资源简介

(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。
上一内容内容
下一内容内容
回主目录
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
水
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

展开更多......

收起↑