，所以③处错误；④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④处错误。03.课时作业（十一） 答案：D2．(3分)[2024·山东利津高一统考]下列常用的干燥剂不能用来干燥氯气的是(　　)A．浓硫酸 B．碱石灰C．无水氯化钙 D．五氧化二磷答案：B解析：碱石灰与氯气反应。3.(3分)某化学小组用图示装置制取氯气，下列说法不正确的是(　　)A．该装置图中至少存在两处明显错误B．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理C．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸，可以证明是否有氯气逸出D．该实验中收集氯气的方法不正确答案：D解析：MnO2与浓盐酸在加热的条件下反应，图中缺少加热装置，实验时一般不用长颈漏斗，氯气有毒，气体不能直接排放到空气中，应有尾气吸收装置，A、B正确；氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，C正确；氯气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，装置中的收集方法正确，D错误。4．(3分)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)A.a—b—c—d—e—f—g—hB．a—e—d—c—b—h—i—gC．a—d—e—c—b—h—i—gD．a—c—b—d—e—h—i—f答案：B解析：按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。题组二　氯离子的检验5．(3分)自来水是用Cl2杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别(　　)A．酚酞溶液 B．FeCl3溶液C．AgNO3溶液 D．NaOH溶液答案：C解析：自来水用Cl2杀菌消毒后会含有Cl－，加入AgNO3溶液后会产生白色沉淀而变浑浊。 答案：C 【综合练|选考通关】7．(3分)历史上曾有化学家用以下方法制取氯气，反应原理如图所示。下列推断不正确的是(　　)A．反应Ⅰ属于复分解反应B．反应Ⅱ的化学方程式为2CuCl2＋O2===2Cl2＋2CuOC．CuCl2是整个过程的催化剂D．该方法制取氯气的主要原料是盐酸和氧气答案：C解析：反应Ⅰ中CuO与HCl反应，生成氯化铜和水，为复分解反应，故A正确；反应Ⅱ中氧气与氯化铜反应，化学方程式为2CuCl2＋O2===2Cl2＋2CuO，故B正确；由图知，CuO为催化剂，故C错误；由Ⅰ、Ⅱ可知，总反应为HCl与氧气反应生成氯气和水，则该方法制取氯气的主要原料是盐酸和氧气，故D正确。8．(3分)[2024·广东广宁高一期末]某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法不正确的是(　　)A．Ⅰ图：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完B．Ⅱ图：证明新制氯水具有酸性和漂白性C．Ⅲ图：产生了棕黄色的烟D．Ⅳ图：验证Cl2无漂白性答案：A解析：二氧化锰与浓盐酸反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀，二氧化锰不与稀盐酸反应，即使二氧化锰过量，盐酸也不能全部消耗完，A错误；图Ⅱ中溶液先变红后褪色，不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B正确；铜丝在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟，C正确；氯气没有漂白性，不能使干燥有色布条褪色，图Ⅳ中干燥的布条不褪色，而湿润的有色布条褪色，则该装置可说明Cl2无漂白性，HClO具有漂白性，D正确。9．(8分)[2024·安徽濉溪高一期末]如图所示是制取无水氯化铜的实验装置图，已知干燥管E中盛有碱石灰(CaO和NaOH的混合物)，碱石灰是酸性气体和水的良好吸收剂。现将浓盐酸滴加到盛有二氧化锰粉末的圆底烧瓶中。请完成下列问题。(1)盛放浓盐酸的仪器名称为________；(2)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式________________________________________________；(3)玻璃管D中发生反应的化学方程式是________________________，反应现象是____________________；(4)实验结束时，应先熄灭________处的酒精灯(填“A”或“D”)。分液漏斗  产生棕黄色的烟D解析：A中浓盐酸和二氧化锰共热反应生成氯气，B为除杂装置，杂质为挥发的氯化氢和水，B中用饱和食盐水除氯化氢，装置C用于干燥氯气，装置D用来制取CuCl2，装置E既可以防止空气中水分进入D影响无水氯化铜制取，又用来吸收多余的氯气，防止污染大气。10．(14分)[2024·广东东源高一期末]某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(该反应放出热量)，回答下列问题(消石灰为氢氧化钙)。(1)C装置的作用是____________________________________(用离子方程式表示)。Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O解析：氯气是有毒气体，为防止污染空气，要进行尾气处理，装置C中的氢氧化钠溶液用于吸收未反应完的氯气，发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 冰水浴在A、B之间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶解析：①因温度较高时发生副反应生成Ca(ClO3)2，故可将B装置放在冰水浴中来避免该副反应的发生。②因为浓盐酸易挥发，则另一个副反应为HCl与消石灰反应，所以应除去氯气中的HCl，即在A、B之间加一个装有饱和食盐水的洗气瓶。 请回答(1)在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。c解析：根据题干中制备氯气的化学方程式可知，液体与液体在加热条件下制取气体，应选择c装置制取Cl2。(2)装置B、C中依次放入的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是________________，请提出合理的改进方法______________________________。Cl2中混有少量H2O在A～B之间增加装有浓硫酸的洗气瓶解析：B中干燥的红色布条褪色证明Cl2中混有H2O，生成了HClO，所以应增加除去H2O的装置。(3)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl－，正确的操作是？Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O答案：取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－　解析：Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；检验Cl－，应先用稀硝酸酸化吸收液，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－。(4)Cl2通入饱和NaHCO3溶液产生无色气体，已知酸性HCl>H2CO3>HClO，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。HCl解析：因酸性HCl>H2CO3>HClO，HCl与NaHCO3反应HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故题述实验能证明Cl2与H2O反应的产物中含有HCl。