化学必修 第一册第二节 氯及其化合物第二课时学案设计

这是一份化学必修 第一册第二节 氯及其化合物第二课时学案设计，共12页。

[明确学习目标] 1.掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置。2.掌握Cl－的检验方法。





学生自主学习


氯气的实验室制法


1．药品：eq \(□,\s\up1(01))二氧化锰和浓盐酸。


2．原理：eq \(□,\s\up1(02))MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(化学方程式)


离子方程式为eq \(□,\s\up1(03))MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。


3．装置





(1)发生装置(Ⅰ部分)


①特点：固体＋液体eq \(――→,\s\up17(△))气体。


②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、eq \(□,\s\up1(04))圆底烧瓶、分液漏斗等。


③试剂：A中盛放eq \(□,\s\up1(05))浓盐酸，B中盛放eq \(□,\s\up1(06))二氧化锰。


(2)净化装置(Ⅱ部分)








(3)收集装置(Ⅲ部分)


①收集方法：eq \(□,\s\up1(09))向上排空气法。


②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉­KI试纸放在集气瓶口。


(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)


①导气管要伸入液面以下。


②F中盛放的试剂：eq \(□,\s\up1(10))氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是eq \(□,\s\up1(11))吸收过量的氯气，防止污染环境。





氯离子的检验


1．氯离子检验的实验探究


在3支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。然后再分别加入少量稀硝酸，观察现象。








2．氯离子检验的一般步骤


某溶液eq \(――→,\s\up17(少量稀硝酸))无现象eq \(――→,\s\up17(硝酸银溶液))白色沉淀，则证明原溶液中含Cl－。





1．实验室制Cl2时，MnO2起了什么作用？还能用什么物质代替MnO2来制Cl2?


提示：氧化剂作用，还可用氧化性比MnO2强的物质如KMnO4、KClO3、漂白粉等代替MnO2来与盐酸反应制Cl2。


2．用浓盐酸和MnO2加热制得的Cl2中含有什么杂质？


提示：浓盐酸中含HCl和H2O，HCl、H2O易挥发，故制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)等杂质。


3．Cl－检验时，为什么要加稀硝酸？中学阶段所学的不溶于稀硝酸的白色沉淀有哪些？


提示：稀硝酸能排除COeq \\al(2－,3)等离子的干扰。中学阶段常考的不溶于稀硝酸的白色沉淀有AgCl和BaSO4。





课堂互动探究


知识点一 氯气的实验室制法





(1)气体制备装置一般包括气体发生装置、净化装置、收集装置和污染气体的尾气处理装置四部分。


(2)反应物中的盐酸一定要用浓盐酸，浓盐酸一旦变成稀盐酸，反应将不再进行。


(3)氧化剂MnO2也可用其他氧化剂代替，如KMnO4、KClO3等，如把浓盐酸滴到KMnO4固体上即发生反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。


(4)加热前要先打开分液漏斗把部分浓盐酸放下后再加热，不要先加热后放酸，以免炸裂圆底烧瓶；分液漏斗的作用是通过控制浓盐酸的流速和量来控制Cl2的生成速率和生成量。


(5)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挥发。


(6)实验结束后，先使反应停止并吸收残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。





1 某化学小组用下图所示装置制取氯气，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．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氯气逸出


[批注点拨]








[解析] 应用酒精灯加热、尾气应处理，A、C正确；向上排空气法收集Cl2是正确的，B错误；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，若逸出则变蓝，反之则不变色，D正确。


[答案] B


[练1] 实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是( )


①连接好装置，检查气密性 ②缓缓加热 ③在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸 ④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸 ⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收 ⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气


A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤


C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤


答案 D


解析 实验室制取氯气的实验步骤为：先连接好装置，检查装置的气密性，加试剂(先固体后液体)，缓缓加热，收集气体，尾气处理。


[练2] 某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是( )


A．饱和的石灰水B．饱和的食盐水


C．自来水D．烧碱溶液


答案 D


解析 虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度远大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A错误，D正确；氯气在饱和食盐水、自来水中的溶解度很小，不适合用来作吸收剂，B、C错误。


方法规律 (1)实验时要缓缓加热，减少氯化氢的挥发。


(2)Cl2的密度大于空气，集气瓶中的导气管要做到长管进短管出。


(3)收集Cl2也可用排饱和食盐水的方法，此时应短管进，长管出。


(4)不能用澄清石灰水或饱和石灰水来吸收Cl2，原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能将Cl2吸收完全。





知识点二 Cl－的检验





(1)用稀硝酸酸化，主要是排除eq \a\vs4\al(CO\\al(2－,3))的干扰。


(2)不能用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。


(3)Cl－的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有Cl－。











2 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Cl－


B．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－


C．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Cl－


D．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－


[批注点拨]








[解析] A、C项中若溶液中有COeq \\al(2－,3)也会有此现象；B项中由于加入了Cl－，故无法判断出原溶液是否含Cl－。


[答案] D


[练3] 检验Cl－所用的试剂为AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是( )


A．防止COeq \\al(2－,3)等离子的干扰


B．防止Cl－的干扰


C．生成AgNO3沉淀


D．防止NOeq \\al(－,3)的干扰


答案 A


解析 Ag2CO3也是不溶于水的白色沉淀，加入稀HNO3的目的是防止COeq \\al(2－,3)的干扰。


[练4] 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．酚酞试液 B．氯化钡溶液


C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液


答案 D


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。


本课归纳总结


1.实验室制备Cl2的反应原理：


MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。


2．氯气制备的流程：


eq \x(发生装置)⇨eq \x(净化装置)⇨eq \x(收集装置)⇨eq \x(尾气吸收装置)


3．Cl－的检验：先在被检液中加稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断溶液中含有Cl－。








学习效果检测


1．在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有( )


A．浓硫酸 B．烧碱溶液


C．饱和食盐水 D．石灰水


答案 C


解析 实验室制出的氯气中常混有少量HCl气体和水蒸气，只有先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体后，再除去水蒸气。如顺序颠倒，则干燥后的氯气通过食盐水时又会带出水蒸气，最终不能得到干燥的氯气。


2．下列离子方程式错误的是( )


A．实验室制Cl2：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O


B．在NaCl溶液中滴入AgNO3试液：Ag＋＋Cl－===AgCl↓


C．Cl2溶于水：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－


D．用NaOH溶液吸收Cl2：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O


答案 C


解析 本题中HClO是弱酸应写成分子形式。


3．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2。下列收集Cl2的装置正确的是( )





答案 C


解析 A中装置没有出气导管，不能用于收集气体；B中装置用于收集密度比空气小的气体；C中装置可以收集密度比空气大的气体，且C中具有尾气吸收装置；D中装置可用于吸收氯气，不能用于收集氯气。


4．能证明某溶液中含有NaCl的是( )


A．焰色反应是黄色


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．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀


答案 D


解析 该溶液焰色反应是黄色，说明存在Na＋；与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀，说明存在Cl－；同时满足上述两方面即可说明溶液中含有NaCl。


5．在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制取纯净干燥的氯气时，用浓硫酸干燥氯气，用饱和食盐水吸收Cl2中的氯化氢气体。Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小。用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2，以防止污染空气。下图是某学生设计的实验装置图：





上述装置中有哪些错误？请分别指出。(有几处填几处)


(1)____________________；


(2)____________________；


(3)____________________；


(4)____________________。


答案 (1)烧瓶下面缺石棉网


(2)铁圈下面没有酒精灯


(3)盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了


(4)盛浓H2SO4的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶导管短进长出了


解析 本题属识图题，要求学生根据实验目的，对全套实验装置中错误之处作出判断，学生必须对实验原理和过程非常的熟悉。首先明确目标，要得到干燥纯净的氯气，因为反应中产生的气体含有挥发出来的氯化氢气体和水蒸气，这是要除掉的杂质。一般情况下，是先除去其他的气体，最后再除去水蒸气，因为在除去其他杂质的时候，有可能还会产生水蒸气。