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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
核心素养学习目标
1.了解氯气的发现史，学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
2.通过设计氯气的实验室制备方案，让学生了解氯气制取的设计思路和实验操作方法
氯气的发现史
1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿混在一起加热发现了氯气。
1810年，英国化学家戴维研究后得出这种气体仅由一种元素组成。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。
舍勒 瑞典化学家
戴维 英国化学家
1、反应原理：
MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
△
-1
0
+4
+2
失去2×e-
得到 2e-
氧化剂
还原剂
酸性
【思考】发生反应的MnO2与 HCl的个数比为：
发生反应的氧化剂和还原剂的个数比为：
4:1
2:1
一、氯气的实验室制法
离子方程式：
MnO2+4H++2Cl- = Cl2↑+Mn2++2H2O
△
浓盐酸的作用：酸性、还原性
必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应
加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发
注意：
（1）氯气制取装置的选择：
根据反应原理可知制取氯气使用的药品是
粉末状的MnO2
液态的盐酸
故选用了下面这套装置来制取氯气
固(液)-液，加热型
分液漏斗
浓盐酸
圆底烧瓶
MnO2
饱和食盐水
根据氯气密度比空气大，能溶于水而难溶于饱和食盐水，收集装置有什么特点？
气体收集装置
A
B
C
（2）氯气收集装置的选择：
向上排空气法收集
尾气处理装置
NaOH溶液
氯气收集满了能任意排放吗？用什么试剂来吸收多余氯气？
（3）氯气尾气装置的选择：
发生装置　　
收集装置　
尾气吸收装置
这样收集到的氯气纯净吗？
一、氯气的实验室制法
可能存在哪些杂质气体 用哪些试剂来除杂，有没有先后顺序？
气体净化装置
除HCl气体
饱和食盐水
除水蒸气
(无水CaCl2)
浓硫酸
Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水，HCl易溶于饱和食盐水
（4）氯气净化装置的选择：
除杂装置
任务二：认识氯气的实验室制法
【实验演示】实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气
2、制取装置：
发生装置
净化装置
收集装置
尾气处理装置
饱和食盐水可吸收HCl且同时降低Cl2在水中的溶解度，可以除去HCl，可以选用浓硫酸作为干燥剂吸收其中的水蒸气。
向上排空气法（氯气的密度比空气的大），气体长进短出
NaOH吸收过量的氯气，防止污染环境
洗气瓶
洗气瓶
除去HCl
除去水蒸气
恒压装置
既保障浓盐酸顺利滴下，又避免浓盐酸浪费和污染环境
MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
△
反应原理：
【小组探讨】如何验证氯气已收集满？
①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体。
②湿润的淀粉-KI试纸：若出现淀粉-KI试纸变蓝，则证明已集满。原理为Cl2＋2KI===2KCl＋I2，置换出的I2遇淀粉变蓝。
③湿润的蓝色石蕊试纸：若出现先变红后褪色，则证明已集满。
注意事项：
1.用分液漏斗装浓盐酸，可以控制液体的用量，让浓盐酸缓慢地注入，不能一次将浓盐酸注入烧瓶里。
2.用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热。
浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率。
思考：若MnO2过量，待充分反应后，溶液中仍有盐酸剩余，为什么？
随着反应的进行，浓盐酸的浓度逐渐减小，小到一定浓度将不再与MnO2反应。
【思考交流】实验室在氯气制取过程中如何进行仪器的组装？
（1）仪器的安装：顺序——由下而上，从左到右
（2）检查装置气密性；
（3）添加药品：顺序——先固后液，先下后上
（4）缓缓加热：因为浓盐酸具有强烈的挥发性
【实验步骤】
（5）结束实验：
【知识拓展】制备实验的二意识、三原理、四过程
二意识：安全意识与环保意识
三原理：反应原理、装置原理、操作原理
四过程：气体发生过程、净化过程、收集过程、尾气处理过程
【解决问题】实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气
【问题1】已知稀盐酸与MnO2不反应，含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？
不能。有两个原因：一是随着反应的进行，盐酸浓度变小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸有挥发性。
【问题2】氯气有毒，实验中处理尾气能否用饱和石灰水代替NaOH溶液，为什么？
不能。饱和的石灰水中Ca(OH)2的含量也很低，不能把多余Cl2完全吸收。
实验室制取氯气的其他方法
用KMnO4、KClO3、NaClO、等氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如：
①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
③NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O
浓盐酸
KMnO4
NaClO+2HCl=NaCl +Cl2 ↑ +H2O
【联系生活】洁厕灵的主要成分含盐酸，84消毒液的主要成分是NaClO，两者混合在一起会发生反应③，生成氯气，危险！
【评价训练】
1.实验室制取氯气时，如图所示操作正确的是
A.用图1装置制取少量氯气
B.用图2装置除去氯气中混有的少量氯化氢
C.用图3装置制取氯气
D.用图4装置干燥氯气
稀盐酸不反应
两者均反应
需加热
长进短出
2.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
√
制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接
氯气的性质很活泼，能与很多金属反应生成盐，其中大多数盐能溶于水并电离出氯离子。
思考·讨论
有没有什么办法能检验物质中是否存在氯离子呢？
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
实验·探究
三、Cl-的检验
思考：
(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-, CO32- 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 CO32- 等离子的干扰。
氯离子检验方法
方法1：先在待测液中加入稀HNO3酸化，排除CO32-的干扰，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被测液中含有Cl-。
方法2：先在待测液中加入AgNO3，产生白色沉淀，再加入稀HNO3，沉淀不溶解，则被测液中含有Cl-。

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