2020-2021学年第二节 氯及其化合物学案设计

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2022-2023学年高一化学同步学习高效学与练（自主学案）第二章  海水中的重要元素——钠和氯第二节  氯及其化合物第2课时  氯气的实验室制法 氯离子的检验课程学习目标1.掌握氯气的实验室制法；2.了解氯离子的检验方法；3.初步了解卤族元素。学科核心素养1．通过对“氯气的实验室制法”的学习，培养实验探究和创新意识。2．通过对“氯离子检验”的学习，培养宏观辨识与微观探析能力。3．通过对“卤族元素”的初步学习，认识性质变化具有一定规律性和特殊性。【知识回顾】1．实验室制取气体时，如何确定气体的发生装置？   依据反应物的状态及反应条件(如是否需要加热等)。   2．气体的收集方法【新知学习】一．氯气的实验室制法1.反应原理：   MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O   离子方程式：   MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O   2.药品：二氧化锰、浓盐酸3.制备装置类型：     固体＋液体气体     4.仪器和装置 ： 分液漏斗、圆底烧瓶、石棉网、铁架台、酒精灯、广口瓶                                                          5.除杂：    饱和食盐水    ；干燥：    浓硫酸     6.收集方法：   向上排空气法   或   排饱和食盐水法  7.尾气处理：玻璃导管通入      氢氧化钠      溶液中；不用Ca(OH)2 溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。8.注意事项：①应使用分液漏斗；②烧瓶下应垫石棉网；③应用酒精灯加热；④应用浓盐酸；⑤多余Cl2应通入     氢氧化钠     溶液中；⑥MnO2在该反应中作氧化剂，也可用KMnO4代替，故酸化高锰酸时不可用盐酸酸化；⑦随着盐酸浓度变稀，不能再反应生成氯气，也就是说MnO2过量，盐酸也不会反应完全。9.其它实验室制氯气的反应原理       ①16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；              ②6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑；                       ③4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。                二．Cl－的检验实验2-9向三支试管中分别加入2-3ml稀盐酸、NaCl、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。试剂滴入AgNO3溶液的现象及反应原理滴入稀硝酸的现象及反应原理稀盐酸白色沉淀Ag＋＋Cl－=AgCl↓沉淀不溶解AgCl沉淀不溶于稀硝酸NaCl溶液白色沉淀Ag＋＋Cl－=AgCl↓沉淀不溶解AgCl沉淀不溶于稀硝酸Na2CO3溶液白色沉淀2Ag＋＋CO32－=Ag2CO3↓沉淀溶解，有气体生成Ag2CO3＋2H＋=2Ag＋＋H2O＋CO2↑ 根据上述实验现象，检验Cl－要排除CO32－等离子的干扰，应该    先在被检测的溶液中滴入适量稀硝酸，            使其酸化，再加AgNO3溶液，如产生白色沉淀，可判断溶液中含有Cl－。               【知识进阶】一．Cl－的检验【问题探究】1．若在某无色溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有Cl－吗？为什么？不一定含Cl－，CO与Ag＋反应也生成白色沉淀。2．检验Cl－时为何要加入稀硝酸？防止CO等离子的干扰。【知识归纳总结】1．检验待测液中含有Cl－的一般答题模板待测液白色沉淀，证明待测液中含Cl－。2．溶液中Cl－检验的注意事项要排除CO、PO等离子的干扰，它们与Ag＋生成的沉淀溶于稀硝酸，故一般先在待测液中加入稀硝酸酸化，以排除CO等离子的干扰。【典例1】在某未知液中加入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，由此判断该未知液中含有(　 　)A．Cl－、SO　　　 B．Cl－、NOC．Cl－、CO D．Cl－、OH－【答案】C【解析】能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀硝酸后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO外，还有Cl－。〔变式训练2〕检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是(　 　)A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生【答案】C【解析】A操作不正确，它不能排除CO等的干扰；B操作不正确，若未知溶液中含CO，其与Ag＋生成的Ag2CO3跟盐酸反应时，生成AgCl白色沉淀；D操作不正确，用盐酸酸化，引入了Cl－。三．成盐元素——卤素1.卤族元素在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行的元素还有：  F、 Cl、 Br、 I  ，这些元素最外层都有  7  个电子，都是  非金属  元素，都能与Na、K、Ca、Mg等金属反应生成盐，统称为   卤素   。(X2表示)2.卤素单质的化学性质(1)氧化性：F2 > Cl2 > Br2 > I2(2)与H2的化合反应 F2Cl2Br2I2条件无,冷暗处混合即可点燃或光照加热至500℃持续加热产物稳定性很稳定稳定不稳定很不稳定,生成同时分解化学方程式H2＋F2===2HFH2＋Cl2===2HClH2＋Br22HBrH2＋I2⇌2HI注：a、HX都极易溶于水，在潮湿空气中都能产生白雾。b. HX水溶液都是酸,酸性强弱为：HF < HCl < HBr < HI，且HF为弱酸，其余为强酸。c. HX的还原性强弱为：HF < HCl < HBr < HI(3)与水的反应 F2：  2F2 + 2H2O=4HF + O2  Cl2、Br2、I2：    X2 + H2O = HX + HXO3.卤素单质及其化合物的用途（1）单质：F2可制取HF；Br2制备溴化物和溴酸盐；I2遇淀粉变蓝，用于检验碘盐。（2）AgX：只有AgF可溶，AgCl白色↓，AgBr浅黄色↓，AgI黄色↓。AgBr用于制变色眼镜和照相底片，AgI常用于人工降雨。【典例2】下列关于卤素的叙述正确的是(　　)①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾　②氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性　④某溶液与淀粉­KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水　⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成　A．①⑤　　　　　　　　　 B．③④C．②⑤   D．②④【答案】C　【解析】易被氧化的物质应具有较强还原性，各卤素离子中，I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；能与淀粉­KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等，④错误。【效果检测】1．（2020·宁夏回族自治区贺兰县景博中学高一月考）在自来水的生产中，常通入适量氯气进行杀菌消毒，氯气与水反应的产物之一是盐酸。市场上有些不法商贩为牟取暴利，利用自来水冒充纯净水桶装出售。为辨别真伪，可用下列哪一种试剂来鉴别（       ）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】因纯净水销售中不含氯离子，而自来水中含氯离子，所以向两样品中加入硝酸银溶液，变浑浊的自来水，反之是纯净水，而A、B、C现象相同，不能鉴别，故选D。2．欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用(　　)A.NaOH溶液 B.饱和食盐水C.浓硫酸 D.石灰水【答案】B【解析】利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。3．（2020·四川省高一期末）下列离子检验的方法不正确的是（  ）A．某溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀，说明原溶液中一定有Cl-离子B．某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液生成白色沉淀，说明原溶液中可能有SO42-离子C．某溶液中加入氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀，说明原溶液中一定有Cu2+离子D．某溶液中加入稀硫酸溶液产生无色气体，说明原溶液中可能有CO32-离子【答案】A【解析】A．碳酸银、硫酸银等也是白色沉淀，某溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀，溶液中不一定有Cl-，故A错误；B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，沉淀可能为AgCl，则原溶液不一定有SO42-，故B正确；C．蓝色沉淀为氢氧化铜，可说明溶液中含有铜离子，故C正确；D．加入稀盐酸产生无色气体，该气体可能为二氧化碳、二氧化硫气体，溶液中可能含有碳酸根离子或亚硫酸根离子等，故D正确；故选A。【点睛】明确常见离子的性质及检验方法为解题的关键。本题的易错点为B，要注意硫酸根离子具有时试剂的加入顺序不能颠倒。4．实验室用下列两种方案制氯气：①用含有HCl 146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量的浓盐酸反应。所得的氯气（   ）A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较【答案】A【解析】反应化学方程式为MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O；理论计算：①含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应，4HCl～Cl2，可得氯气1mol，但随盐酸浓度变稀，溶质HCl不可能全部反应，故实际生成氯气应小于1mol；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应，因为浓盐酸足量，可以使87gMnO2全部反应，故生成氯气为1mol；所以②＞①，故A正确；故选A。5．（2020·云南省高一期末）已知：氯化铁易吸收空气中的水分而潮解。某同学利用如图装置制备无水氯化铁，下列有关说法错误的是（   ）A．装置A的名称是分液漏斗B．装置C、D中依次盛有浓硫酸、饱和食盐水C．装置E和装置F之间缺少一个干燥装置，没法制得无水氯化铁D．装置F的目的是吸收多余的尾气，以防污染空气【答案】B【解析】A．装置A是分液漏斗，A正确；B．A中制得的氯气含HCl杂质，先除杂再干燥，故装置C为饱和食盐水，装置D为浓硫酸，B错误；C．装置E右侧也应增加干燥装置，防止F中水蒸气进入E中使氯化铁潮解，故装置E和装置F之间缺少一个干燥装置，C正确；D．氯气是大气污染物，装置F的目的是吸收多余的尾气，以防污染空气，D正确；答案选B。6．如图所示。若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是(　　)①浓硫酸　②饱和氯化钠溶液　③亚硫酸钠溶液④饱和碳酸氢钠溶液A．①②③　　　　　　　　　　 B．②③④C．①②④   D．①③④【答案】D　【解析】Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl2干燥，二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓H2SO4吸水，Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。7．为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是(　　)①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤、取滤液　④与二氧化锰混合加热　⑤加稀硝酸　⑥与浓盐酸反应　⑦与NaOH溶液混合加热A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑦     C.④②③①⑤ D.②①⑤【答案】C【解析】氯酸钾晶体中无Cl-,要证明氯酸钾晶体中含有氯元素,就必须使之产生Cl-。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl,然后再通过检验Cl-的存在,证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水,故可通过加水溶解、过滤的方法分离出MnO2,然后向滤液中加AgNO3溶液和稀硝酸进行验证。8．在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图: (1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):　　　　接　　　　;　　　　接　　　　;　　　接　　　　;　　　　接　　　　。 (2)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出下列化学反应的化学方程式:①气体发生装置中进行的反应: 　。 ②NaOH溶液中发生的反应: 　。 【答案】(1)E　C　D　A　B　H　G　F(2)除去氯气中的HCl杂质　吸收多余的氯气(3)试纸变蓝　2KI+Cl22KCl+I2(4)①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O②2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O【解析】(1)按照制备气体的“反应装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)题述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质,浓硫酸的作用是干燥Cl2,NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2。(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝。