资源简介

(共25张PPT)
2.2.3 氯气的实验室制法
一、宏观辨识与微观探析
通过观察氯气实验室制取过程中的颜色变化、气体生成等宏观现象，从微观角度理解浓盐酸与二氧化锰反应的本质，分析元素价态变化及电子转移过程，建立宏观与微观的联系。
二、证据推理与模型认知
依据氧化还原反应原理和物质性质，推理氯气实验室制法的可行性，构建气体制备实验的一般认知模型。
三、科学探究与创新意识
引导学生设计氯气制备、除杂、收集及尾气处理的实验方案，在探究过程中培养发现问题、解决问题的能力，鼓励对实验装置和步骤进行优化创新，提升科学探究素养。
核心素养目标
重点：
1. 氯气的实验室制取原理，包括反应方程式的书写及氧化还原反应分析
2. 氯气制取的完整实验装置及操作流程，涵盖气体发生、除杂、收集和尾
气处理
难点：
1. 理解浓盐酸在反应中的作用
2. 实验装置的选择与优化，尤其是根据反应物状态、反应条件选择合适的
发生装置，以及根据氯气性质设计合理的除杂和收集装置
3. 实验操作中的安全问题及应急处理方法
学习重难点
新课导入
氯气的用途
自来水消毒
制造染料
制造盐酸
01 氯气的实验室制法
制取原理
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。在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气。
MnO2＋4HCl(浓)===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
△
MnO2＋4H+ ＋ 2Cl- === Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
△
思考讨论
请从元素价态的角度分析实验室制取氯气的原理，找出氧化剂和还原剂、用双线桥表示电子的转移情况。
MnO2＋4HCl(浓) === MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
△
得1×2e-
失2×1e-
+4
-1
+2
0
MnO2：作氧化剂
HCl：作还原剂、体现酸性
发生装置
实验室制取气体的装置构成：气体发生装置→净化装置→收集 装置→尾气处理装置
发生装置的选择：
依据反应物的状态及反应条件
√
反应物为固体和液体，反应条件为加热
收集装置
收集装置的选择：依据产生气体的状态及溶解性
√
Cl2密度比空气大，能溶于水，与水反应。
排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体
向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大
向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小
净化装置
原则：不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于
分离。
洗气瓶：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出
干燥管：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
尾气处理装置
尾气吸收装置的选择：
根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收
点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法
吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收
NaOH溶液
Cl2有毒，需用NaOH溶液吸收
氯气的实验室制取
氯气的验满
①氯气是一种黄绿色气体
集气瓶中充满黄绿色气体即证明氯气已集满。
②氯气具有强氧化性
将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口，观察到试纸立即变蓝即证明氯气已集满。
③氯气溶于水具有漂白性
将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，观察到试纸先变红后褪色即证明氯气已集满。
思考讨论
上述实验制备的氯气中是否含有杂质？如何除去这些杂质？
浓盐酸具有挥发性，产物中有水，因此实验得到的氯气中含有 HCl 气体和水蒸气。在上述装置A、B之间依次连接盛有饱和食盐水的洗气瓶除HCl和盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥Cl2 。
思考讨论
1. 实验中，用4份浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1份Cl2吗？
不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1。
2. 为何能用饱和食盐水除去HCl？
Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，而HCl极易溶于水。
3. 除浓硫酸外，还能用其他的干燥剂来干燥Cl2吗？
也可用无水CaCl2干燥，但不能选用CaO和NaOH为主要成分的碱石灰（会和Cl2反应）。
注意事项
进行实验时必须加热，且加热时温度不宜过高，减少HCl的挥发
2
实验室用MnO2和盐酸制Cl2，必须用浓盐酸
1
收集Cl2还可以用排饱和食盐水法，但不能用排水法
3
一般不用澄清石灰水来吸收Cl2，因为Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能保证Cl2吸收完全
4
02 氯气的工业制法
氯气的工业制法
电解氯化钠溶液：
2NaCl + 2H2O Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH
通电
氯碱工业是最基本的化学工业之一；是指工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。氯碱工业的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
氯气的工业制法
随堂练习
1. 1774年舍勒发现了氯气。下列有关氯气制备的实验装置不正确的是( )
A
随堂练习
2. 如图为某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气并验证氯气性质的实验装置。下列说法错误的是( )
A. 脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B. 该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C. 湿润的石蕊试纸先变红，不能说明生成了酸
性物质
D. 湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明
氯水将I2氧化
A
随堂练习
3. 实验室用下图装置制取少量Cl2，其中能达到相应实验目的的是( )
A. 用装置甲生成Cl2 B. 用装置乙除去中的HCl
C. 用装置丙收集Cl2 D. 用装置丁吸收Cl2尾气
B
随堂练习
4. 实验小组设计如图所示实验装置探究氯气的性质，挤压装有浓盐酸的滴管。下列说法正确的是( )
A. a处KMnO4换为MnO2也可完成实验探究
B. b处纸最终会变为红色，c处变为黄褐色
C. 若d、e两处红色纸团均褪色、d处褪色更快
D. 若f处为饱和NaCl溶液、实验后将其滴入
烧瓶可吸收剩余氯气
C
随堂练习
5. 某化学实验小组用如图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是( )
A. 为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理
B. 该装置图中存在两处明显错误
C. 该实验装置中收集氯气的方法不正确
D. 在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化
钾试纸可以检验是否有氯气逸出
C
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