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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
氯离子的检验
氯的发现与命名
18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响，舍勒未能确认这种气体。
舍勒发现氯气的方法至今还是实验室中制取氯气的主要方法之一。
瑞典化学家舍勒
1.反应原理
一、氯气的实验室制法
MnO2 +
4HCl(浓)
MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
+4
-1
+2
0
得12e-
失2e-
氧化剂
还原剂
离子方程式：
MnO2 +
4H+ + 2Cl-
Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
既体现出还原性，又体现出酸性
1.反应原理
一、氯气的实验室制法
MnO2 +
4HCl(浓)
MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
思考1：浓盐酸能否改用稀盐酸代替？
氧化性
还原性、酸性
不可以，因为稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，稀盐酸不能被MnO2氧化得到Cl2。
思考2：浓盐酸能够全部被消耗吗？为什么？
不能。随着反应的进行，盐酸浓度逐渐降低，变为稀盐酸后反应停止。
1.反应原理
一、氯气的实验室制法
MnO2 +
4HCl(浓)
MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
思考3：实验中需缓慢加热且加热温度不宜过高，为什么？
氧化性
还原性、酸性
浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热且控制温度，避免Cl2中混有大量的HCl杂质，同时以免降低了HCl的利用率。
思考4：可以用其他氧化剂来代替MnO2吗？
KMnO4、KClO3 、Ca(ClO) 2 等均能代替MnO2与HCl反应制备氯气。
2.反应装置
一、氯气的实验室制法
发生装置
收集装置
尾气处理装置
向上排空气法收集氯气
吸收多余的氯气，防止污染环境
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O
2.反应装置
一、氯气的实验室制法
2.反应装置——发生装置
一、氯气的实验室制法
实验室制取气体的发生装置，应该根据反应物的状态和反应条件来决定
气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应条件 发生装置图
CO2
H2 CaCO3+2HCl =CaCl2+CO2↑+H2O
固体(s)+液体(l)
→ 气体(g)
Zn+2HCl =ZnCl2+H2↑
固体(s)+液体(l)
→ 气体(g)
不加热
不加热
2.反应装置——发生装置
一、氯气的实验室制法
气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应条件 发生装置图
O2
Cl2
2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑
固体(s)+固体(s)
→ 气体(g)
固体(s)+液体(l)
→ 气体(g)
加热
加热
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.反应装置——收集装置
一、氯气的实验室制法
实验室制取气体的收集装置，应该根据气体的性质来决定
（1）Cl2 有毒，且密度比空气大
（2）Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水
①排水（液体）法
②向上排空气法
③向下排空气法
√ 　　
排饱和食盐水法
2.反应装置——收集装置
一、氯气的实验室制法
思考5：用向上排空气法收集的Cl2如何验满？
（1）集体瓶中充满黄绿色气体。（2）将湿润的淀粉-KI试纸靠近瓶口，观察到试纸立即变蓝
（3）湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，观察到试纸先变红后褪色
2.反应装置——尾气处理装置
一、氯气的实验室制法
实验室要根据制取气体的性质来决定是否要进行尾气处理
（1）Cl2有毒，需要进行尾气处理
（3）Cl2能与NaOH溶液反应，生成能溶于水的物质
（2）Cl2不能燃烧
√ 　　
可防止液体倒吸！
2.反应装置
一、氯气的实验室制法
思考6：用该装置制备的氯气是否纯净、干燥？
否。该装置制备的Cl2中还含有HCl、H2O(g)
思考7：如何制备出纯净、干燥的氯气？
需要在发生装置和收集装置间，增加除杂（净化）装置。
2.反应装置——除杂装置
一、氯气的实验室制法
实验室要根据制取气体与杂质气体的性质，选择合适的除杂装置和除杂试剂。
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(球形干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
装置Ⅲ(U形干燥管)：盛固体除杂试剂。
2.反应装置——除杂装置
一、氯气的实验室制法
实验室要根据制取气体与杂质气体的性质，选择合适的除杂装置和除杂试剂。
（1）Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水
（2）HCl易溶于饱和食盐水
Cl2 (HCl、H2O)
饱和食盐水
干燥剂
常见干燥剂：浓硫酸、碱石灰（含NaOH、CaO）、生石灰、NaOH固体、P2O5、无水CaCl2、硅胶等。
√ 　　
√ 　　
√ 　　
2.反应装置——除杂装置
一、氯气的实验室制法
Cl2 (HCl、H2O)
饱和食盐水
干燥剂
思考8：HCl和H2O除去的先后顺序是怎样的？
先除HCl气体，再干燥Cl2。
2.反应装置改进
一、氯气的实验室制法
注意导气管的进出气方式。
尾气处理装置可以再改进为可防倒吸的装置。
2.反应装置改进
一、氯气的实验室制法
知识拓展——氯气的工业制法
氯碱工业
2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
电解
电解饱和食盐水
二、氯离子的检验
【实验2-9】在三支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液、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。
实验试剂 实验现象 实验原理
稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
二、氯离子的检验
产生白色沉淀，加入稀硝酸沉淀不溶解
产生白色沉淀，加入稀硝酸后沉淀溶解，产生气泡
Ag＋＋Cl－==AgCl↓
Ag＋＋Cl－==AgCl↓
2Ag＋＋==Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H+==CO2↑＋H2O
产生白色沉淀，加入稀硝酸沉淀不溶解
实验结论：的存在会对Cl-的检验造成干扰，因此在检验Cl-时，一般先加入适量稀硝酸，然后再滴加AgNO3溶液。
二、氯离子的检验
取样
加试剂
观察现象
得出结论
物质检验的一般步骤
取少量待测液于试管中
滴入适量稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液
若产生白色沉淀
则证明待测液中含有Cl-
思考：酸化的试剂能不能选用稀盐酸或者稀硫酸？
不能。稀盐酸酸化，引入Cl-，也会产生白色沉淀，对实验造成干扰。
稀硫酸酸化，引入，会产生白色的硫酸银沉淀，对实验造成干扰。
课堂训练
1.下列检验Cl－的方法正确的是（ ）
A.向某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－
B.向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－
C.向某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－
D.向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－
D
A.Ⅰ图中：如果MnO2过量，盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中：如果倒置的量筒充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，量筒内最后剩余气体为HCl和氧气
C.Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中：b能褪色，反应后将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性，结果有Cl2生成
2.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )
D
3.某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。
装置中有六处错误，请指出。
①铁架台上缺酒精灯 ②烧杯下缺石棉网
③稀盐酸改成浓盐酸 ④长颈漏斗改成分液漏斗
⑤AB装置互换 ⑥A中导管长进短出
本节内容结束

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