人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物优质第2课时2课时学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物优质第2课时2课时学案，共11页。学案主要包含了酒精灯等内容，欢迎下载使用。




氯气的实验室制法





1．实验原理：反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)__eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。


2．仪器装置


(1)装置特点：固＋液eq \(――→,\s\up7(△))气。


(2)主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、分液漏斗(A)、圆底烧瓶(B)、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。





3．净化装置：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2。


4．收集方法


(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。


(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小)。


5．验满方法


(1)将湿润的淀粉­碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。


(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。


6．尾气处理


Cl2有毒，易污染空气，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。


7．注意事项


(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应， 无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应。


(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，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，避免污染空气。


(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。





实验室制取气体装置的设计


1．气体制备、除杂、收集、尾气处理等装置的选择


(1)依据反应物的状态和反应条件→气体的发生装置。


(2)依据气体及其所含杂质的性质→除杂装置。


(3)依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应→收集装置。


(4)依据气体的性质→尾气处理装置。


2．制取气体装置的一般连接顺序


发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。





1．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是( )


A．MnO2与浓盐酸共热


B．缓慢加热反应


C．用向下排空气法收集Cl2


D．多余的Cl2常用较浓的碱液吸收


解析：选C。由于浓HCl易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。


2．下列实验装置能达到实验目的或实验效果的是( )





解析：选D。A.氯气密度大于空气，应采用向上排空气法收集，则导气管采用“长进短出”，故A错误；B.HCl极易溶于水，氯气也能溶于水，应该用饱和食盐水洗气法除去


氯气中的HCl，故B错误；C.氯气没有漂白性，次氯酸有漂白性，该实验不能证明氯气有漂白性，故C错误；D.氯气能和碱性物质反应，可以用NaOH溶液吸收氯气，故D正确。


3．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—h


B．a—e—d—c—b—h—i—g


C．a—d—e—c—b—h—i—g


D．a—c—b—d—e—h—i—f


解析：选B。按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。


氯离子的检验





1．实验探究：在三支试管中分别加入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，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：





2.实验结论：检验Cl－常用AgNO3溶液，一般先在待检液中滴入适量稀硝酸酸化，排除COeq \\al(2－,3)的干扰，然后滴入


AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl－。





1．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


2．检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是( )


A．防止COeq \\al(2－,3)等的干扰B．防止Cl－的干扰


C．生成Ag2CO3沉淀D．防止NOeq \\al(－,3)的干扰


答案：A








合格考训练


1．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用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Cl2


B.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


解析：选A。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气体和水蒸气。


2．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的装置正确的是( )





解析：选C。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，可能将橡胶塞弹出，不安全，A项错误；因为Cl2的密度比空气大，Cl2应短管进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。


3．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－、SOeq \\al(2－,4)B．Cl－、NOeq \\al(－,3)


C．Cl－、COeq \\al(2－,3)D．Cl－、OH－


解析：选C。根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在COeq \\al(2－,3)和Cl－。


4.将潮湿的Cl2通过甲装置后，再通过放有红色布条的乙装置，红色布条不褪色，则甲装置所盛的试剂可能是( )


①浓硫酸 ②NaOH溶液 ③KI溶液 ④饱和食盐水


A．①B．②③


C．②③④ D．①②③


解析：选D。潮湿的氯气具有漂白性，而干燥的氯气无漂白性，因此由题意知，潮湿的氯气在经过甲中的溶液后或发生了反应或被干燥，浓硫酸可干燥氯气，而NaOH溶液及KI溶液均可与氯气反应，①②③正确。


5．如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D(放置有铁粉)。请回答下列问题：





(1)仪器A的名称是____________，烧瓶中反应的化学方程式是__________________。


(2)装置B中盛放的液体是__________，气体通过装置B的目的是__________________________。装置C中盛放的液体是____________，气体通过装置C的目的是____________________。


(3)D中反应的化学方程式是________________________________________________。


(4)烧杯E中盛放的液体是________，反应的离子方程式是_________________________。


(5)资料表明D中产物有以下性质：①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H2O(g)剧烈反应。为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加________装置。


解析：(1)由题图可知，仪器A的名称为分液漏斗；烧瓶中发生反应的化学方程式为4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)装置B中的试剂是饱和食盐水，作用是吸收氯气中混有的杂质HCl；装置C中盛放的液体是浓硫酸，作用是吸收水蒸气，干燥氯气。(3)D中反应的化学方程式是2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3。(4)烧杯E中盛放的液体是NaOH溶液；氯气与NaOH溶液反应的离子方程式是2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)由题给资料，为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加一个干燥装置。


答案：(1)分液漏斗 4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O


(2)饱和NaCl溶液 吸收氯气中混有的杂质HCl 浓硫酸 吸收水蒸气，干燥氯气


(3)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3 (4)NaOH溶液 2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O (5)干燥


等级性测试


1.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是( )


A．将混有HCl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的作用


C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl


D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水法收集


解析：选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HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室可用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，D项正确。


2．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


答案：B


3．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－


解析：选D。可能有COeq \\al(2－,3)、POeq \\al(3－,4)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。


4．实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是( )











A．用装置Ⅰ制取少量Cl2


B．用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl


C．用装置Ⅲ制取Cl2


D．用装置Ⅳ干燥Cl2


解析：选D。A.实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸；B.除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，且气体应“长进短出”；C.MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应。


5．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及完成其与金属的反应。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．②处


C．②和③处D．②③④处


解析：选D。生成的氯气中含有HCl和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，NaOH溶液能与Cl2反应，不能用于除去HCl，故②错误；用浓硫酸干燥氯气，导管应“长进短出”，故③错误；氯气与金属反应时，气体应通入试管底部，并用双孔橡皮塞，否则会使试管内压强过大导致橡皮塞被顶开，不安全，且应有尾气处理装置，故④错误。


6．下列离子检验的方法正确的是( )


A．某溶液eq \(――→,\s\up7(硝酸银溶液))产生白色沉淀，说明原溶液中有Cl－


B．某溶液eq \(――→,\s\up7(氯化钡溶液))产生白色沉淀，说明原溶液中有SOeq \\al(2－,4)


C．某溶液eq \(――→,\s\up7(氢氧化钠溶液))产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋


D．某溶液eq \(――→,\s\up7(稀硫酸))生成无色无味气体，说明原溶液中有COeq \\al(2－,3)


解析：选C。各离子对应的正确检验方法分别是


Cl－eq \(――→,\s\up7(AgNO3溶液))白色沉淀eq \(――→,\s\up7(稀HNO3))白色沉淀不溶解；


SOeq \\al(2－,4)eq \(――→,\s\up7(稀盐酸))无明显现象eq \(――→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀；


Cu2＋eq \(――→,\s\up7(NaOH溶液))蓝色沉淀；


COeq \\al(2－,3)eq \(――→,\s\up7(CaCl2溶液))白色沉淀eq \(――→,\s\up7(盐酸))白色沉淀溶解且产生无色无味气体eq \(――→,\s\up7(通入澄清石灰水))变浑浊。


题中A项COeq \\al(2－,3)会产生干扰，B项Ag＋、COeq \\al(2－,3)等会产生干扰，D项HCOeq \\al(－,3)会产生干扰。


7．在制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是( )


①连接好装置，检查气密性 ②缓缓加热，加快反应，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Cl2用NaOH溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气


A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤


C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤


解析：选D。确定实验室制取气体的操作顺序要注意：(1)连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；(2)装药品的顺序是先加固体药品，后加液体药品；(3)对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。


8．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：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沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；根据沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。


答案：(1)KCl和K2CO3 KNO3


(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓、2Ag＋＋COeq \\al(2－,3)===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑


9．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应的化学方程式为NaClO＋NaCl＋H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋Cl2↑＋H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。





请回答：


(1)在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。





(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：____________________________________________。


(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__________________________


________________________________________________________________________。


(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____________。


解析：(1)根据“液＋液eq \(――→,\s\up7(△))气”原理可知，应选择c装置制取Cl2。


(2)B中布条褪色证明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，所以应增加除去H2O(g)的装置。


(3)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HNO3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)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl与NaHCO3反应HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故题述实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有HCl。


答案：(1)c (2)Cl2中混有少量H2O(g) 在A～B之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶


(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－


(4)HCl


10．某校化学实验小组为了验证在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl2的某些性质，设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)。已知：氯气易溶于四氯化碳，而氯化氢不溶。





回答下列问题：


(1)装置B中盛放的试剂名称为______________，作用是____________，现象是____________。


(2)装置D和E中出现的不同现象说明的问题是____________________________


________________________________________________________________________。


(3)装置F的作用是__________________________________________________。


(4)写出装置G中发生反应的离子方程式：________________________________


________________________________________________________________________。


解析：本实验要检验生成的Cl2中混有水蒸气和HCl气体，要先用无水硫酸铜检验水的存在，用CCl4除去Cl2后，再用AgNO3溶液验证HCl的存在。


答案：(1)无水硫酸铜 检验水蒸气 白色固体变蓝色(其他合理答案也可)


(2)氯气无漂白性，次氯酸有漂白性 (3)吸收氯气


(4)Ag＋＋Cl－===AgCl↓


课程标准
核心素养
1.能根据反应原理选取实验装置制备氯气。


2.通过实验室制取氯气的探究活动，树立安全意识和环保意识。


3.了解氯离子的检验方法。
1.科学探究与创新意识：选择常见的实验仪器、装置和试剂，完成氯气的制备、氯离子的检验等实验。


2.科学态度与社会责任：通过对氯气的性质探究等一系列科学探究活动，增强安全意识和培养严谨求实的科学精神。
A
B
C
D
收集氯气
除去氯气中少量的氯化氢
证明氯气具有漂白性
吸收制备氯气时的尾气
实验现象
滴入几滴AgNO3溶液
加入少量稀硝酸
稀盐酸
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
NaCl溶液
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
Na2CO3溶液
有白色沉淀生成
沉淀溶解，有气泡产生
课堂小结