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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
课堂导入
资料卡片——氯气的发现史
18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿——主要成分MnO2，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。
舍勒
1810年，英国化学家戴维以大量事实为依据，确认黄绿色气体是一种新元素组成的单质，并将这种元素命名为chlorine。中文译名曾为“绿气”，后改为“氯气”。
一、氯气的实验室制法
软锰矿MnO2
浓盐酸
+
加热
原理：
药品：
MnO2 ＋ 4HCl(浓)== MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O
不浓不热不反应
一、氯气的实验室制法
MnO2 ＋ 4HCl(浓)== MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O
【思考】浓盐酸的作用是？
【思考】可以用稀盐酸来代替浓盐酸制取氯气吗？
还原性、酸性
【讨论】实验中需缓慢加热且加热温度不宜过高，为什么？
浓盐酸易挥发，避免Cl2中混有大量的HCl杂质以及降低HCl的利用率。
不能，必须用浓盐酸，因为稀盐酸的还原性弱，不能被MnO2氧化。
【思考】实验中4份浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1份Cl2吗？
不能，浓盐酸随反应变稀
一、氯气的实验室制法
2.发生装置：
MnO2 ＋ 4HCl(浓)== MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O

固+液 气
下面有三种常见的气体发生装置，你认为利用MnO2和浓盐酸制Cl2应选用哪个装置？　
一、氯气的实验室制法
3.净化装置
选择依据：气体和杂质的性质
水蒸气：
HCl：
浓硫酸、无水CaCl2
饱和食盐水
除HCl气体
饱和食盐水
除水蒸气
(无水CaCl2)
浓硫酸
除杂的先后顺序是什么？
一、氯气的实验室制法
4.收集装置
依据氯气的性质，下面几种常见的气体收集装置，哪个装置是合适的？
（Cl2的密度大于空气的密度，能溶于水，而在饱和食盐水中可以降低Cl2的溶解度。）
A B
A B
A端进气
饱和食盐水
①向上排空气法
②排饱和食盐水法
一、氯气的实验室制法
5.尾气处理装置
1.如图所示，说说氢氧化钠溶液的作用是什么？
思考与讨论
2.这样制得的Cl2中含有哪些杂质？
1.氯气有毒，氢氧化钠溶液能吸收多余的氯气，防止环境污染。
2.水蒸气以及挥发出的HCl气体。
一、氯气的实验室制法
MnO2 ＋ 4HCl(浓)== MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O
一、氯气的实验室制法
1. 稀盐酸与MnO2不反应，制取Cl2时必须选用浓盐酸
2. 加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发
3. 实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
4. 尾气处理不能用澄清石灰水，澄清石灰水中Ca(OH)2含量少，吸收能力差。
注意事项
一、氯气的实验室制法
湿润的淀粉KI试纸——变蓝
湿润的蓝色石蕊试纸——先变红后褪色
验满方法：
【思考】除观察到黄绿色充满集气瓶之外，还有什么方法验满？
具体操作：用湿润的淀粉KI试纸靠近盛氯气的瓶口，变蓝则证明已满
（湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，先变红后褪色）　
Cl2＋2I- = 2Cl-＋I2
一、氯气的实验室制法
【思考拓展】
问：制备氯气的发生装置能不能用长颈漏斗代替分液漏斗？
答：不能，因为氯气有毒，该反应需要控制反应速率，用长颈漏斗不能控制反应速率，且长颈漏斗使用时必须液封。
模型构建：
气体制备实验基本模型
【装置顺序】
【注意事项】
发生装置——根据反应物的状态和反应条件；
除杂装置——根据气体及所含杂质的性质；
收集装置——根据气体的密度、水溶性以及是否与水或空气中的成分发生反应；
尾气处理装置——根据气体的性质。
除杂装置
收集装置
发生装置
尾气处理装置
随堂练习
MnO2 ＋ 4HCl(浓)== MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O
分析上面这个氧化还原反应，完成下列问题并书写该反应的离子方程式。氧化剂： ；还原剂： ； 浓盐酸表现哪些性质： ；氧化剂和还原剂个数比是 ；146克HCl分子参加反应时转移的电子数是 ；（用阿伏伽德罗常数表示）
离子方程式： 。
MnO2
HCl
还原性、酸性
1 : 2
MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
2NA
二、氯气的其他制法
可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等强氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快。
①2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
③Ca(ClO)2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
④K2Cr2O7＋14HCl（浓）===2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O
二、氯气的其他制法
在舍勒的基础上，法国化学家贝托莱将软锰矿、浓硫酸、NaCl固体混合加热制得了Cl2。
MnO2 + 2H2SO4(浓) + 2NaCl = MnSO4 + Na2SO4 + Cl2↑ + 2H2O
△
法国化学家·贝托莱
（1748-1822）
二、氯气的其他制法
Cl2的工业制法
1、电解饱和食盐水
2、电解熔融食盐
工业上制备氯气主要考虑原料、成本、产量等问题，可用电解氯化钠饱和溶液法制备氯气。
2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
通电
2NaCl（熔融） === 2Na + Cl2↑
通电
三、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。
三、氯离子的检验
HCl
NaCl
AgNO3溶液
AgNO3溶液
AgNO3溶液
HNO3溶液
HNO3溶液
HNO3溶液
Cl- + Ag+ = AgCl↓
CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓
Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + CO2↑ + H2O
Na2CO3
三、氯离子的检验
待测液
滴加稀硝酸
排除CO32-等的干扰
酸化液
滴加AgNO3溶液
白色沉淀
结论
含有Cl-
取少量待测液于试管中，先加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl-，否则无。
或者硝酸酸化的硝酸银溶液
1.检验原理
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
2.检验步骤
加入稀硝酸的目的：排除CO32-等离子的干扰。因为Ag2CO3能溶于稀硝酸，而AgCl不溶。
随堂练习
1.下列检验Cl－的方法正确的是(　　)
A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－
B．在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．在某溶液中先滴加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．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－
D
随堂练习
2.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中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气
C
随堂练习
3.实验室制氯气的反应为
MnO2+4HCl(浓) △MnCl2+2H2O+ Cl2↑。下列说法错误的是 ( )
A. 还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B. 每生成1分子Cl2，转移电子的数目为2个
C. 每消耗1分子MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4分子
D. 生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质
C
随堂练习
4.下列叙述正确的是 ( )
A．氯气的性质很活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸
B．可以用氢氧化钙溶液吸收实验室制取氯气时多余的氯气
C．检验Cl2中是否混有HCl的方法是将气体通入硝酸银溶液
D．除去Cl2中的HCl气体，可将气体通入饱和食盐水
D
随堂练习
5.下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。
（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___________。
（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 打开B夹，关闭A夹
随堂练习
6.有一包白色固体，它可能是KCl、CaCl2、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：①溶于水，得到无色溶液；
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；
③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。
根据上述现象判断：
(1)白色固体中一定含有的成分是 ，可能含有的成分是 。
(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：
KCl和K2CO3
KNO3
Ag＋＋Cl－=AgCl↓，2Ag＋＋CO32－=Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋=2Ag＋＋H2O＋CO2↑

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