1、第第 3 3 课时课时 氯气的实验室制法氯气的实验室制法 核心素养发展目标 回顾初中所学的二氧化碳的实验装置，结合实验室制取氯气所用的二 氧化锰和浓盐酸的性质，选择合适的实验装置制取氯气，培养科学探究与创新意识，提升实 验能力。 一、氯气的实验室制法 1反应原理 (1)化学方程式：MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O。 (2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的 Cl 生成 Cl 2，该反应中 MnO2为氧化剂，浓盐酸为还 原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。 2仪器装置 (1)气体发生装置类型：固液 气 (2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。 (3)除杂装置： 装置
2、C 的作用是除去 Cl2中少量的 HCl 气体。装置 D 的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水 蒸气)。 3收集方法 (1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小， 用此法可除去实验中挥发产生的 氯化氢气体)。 4验满方法 观察到 E 中充满黄绿色气体，则证明已集满。 5尾气处理 烧杯 F 中盛放的液体是 NaOH 溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 (1)实验室制取的 Cl2中混有 HCl 气体，可通过盛有碱石灰的干燥管除去( ) (2)MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取 Cl2( ) (3)在实验室制取 Cl2的试剂中，
3、HCl 只作还原剂( ) (4)Cl2尾气也可用饱和的澄清石灰水吸收处理( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 1制取 Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的 Cl 生成 Cl 2。 (1)若氧化剂 MnO2过量，待充分反应后，溶液中仍有 HCl 剩余，为什么？ 提示 随着反应的进行，浓盐酸浓度逐渐减小，小到一定浓度将不再与 MnO2反应。 (2)KMnO4是一种很强的氧化剂，常温下即可与浓盐酸反应生成 Cl2，请写出化学方程式，作 还原剂的 HCl 占参与反应的多少？ 提示 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，作还原剂的 HCl 占参与反应 的5 8。
4、 (3)“84”消毒液(主要成分为 NaClO)为什么不能与洁厕剂(通常含盐酸)同时使用？ 提示 因二者发生反应：NaClO2HCl=Cl2NaClH2O，产生的氯气是一种有强烈刺 激性气味的有毒气体。 2根据所学的 Cl2的性质，除了观察颜色外，你还有其他的验满方法吗？ 提示 (1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口， 观察到试纸立即变蓝， 则证明已集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则 证明已集满。 (1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如 MnO2、KMnO4等)将盐酸中的部分氯离子氧 化而得到氯气。 (2)制取的氯气有毒，
5、且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。 (3)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的含量少，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。 二、实验室制气体的制备思路 一、设计气体制备装置的基本思路 二、气体制备装置的连接顺序 三、各种装置的选择 1实验室制备气体的发生装置的选择 (1)选择依据 反应原理、反应物的状态、反应条件等。 (2)装置的基本类型 固体固体 气体。 固体液体 气体。 固体液体 气体。 2实验室制备气体的净化装置的选择 (1)净化原则 不减少被净化气体的量；不引入新杂质；
6、操作简便，易于分离。 (2)净化装置 装置(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。 装置(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。 3实验室制备气体的收集装置的选择 (1)选择依据 根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的 O2发生反应来确定气体的收集方法。 (2)方法选择 排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如 O2、H2等。 向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如 O2、CO2、Cl2等。 向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如 H2等。 4实验室制备气体的尾气处理装置的选择 (1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化
7、成无毒物质或吸收。 (2)方法选择：点燃法：如 CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。 吸收法：如 Cl2、SO2、HCl、H2S 等可用碱液吸收。 (2019 哈尔滨六中高一期末)实验室用浓盐酸和 MnO2制 Cl2， 并以干燥的 Cl2为原料进行实验， 装置如下图所示。 (1)装置 B、C 中应盛放的试剂名称分别为_、_；从 A 装置导出的气体若不经 过 B、 C 装置而直接进入 D 管， 将对实验产生的不良后果是_。 (2)实验时，先点燃 A 处的酒精灯，让 Cl2充满装置，再点燃 D 处酒精灯，写出 D 中反应的 化学方程式： _。 (3)F 装置所起的作用是_。
8、 (4)用石灰乳吸收氯气可制得漂粉精， 写出工业制漂粉精反应的化学方程式： _ _。 答案 (1)饱和食盐水 浓硫酸 氯化氢和水蒸气随 Cl2进入 D 中能和铁反应生成 H2，H2和 Cl2混合受热会发生爆炸 (2)2Fe3Cl2= 2FeCl3 (3)吸收多余的 Cl2，防止污染环境，防止空气中的水蒸气进入 D 中 (4)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O 解析 (1)浓盐酸具有挥发性，Cl2中含有 HCl、H2O(g)，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的 洗气瓶除去 HCl、H2O(g)，得到干燥的 Cl2。HCl、H2O(g)都能与铁反应生成 H2，H2和 Cl2
9、混 合在加热时会发生爆炸。 (2)Fe 与 Cl2在加热条件下反应生成 FeCl3，化学方程式为 2Fe3Cl2= 2FeCl3。 (3)Cl2有毒，污染环境，所以不能直接排放到空气中，碱石灰的成分是 CaO 和 NaOH，Cl2能 和 CaO、 NaOH 反应， 所以可用碱石灰处理尾气； 空气中有水蒸气， 碱石灰还能吸收水蒸气， 防止空气中的水蒸气进入 D 中，可作干燥剂。 (4)Cl2和 Ca(OH)2反应生成 CaCl2、Ca(ClO)2和 H2O，化学方程式为 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2 Ca(ClO)22H2O。 1下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( ) A该反应是一个
10、氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂 BHCl 表现还原性和酸性 C该反应的离子方程式为 MnO24H 4Cl= MnCl22H2OCl2 D该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的 答案 C 解析 由 MnO24HCl(浓)= MnCl22H2OCl2可知，二氧化锰是氧化剂，HCl 中氯元 素部分化合价升高，HCl 既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离 子方程式中应写成离子符号。 【考点】 氯气的实验室制法 【题点】 氯气的实验室制法的原理分析 2(2019 湖北荆州中学高一月考)某化学小组用图示装置制取氯气，下列说法不正确的是 ( ) A该装置图中至少存在两处明显错误 B为了防
11、止氯气污染空气，必须进行尾气处理 C在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸，可以证明是否有氯气逸出 D该实验中收集氯气的方法不正确 答案 D 解析 MnO2与浓盐酸在加热的条件下反应， 图中缺少加热装置， 实验时一般不用长颈漏斗， 氯气有毒，气体不能直接排放到空气中，应有尾气吸收装置，A、B 正确；氯气具有强氧化 性，可与碘化钾反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，C 正确；氯气的密度比空气大，可以用 向上排空气法收集，装置中的收集方法正确，D 错误。 3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中可用分液漏斗代替长颈漏斗 B中缺少加热装置 C中
12、盛放的 NaOH 溶液可以净化氯气 D中盛放的 NaOH 溶液可以吸收尾气 答案 C 解析 可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A 正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B 正确；中可 以用饱和食盐水净化氯气，C 错误；中氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污 染空气，D 正确。 4 (2019 甘肃省静宁一中期末)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气时， 有14.6 g氯化氢被氧化， 所得 Cl2全部用石灰乳吸收，可制得漂白粉的质量是( ) A14.3 g B25.4 g C28.6 g D50.8 g 答案 B 解析 发生反
13、应为 MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O、2Cl22Ca(OH)2=CaCl2 Ca(ClO)22H2O，可得关系式：4HCl(被氧化)2Cl2CaCl2Ca(ClO)2， 设生成漂白粉的质量为 m，则： 4HCl(被氧化)CaCl2Ca(ClO)2 436.5 g 254 g 146 g m(漂白粉) 所以 m(漂白粉)14.6254 436.5 g25.4 g。 5 (2020 山东济宁高一期末)某小组使用下图装置制取并收集干燥、 纯净的氯气， 请回答问题： (1)A 装置中仪器 a 的名称是_，KMnO4的作用是_。 (2)C装置盛放的试剂是_， 其作用是_ _。 (3)写出 D 装置中反应的离子方程式： _。 答案 (1)分液漏斗 作氧化剂 (2)浓硫酸 干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气) (3)Cl2 2OH =ClClOH 2O 解析 (1)a 为分液漏斗； 在反应过程中， Cl 元素化合价升高， 因此 KMnO4的作用是作氧化剂。 (2)由上述分析可知，B 中试剂为饱和食盐水，目的是除去氯气中的氯化氢气体，装置 C 的作 用是干燥气体(或除去氯气中的水蒸气)，因此 C 中所装试剂为浓硫酸。 (3)氯气与 NaOH 溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其离子方程式为：Cl22OH =Cl ClO H 2O。