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第2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 氯气的实验室制法和氯离子的检验
导入
1774年舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,发现当软锰矿和浓盐酸混合加热时,产生了一种黄绿色的具有刺激性气味的气体。而在1810年,戴维确认了这种气体为氯气。舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。
一、Cl2 的制备原理
浓盐酸与二氧化锰反应产生氯气的化学方程式：
思考：
1.浓盐酸在反应中的作用是什么
实验室制Cl2 的反应中,浓盐酸作还原剂。
2.可以用稀盐酸代替浓盐酸吗
稀盐酸的还原性弱,不能代替浓盐酸。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
一、Cl2 的制备原理
3.在实际生产中使用过量的二氧化锰与浓盐酸反应,但产生的氯气总比理论值低,为什么
随着反应的进行,浓盐酸变稀,而当盐酸稀到一定程度就不再与MnO2 反应产生Cl2。
4.实验过程中需要加热但温度不能过高,原因是什么
温度过高,大量的浓盐酸挥发造成氯气不纯。
5.可以用其他的氧化剂来代替二氧化锰吗
可以用Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4或K2Cr2O7与浓盐酸在常温下反应来代替二氧化锰制取Cl2。
一、Cl2 的制备原理
制备氯气的其他方法:
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
二、Cl2 制备的装置选择
确定反应原理后,如何选择发生装置
填写下表：
根据上面几种气体的制备方案,小组自行设计制备氯气的实验装置。
二、Cl2 制备的装置选择
1.选取装置
(1)发生装置的选取:根据反应物的状态及反应条件,选择“固液加热型”制气装置。
(2)收集装置的选取:根据所制备气体的密度和在水中的溶解性,选择向上排空气法或排饱和食盐水法收集Cl2。
二、Cl2 制备的装置选择
2.初步评价装置
由物质的性质可知,氯气有毒,则上图中缺少尾气处理装置;反应物中浓盐酸易挥发,制取的氯气不纯,则还缺少除杂装置。
二、Cl2 制备的装置选择
3.完善装置
交流思考:
(1)一套完整的气体制取装置应该包括哪几步
(2)实验室制备氯气的过程中,会产生哪些杂质气体,如何除去杂质气体 分别需要什么装置
二、Cl2 制备的装置选择
4.修改装置
(1)除杂装置
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(干燥管):盛固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。
(2)尾气处理装置
NaOH溶液吸Cl2:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
二、Cl2 制备的装置选择
5.装置设计成果
二、Cl2 制备的装置选择
视频：《实验室制氯气》
二、Cl2 制备的装置选择
1.实验室制Cl2的原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2.实验室制Cl2 的装置:
小结：
二、Cl2 制备的装置选择
3.实验室制Cl2 的除杂方法:用饱和食盐水除去Cl2 中混有的HCl气体;用浓硫酸除去Cl2 中混有的水蒸气。
4.Cl2 的收集方法:向上排空气法(Cl2 的密度大于空气);排饱和食盐水法(用此法可除去实验过程中挥发出的HCl气体,且Cl2 在饱和NaCl溶液中的溶解度很小)。
5.Cl2 的验满方法:用湿润的KI-淀粉试纸检验。将湿润的KI-淀粉试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝,则证明Cl2 已收集满。
6.尾气处理:Cl2 有毒,易污染空气,需要用NaOH 溶液吸收,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
二、Cl2 制备的装置选择
7.实验的注意事项:
(1)加热圆底烧瓶时应垫上石棉网。
(2)滴加浓盐酸不能过快,加热不能过猛,温度不宜过高,否则易使大量浓盐酸挥发造成氯气不纯。
(3)进行尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中Ca(OH)2 含量少,吸收不完全。
(4)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。
三、氯离子的检验方法
在氯气的制备实验中,氯气尾气吸收后得到的溶液中含有Cl-吗 如果有,如何进行检验呢
1.实验内容：在三支试管中分别加入2~3mL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。
2.实验现象、分析
三、氯离子的检验方法
1.检验Cl-的方法:
先在被检测的溶液中滴入适量的稀硝酸,使溶液酸化,以排除CO32-等离子的干扰,然后滴入AgNO3 溶液,如果产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl- 。
2.检验Cl-加入稀硝酸的目的:排除CO32-等离子的干扰。
总结
课堂练习
1.检验某溶液中是否含有Cl- ,正确的操作是 ( )
A.取样,滴加AgNO3 溶液,看是否有白色沉淀生成
B.取样,先加盐酸酸化,再加AgNO3 溶液,看是否有白色沉淀生成
C.取样,先加稀硝酸酸化,再加入AgNO3 溶液,看是否有白色沉
淀生成
D.取样,加少量AgNO3 溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,看白
色沉淀是否消失
C
课堂练习
2.如图所示是某学生在实验室中制取干燥、纯净的氯气及吸收
多余氯气的装置图。
请回答下列问题:
课堂练习
(1)这个装置图中有哪些错误 请分别指出:
① _____________________________________________,
② _____________________________________________,
③ _____________________________________________ ,
④ ___________________________________________________。
应该使用浓盐酸
圆底烧瓶下缺少酒精灯
盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
两个洗气瓶中导管的进气口长,应插入液面下,出气口短,应在液面上
课堂练习
(2)在改正后的装置中,洗气瓶中各溶液起什么作用
①饱和食盐水的作用是 _________________________。
②浓硫酸的作用是 _____________________________。
③氢氧化钠溶液的作用是______________________________。
(3)写出气体发生装置中反应的化学方
程式:________________________________,写出氯气通入氢氧
化钠溶液中反应的化学方程式:_____________________________。
吸收氯化氢气体
吸收水蒸气
吸收多余的氯气,防止污染空气
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
课堂练习
3.某同学利用如图所示的装置进行有关实验。其中气体A的主要成分是氯
气,还含有少量的空气和水蒸气。请回答下列问题：
(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有______作用。
(2)浓硫酸的作用是 _________________。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条____(填“褪”或“不褪”)色。
(4)在该实验中,装置存在缺陷,还应加盛有__________的装置。
漂白
除去H2O(干燥氯气)
不褪
NaOH溶液
课堂练习
4.某研究性学生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:
请回答下列问题:
课堂练习
(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一定量的浓盐酸混合加热,充分
反应后生成的氯气明显少于理论值。其主要的原因有:
①____________________________________________________;
②___________________。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
反应中随着HCl的消耗,盐酸浓度变稀,稀盐酸不能与MnO2 反应
加热时有部分HCl挥发
课堂练习
(3)L的作用是_______________________________ ;B的作用是
_________________________________________________ 。
(4)为了提高浓盐酸的利用率,你对该实验的建议是
______________________________________________ 。

恒压条件下确保浓盐酸顺利滴加
利用Cl2 在饱和食盐水中溶解度很小的性质来贮存Cl2
将浓盐酸慢慢滴下,同时加热时用小火慢慢加热等
谢谢观看
Thank you

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