3.1.5提升专题氯气的实验室制法 课件 (共37张PPT)2024-2025学年苏教版高中化学必修第一册

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3.1.5提升专题氯气的实验室制法 课件 (共37张PPT)2024-2025学年苏教版高中化学必修第一册

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(共37张PPT)
专题3 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯气及氯的化合物
3.1.5 氯 气 的 实 验 室 制 法
苏教版必修第一册
【学习目标】
2.提纲挈领地抓住关键,熟悉各部分仪器名称、作用及所用药品。
4.培养学生缜密的思维能力及巧妙的处理数据的能力。
1.重视基础,形成知识规律,熟练掌握氯气的实验室制备流程。
3.掌握气体制备题型的出题思路与解题方法。
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MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O
【知识回顾】气体发生装置的选择
(不溶于水)
A
B
C
气体发生装置的选择依据
反应条件——是否需要加热
反应物状态
解析 联想实验室制备氯气的原理,本题实质上考查该反应的发生条件,即MnO2可以在加热的条件下与浓盐酸反应生成氯气,D选项正确。
解析答案
D
实验室制取氧气的试管壁沾附有MnO2,除去MnO2可用的试剂是(  )
A.蒸馏水 B.KOH溶液
C.稀盐酸 D.热的浓盐酸
【想一想】
产生质疑
氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体,可溶于水。氯气能使湿润的淀粉KI试纸变蓝色
反应物的挥发是产生杂质气体的主要原因
通过这套装置收集的氯气有没有杂质气体?
实验装置改进
浓硫酸
MnO2
饱和食盐水
浓盐酸
NaOH溶液
慧眼一刻
快来找茬啦!
浓硫酸
MnO2
饱和食盐水
浓盐酸
C
D
E
在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净、干燥的氯气。
(1)写出反应的离子方程式:________。
(2)如图所示是一个学生设计的实验装置。
这个装置中有哪些错误?请分别指出(有几处填几处):
①______;②______;③_____;④_____;⑤______。
(3)在改正的装置中,洗气瓶和烧杯中的溶液各起什么作用?______
【我会做!】
MnO2
浓盐酸
浓硫酸

NaOH溶液
氯气
【解析】 气体制备及实验基本框架:由反应方程式推理(――→)制备气体―→净化―→干燥―→收集气体―→尾气吸收。
在判断装置是否正确时,一般要按照从左→右、从下→上的顺序进行,否则很容易遗漏。
制取气体:从试剂性质和反应条件来考虑选择制取气体的装置,该反应是固液反应,需要加热,故需要圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、石棉网。
净化气体:通常是先除杂、再干燥,除HCl可以用水,但用饱和NaCl溶液更好,因为Cl2在后者中的溶解度小。干燥气体:Cl2会与碱反应,不能用碱性干燥剂,现用浓硫酸,正确(也可用酸性的P2O5、中性的CaCl2)。收集方法:Cl2可用向上排空气法,也可用排饱和食盐水法来收集,现要求制干燥的Cl2,所以选用向上排空气法。
尾气吸收:中学涉及的尾气处理方法有两种,一种是点燃法,如CO通过点燃转化成CO2;一种是用液体吸收,如Cl2可用浓碱液吸收。
【答案】
 (1) MnO2+4H++2Cl-=====Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)①烧瓶下面缺石棉网 ②铁圈下面缺酒精灯
③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了④两个洗气瓶中的进气导管应插入液面以下,出气导管应靠近瓶塞
⑤盛水的洗气瓶中应盛饱和食盐水
(3)饱和食盐水吸收Cl2中的HCI气体;浓硫酸吸收Cl2中的水蒸气;NaOH溶液吸收多余的氯气

归纳总结
1.制气装置
制取气体的一般流程:气体发生装置→气体净化装置(除杂、干燥)→气体收集装置→尾气处理装置。
a. 发生装置:固体+液体 气体。
b.净化装置:下图中C、D装置为洗气瓶,组装原则“长进短出”,除杂在前,干燥在后。
MnO2
浓盐酸
B
A
G
C
D
E
F
2.注意事项
(1)加药品之前必须检查装置的气密性。
(2)加药品的顺序:先固体后液体。
(3)实验结束时,应先撤装置末端导管,后撤酒精灯,以防倒吸。
(4)为防止盐酸挥发,盐酸应慢慢滴下且缓缓加热。
提醒 a.必须用浓盐酸,随着反应的进行,盐酸浓度下降,当转变为稀盐酸时,不再与MnO2反应。
b.必须加热,因为在常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应。
下列装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置,装置Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置。回答下列问题:
【牛刀小试】
(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,应选用气体发生装置____,用化学方程式表示制取氯气的反应原理:______
(2)若选用装置Ⅳ为氯气的收集装置,应该在试管口放置一团棉花,该棉花团应用____溶液浸湿,用化学方程式表示其作用______
(3)若选用装置Ⅴ为氯气收集装置,则氯气应从____口通入。
(4)若选用装置Ⅵ为氯气的收集装置,则水槽中的溶液为______
解析 依据反应原理,选用装置Ⅰ为氯气发生装置,用向上排空气法或排饱和食盐水法收集氯气,用NaOH溶液吸收氯气。
(2)氢氧化钠(或碳酸钠等碱性溶液) 2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O
(3)A
(4)饱和食盐水
【能力提升】
某研究性学习小组设计了用氧化浓盐酸的方法制取氯气的实验,其实验装置如下图:
MnO2
浓盐酸
饱和食盐水
NaOH溶液
(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式:_______。
(2)如果将过量的二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要的原因有
①___________;②_________ _。
(3)L的作用是_______;B的作用是________。
(4)为了提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是_______。
【解析】实验室制取Cl2时,使用浓盐酸和MnO2加热时反应,随着反应进行,浓盐酸变稀,反应停止;另外浓盐酸挥发,也导致其浓度降低,因此为防止浓盐酸挥发,可将浓盐酸慢慢滴下,同时用小火慢慢加热。
(2)①反应中HCl消耗,盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应
②加热时有部分HCl挥发而损失
(3)恒压条件下确保浓盐酸能顺利滴加 利用Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的性质而贮存Cl2
(4)将浓盐酸慢慢滴下;加热时用小火慢慢加热等
实 战 演 练
1.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(  )
A.A中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B.A中缺少加热装置
C.B中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2
D.D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸
NaOH溶液
解析 氯气中混有氯化氢气体,应该用饱和食盐水除去氯化氢,氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应,故B中不能盛放氢氧化钠溶液。
答案 C
解析答案
2.实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气,主要操作步骤为①将圆底烧瓶固定在铁架台上;②把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯确定铁圈的高度、固定铁圈放好石棉网;③用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2,再向分液漏斗中加浓盐酸,并将导管放入集气瓶中;④检查装置的气密性;⑤在圆底烧瓶上装好分液漏斗,连接好导气管。操作步骤排序正确的是(  )
A.②③④①⑤ B.②①③⑤④
C.②①⑤④③ D.②①③④⑤
解析 装置的安装顺序为“由下而上,由左向右”,另外需注意的是加入药品前应先检查装置的气密性,根据这两点不难得出选项C正确。
C
解析答案
3.下列关于氯气制备原理的说法中不正确的是(  )
A.电解饱和食盐水制氯气时,与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体
B.工业上制取氯气的原料是饱和食盐水
C.实验室制法和工业制法的反应实质是相同的
D.实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高
解析 电解饱和食盐水制氯气时,Cl-在与电源正极相连的碳棒上转化为Cl2,A项正确;
浓盐酸具有挥发性,实验室制取氯气时应缓缓加热以减少氯化氢的损失,D项错误。
D
4.下列有关Cl2的实验操作和装置中,正确的是(  )
A.闻Cl2气味
B.除去Cl2中的HCl
C.干燥Cl2
D.常温下用高锰酸钾和浓盐酸快速制取Cl2
浓硫酸
NaOH溶液
(HCl)Cl2
Cl2
解析 A项,Cl2有毒,闻气味时,应用手在集气瓶口轻轻扇动,使极少量Cl2飘进鼻孔,A错;
B项,Cl2与NaOH溶液反应,应改用饱和食盐水,B错;
C项,Cl2进气短导管应插入液面之下,C错;
高锰酸钾溶液在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,D对。
答案 D
5.下图表示在没有通风橱的情况下制取纯净的氯气时设计的装置图,图中A、B是可控制的弹簧铁夹。
浓盐酸
MnO2
(1)烧杯中盛放的液体是____,其作用是____,水槽中盛放的液体是____。
(2)简述操作过程:(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前,应_______;当氯气纯度合乎要求时,应______;当氯气收集完毕时,应_______。
(3)将8.7 g MnO2与含HCl 14.6 g的浓盐酸共热制Cl2,甲同学认为可制得Cl2 7.1 g,乙同学认为制得Cl2的质量小于7.1 g,你认为_____(填“甲”或“乙”)同学正确,原因是_______。
解析 用饱和食盐水可洗去Cl2中混有的HCl,又使Cl2损失较少,故可用排饱和食盐水法收集Cl2。处理制Cl2的尾气最好的试剂是强碱溶液。由于浓盐酸会挥发,稀盐酸不能反应,故用浓盐酸制Cl2时,HCl不能完全反应。
答案 (1)NaOH溶液  吸收多余的Cl2  饱和食盐水
(2)打开B夹,关闭A夹  打开A夹,关闭B夹  关闭A夹,打开B夹
(3)乙 ①浓盐酸易挥发;②随着反应进行,浓盐酸浓度会降低,稀盐酸将不再反应
6.如图所示的装置中,A是Cl2发生装置,C、D为气体净化装置,C中装有饱和NaCl溶液,D中装有浓H2SO4,硬质玻璃管E中装有细铁丝网,F为干燥的空广口瓶,烧杯G为尾气吸收装置。
试回答下列问题:
(1)C、D两个装置的作用分别是C______,D_______。
(2)E中的现象为_______,生成物是______。
(3)写出在A、E、G中发生反应的化学方程式:
A__________;E:_________;G:________。
解析 利用MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O制备Cl2,由于浓盐酸易挥发产生HCl气体,且产物中有H2O生成,因此若想得到纯净的Cl2,需依次通过饱和食盐水和浓硫酸,所得Cl2再与Fe反应:2Fe+3Cl2
2FeCl3,产生棕褐色的烟(FeCl3),该实验产生的尾气(Cl2)有毒,需用碱液吸收。
答案 (1)除去Cl2中的HCl等杂质 干燥氯气
(2)充满棕褐色的烟 FeCl3
7.如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
已知:装置A是氯气的发生装置,反应的化学方程式:Ca(ClO)2+4HCl(浓)==CaCl2+2Cl2↑+2H2O。
据此回答下列问题:
(1)装置B中饱和食盐水的作用是_______________。
除去Cl2中的HCl
漂白粉
固体
浓盐酸
饱和食盐水
(2)装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象是________________________________。
B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱
答案
漂白粉
固体
浓盐酸
饱和食盐水
(2)装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象是________________________________。
B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱
答案
漂白粉
固体
浓盐酸
饱和食盐水
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是___(填字母)。
答案
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
a 干燥的有色布条 碱石灰 湿润的有色布条
b 干燥的有色布条 无水硫酸铜 湿润的有色布条
c 湿润的有色布条 浓硫酸 干燥的有色布条
d 湿润的有色布条 无水氯化钙 干燥的有色布条
d
(4)装置D的作用是_____________________________,其烧杯中的溶液应该选用______________(填相应的试剂)。
答案
吸收多余的氯气,防止污染大气
饱和NaOH溶液

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