资源简介 第3课时 氯气的实验室制法和氯离子的检验 学习目标 1.理解氯气的实验室制备原理和方法,并通过氯气的实验室制备方法,掌握气体制备的仪器选择和组装的一般原则。形成实验室制备气体的设计思维模型,培养证据推理与模型认知的核心素养。 2.通过对氯气制备过程和氯离子检验过程的分析,培养学生分析问题的能力、实验操作能力和用科学的研究方法解决问题的能力,培养科学探究与创新意识的核心素养。 3.通过对氯气的净化、尾气处理的学习,增强环保意识。 4.体会科学探究的艰辛历程,培养严谨求实的科学态度。 重点难点 氯气的实验室制法、氯离子的检验方法、气体的实验室制备模型、实验装置的创新设计。 课堂探究 主题 学习探究过程 提升素养 自主学习 1.氯元素的重要化合物有哪些?从氧化性和还原性角度对以上物质进行分类,并标出氯元素的化合价。 2.已知在某些特定环境下存在如下氧化性关系:①ClO->Cl2,②MnO4->MnO2>Cl2>Fe3+。下列反应不能发生的是( ) A.ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O B.2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O C.2Fe3++2Cl-2Fe2++Cl2↑ D.MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 【氧化还原规律】 氧化性:氧化剂 氧化产物;? 还原性:还原剂 还原产物。? 知识回顾 列举实验室制备O2、CO2的制备原理(化学方程式),并画出制备装置设计图。 【初建模型】实验室制备气体应该设置哪些装置?? ? 。? 一、氯气的 实验室制法 【资料卡片】在实验室里最常见、最经济的含氯化合物是盐酸和盐酸盐(如NaCl),制备氯气可以考虑从Cl-→Cl2的转化。 【明确目的,预测性质】 从氧化还原角度思考,要实现Cl-→Cl2的转化,需要加什么剂? 【分组设计实验】如何制备氯气? 提供药品:浓盐酸、稀盐酸、NaCl固体、NaCl溶液、二氧化锰等试剂(每组可设计一到两个实验,并填表。) 编号 还原剂 氧化剂 现象 1 2 3 4 【问题1-1】实验中除了要考虑Cl-的浓度,还要考虑哪些因素? 【得出结论】 【问题1-2】本实验最终采用的原理是什么?用化学方程式表示。 (1)[思考]除了以上制备氯气的方法,你还可以设计哪些制备氯气的方法?? 。? (2)如何改进实验室制备氯气的装置? 装置改进措施: ①气体发生装置的改进: 。? ②收集装置的改进:? 。? 续 表 主题 学习探究过程 提升素养 一、氯气的 实验室制法 【问题1-3】请根据反应原理,设计出实验室制备氯气的装置。 【问题1-4】反应产生的杂质有哪些?如何除去?多余的氯气是否需要进行处理?如何处理? ③尾气吸收装置的改进: ? 。? 二、氯离子 的检验 【提出假设】自来水中是否含有Cl-? 【明确方法】实验室如何检验Cl-? 请同学们根据课本【实验2-9】完成实验并填表。 物质 实验现象 解释或离子方程式 加AgNO3溶液后 加入稀硝酸后 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 白色沉淀 ,有 产生? 【方法总结】 (1)鉴定Cl-所用试剂为 。? (2)反应原理为 。? (3)鉴定方法:先在被检验液中加 酸化,再滴入 溶液,若产生 ,则可判断该溶液中含有 。? 【实验验证】 分别验证自来水和蒸馏水中是否含有Cl-。 物质 实验现象 加入稀硝酸后 加入AgNO3溶液后 自来水 蒸馏水 【得出结论】 一般用Cl2对自来水进行消毒,自来水中的Cl-如何生成的? 科学探究物质性质的基本程序有哪些?? 。? 评价反馈 【练习1】下列方法不适合在实验室制备氯气的是( ) A.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O B.2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O C.K2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O D.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 【练习2】实验室制取氯气时,下列操作顺序正确的是( ) ①连接装置,检查气密性 ②缓缓加热 ③加入MnO2粉末 ④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸 ⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气 A.①②③④⑤⑥ B.①③④②⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.③④②①⑥⑤ 提升“科学探究与模型认知”的核心素养 续 表 主题 学习探究过程 提升素养 评价反馈 【练习3】检验某未知溶液中是否含有氯离子,正确的操作是( ) A.向未知溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生 B.向未知溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,加入盐酸后,沉淀不消失 C.向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生 D.向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生 小结 学习了本节课,对今后解决实验室制备气体的问题可以得到如下启发: (1)根据反应原理设计实验装置; (2)考虑除杂问题; (3)根据气体性质确定收集方法; (4)根据气体性质确定是否进行尾气吸收。 核心素养专练 1.如图,从A处通入纯净的Cl2,打开B阀时,看不到C处的红色布条有明显现象;当关闭B阀后,C处的红布条逐渐褪色,则D瓶中装的是( ) A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.Na2SO3溶液 D.饱和NaCl溶液 2.下列常用干燥剂,不能干燥氯气的是( ) A.浓硫酸 B.五氧化二磷 C.碱石灰 D.氯化钙 3.已知Fe2+在溶液中显浅绿色,Fe3+在溶液中显棕黄色。在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变为棕黄色。为检验上述反应中的还原产物,下列实验步骤中合理的组合是( ) ①过滤,取滤液 ②加入硝酸酸化的AgNO3溶液,出现白色沉淀 ③取一支试管,加入上述反应后的少许溶液 ④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀 ⑤再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀 A.③⑤①② B.③② C.②③④⑤ D.③④①② 4.实验室制取氯气的装置如图所示: (1)用化学方程式表示制取氯气的反应原理: 。? (2)装置C的作用是 ,装置D的作用是 。? (3)检验E瓶集满氯气的方法是 。? (4)烧杯F中盛放的液体是 ,其作用是 。? 课后作业 1.了解课本P47“化学与职业”中对“水质检验员”的介绍,并上网查阅相关资料。 2.课下讨论:还有哪些方法能用于实验室制备氯气? 3.请在课后通过上网或者查阅资料找找氯元素都有哪些化合价,有哪些含氯物质,并试着对它们进行分类。 参考答案 课堂探究 [自主学习] 1.氯元素的重要化合物有氯化钠(NaCl)、氯化氢(HCl)、次氯酸(HClO)、次氯酸钠(NaClO)、氯酸钠(NaClO3)、高氯酸钠(NaClO4)等。 只有氧化性:高氯酸钠(NaCl +7O4) 只有还原性:氯化钠(NaCl -1)、氯化氢(HCl -1) 既有氧化性又有还原性:次氯酸(HCl +1O)、次氯酸钠(NaCl +1O)、氯酸钠(NaCl +5O3) 2.C [提升素养]强于 强于 [知识回顾] 制备氧气的化学方程式:2H2O22H2O+O2↑ 制备二氧化碳的化学方程式:CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O 装置如图: [提升素养]气体发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要) 一、氯气的实验室制法 [明确目的,预测性质]氧化剂 [分组设计实验] 编号 还原剂 氧化剂 现象 1 NaCl溶液 MnO2 不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象 2 稀盐酸 MnO2 不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象 3 NaCl固体 MnO2 不加热,无明显现象,加热后,也无明显现象 4 浓盐酸 MnO2 不加热,反应较慢,加热后,有黄绿色气体生成 [问题1-1]选择试剂的时候不仅要考虑Cl-的浓度,还要考虑H+的浓度。H+的浓度越大,Cl-的还原性越强,所以实验室制取Cl2采用浓盐酸与二氧化锰反应。为了加快反应,还采用了加热的条件。 [问题1-2]MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O [问题1-3] [问题1-4]产生的杂质有HCl、H2O。除去HCl可用饱和食盐水,除去H2O可用浓硫酸。多余的氯气会污染空气且有毒,需要进行尾气处理,采用氢氧化钠溶液进行吸收。 [提升素养] (1)还可以用KClO3(或K2Cr2O7或KMnO4)和浓盐酸反应制氯气,或电解饱和食盐水制氯气 (2)①改用恒压分液漏斗 ②排饱和食盐水法 ③多孔吸收装置(多孔球泡) 二、氯离子的检验 [明确方法] 物质 实验现象 解释或离子方程式 加AgNO3 溶液后 加入稀 硝酸后 稀盐酸 产生白 色沉淀 白色沉 淀不消失 Ag++Cl-AgCl↓ NaCl 溶液 产生白 色沉淀 白色沉 淀不消失 Ag++Cl-AgCl↓ Na2CO3 溶液 产生 白色沉淀 白色沉淀消失, 有气泡产生 2Ag++CO32-Ag2CO3↓, Ag2CO3+2H+2Ag++CO2↑+H2O [方法总结] (1)稀硝酸和AgNO3溶液 (2)Ag++Cl-AgCl↓ (3)鉴定方法:稀硝酸 AgNO3 白色沉淀 Cl- [实验验证] 物质 实验现象 加入稀硝酸后 加入AgNO3溶液后 自来水 无现象 产生白色沉淀 蒸馏水 无现象 不产生白色沉淀 [得出结论] 自来水一般用氯气进行消毒,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸电离产生氯离子。 [提升素养]预测性质、设计方案、实验验证、得出结论 [评价反馈] [练习1]D [练习2]B [练习3]C 核心素养专练 1.D 2.C 3.B 4.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)除去Cl2中的少量HCl气体 干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气) (3)将湿润的红色布条放到导管口,若布条褪色,则证明已收集满(或将湿润的淀粉KI试纸放到导管口,若试纸变蓝,则证明已收集满) (4)NaOH溶液 吸收过量的氯气,防止污染环境 展开更多...... 收起↑ 资源预览