高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物优质导学案

第二节　氯及其化合物(学案)

第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验

基础知识梳理：

一、氯气的实验室制法

1．反应原理

实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：

(1)化学方程式：                                                               

(2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl－生成Cl2，该反应中MnO2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。

【答案】MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

2．仪器装置

(1)气体发生装置类型：固＋液气

(2)发生装置所用仪器的名称为                               。

(3)装置C的作用是                                         。

(4)装置D的作用是                                         。

【答案】:(2)分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。

(3)除去Cl2中少量的HCl气体。

(4)干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。

3．收集方法

(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法

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

检验原理：                                                               

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

检验原理：                                                                

【答案】:氯气将碘离子氧化成碘单质，碘单质是淀粉变蓝

氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸使试纸变红，次氯酸将试纸漂白。

5．尾气处理

(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是               。

(2)该液体的作用是                             。化学方程式：                                 

【答案】:NaOH溶液       是吸收过量的氯气，防止污染环境    Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

6、注意事项

(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。

(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。

二、氯离子的检验

1．在5支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：

2.请写出上述实验中有关的离子方程式：

②                                        ；

③                                          ，                                       

【答案】:

有白色沉淀生成         沉淀不溶解

有白色沉淀生成         沉淀不溶解

有白色沉淀生成     沉淀溶解，有气泡产生

有白色沉淀生成         沉淀不溶解

无实验现象

Cl－＋Ag＋===AgCl↓

CO＋2Ag＋===Ag2CO3↓     Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O

 三．卤素的原子结构

   1．在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行——第ⅦA族的元素还有氟（F）、溴（Br）、碘（I）、砹（At，人工合成元素）。与氯元素一样，这些元素原子的最外电子层都有7个电子，都是典型的非金属元素。由于第ⅦA族元素都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐，所以统称为卤素（成盐元素）。

    2．物理性质

【答案】:

    3．卤素的化学性质

    氯是第ⅦA族中的代表性元素。氟、溴、碘的单质的化学性质与氯气相似，都具有氧化性，并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱。

    （1）与H2的反应：H2+X2==2HX

    氟气                    爆炸；氯气                           ；溴                  与H2化合；碘                          缓慢化合，同时又分解。

    （2）与H2O的反应，从F2→I2逐渐减弱：

    F2：                           （剧烈）

    Cl2：                                           （X为Br或I）

    （3）与碱溶液反应：

                                                      （X为Cl、Br、I，反应能力逐渐减弱）

【答案】:X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)

    （4）与金属反应，从F2→I2反应能力逐渐减弱。常见金属Na、K、Mg、Al、Fe、Cu、Zn等均能与卤素单质反应。如：                                             （I2的氧化性不强，与变价金属反应得低价盐）。

    （5）卤素单质间的置换反应：

   Cl2+2Br－==2Cl－+Br2；Cl2+2I－==2Cl－+I2；Br2+2I－==2Br－+I2。氧化性：                ；还原性：

                                            。

【答案】:氧化性 ―――――――――→ 逐渐减弱

还原性(X－)―――――――――→逐渐增强

4．卤素单质性质的相似性

(1)都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。

(2)都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。

(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外)。

(4)都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。

5．卤素单质的递变性

颜色逐渐加深

熔、沸点逐渐升高

密度―――――――――→逐渐增大

氧化性逐渐减弱

还原性(X－)―――――――――→逐渐增强

【答案】:深     高     大      弱       强

6.卤素单质的特殊性

1Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存。

2I2易升华，淀粉遇I2变蓝。

3Br2和I2都可被某些有机溶剂如四氯化碳、苯萃取。

4F无正价，F2与水剧烈反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2。

7.卤素离子的检验方法

1AgNO3溶液——沉淀法

未知液生成

(2)置换——萃取法

未知液

有机层呈

(3)氧化——淀粉法检验I－

未知液蓝色溶液，表明有I－