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1、
第二課時(shí) 氯氣的制法 氯離子的檢驗(yàn)
[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的原理和實(shí)驗(yàn)裝置。2.掌握Cl-的檢驗(yàn)方法。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)
氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.藥品:二氧化錳和濃鹽酸。
2.原理:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(化學(xué)方程式)
離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
3.裝置
(1)發(fā)生裝置(Ⅰ部分)
①特點(diǎn):固體+液體氣體。
②儀器:鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗等。
③試劑:A中盛放濃鹽酸,B中盛放二氧化錳。
(2)凈化裝置(Ⅱ部分)
(3)收集裝置(Ⅲ部分)
2、
①收集方法:向上排空氣法。
②驗(yàn)滿方法:濕潤的藍(lán)色石蕊試紙或濕潤的淀粉-KI試紙放在集氣瓶口。
(4)尾氣處理裝置(Ⅳ部分)
①導(dǎo)氣管要伸入液面以下。
②F中盛放的試劑:氫氧化鈉溶液(或其他堿液),作用是吸收過量的氯氣,防止污染環(huán)境。
氯離子的檢驗(yàn)
1.氯離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)探究
在3支試管中分別加入2~3 mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入幾滴AgNO3溶液,觀察現(xiàn)象。然后再分別加入少量稀硝酸,觀察現(xiàn)象。
2.氯離子檢驗(yàn)的一般步驟
某溶液無現(xiàn)象白色沉淀,則證明原溶液中含Cl-。
1.實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí),MnO2起了什么作用?還能用什么物質(zhì)代
3、替MnO2來制Cl2?
提示:氧化劑作用,還可用氧化性比MnO2強(qiáng)的物質(zhì)如KMnO4、KClO3、漂白粉等代替MnO2來與鹽酸反應(yīng)制Cl2。
2.用濃鹽酸和MnO2加熱制得的Cl2中含有什么雜質(zhì)?
提示:濃鹽酸中含HCl和H2O,HCl、H2O易揮發(fā),故制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)等雜質(zhì)。
3.Cl-檢驗(yàn)時(shí),為什么要加稀硝酸?中學(xué)階段所學(xué)的不溶于稀硝酸的白色沉淀有哪些?
提示:稀硝酸能排除CO等離子的干擾。中學(xué)階段??嫉牟蝗苡谙∠跛岬陌咨恋碛蠥gCl和BaSO4。
課堂互動探究
知識點(diǎn)一 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)氣體制備裝置一般包括氣體發(fā)生裝置、凈化裝置、收
4、集裝置和污染氣體的尾氣處理裝置四部分。
(2)反應(yīng)物中的鹽酸一定要用濃鹽酸,濃鹽酸一旦變成稀鹽酸,反應(yīng)將不再進(jìn)行。
(3)氧化劑MnO2也可用其他氧化劑代替,如KMnO4、KClO3等,如把濃鹽酸滴到KMnO4固體上即發(fā)生反應(yīng)2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(4)加熱前要先打開分液漏斗把部分濃鹽酸放下后再加熱,不要先加熱后放酸,以免炸裂圓底燒瓶;分液漏斗的作用是通過控制濃鹽酸的流速和量來控制Cl2的生成速率和生成量。
(5)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并吸收
5、殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。
1 某化學(xué)小組用下圖所示裝置制取氯氣,下列說法不正確的是( )
A.該裝置圖中至少存在兩處明顯錯(cuò)誤
B.該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確
C.為了防止氯氣污染空氣,必須進(jìn)行尾氣處理
D.在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出
[批注點(diǎn)撥]
[解析] 應(yīng)用酒精燈加熱、尾氣應(yīng)處理,A、C正確;向上排空氣法收集Cl2是正確的,B錯(cuò)誤;在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出,若逸出則變藍(lán),反之則不變色,D正確。
[答案] B
[練1] 實(shí)驗(yàn)室制氯氣時(shí)有如下操作,操作順序正確
6、的是( )
①連接好裝置,檢查氣密性 ②緩緩加熱?、墼跓恐屑尤肷倭康腗nO2,向分液漏斗中加入濃鹽酸 ④通過分液漏斗慢慢向燒瓶中注入濃鹽酸?、輰⒍嘤嗦葰庥脻釴aOH溶液吸收 ⑥當(dāng)有連續(xù)氣泡出現(xiàn)時(shí),開始用向上排空氣法收集氯氣
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
答案 D
解析 實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的實(shí)驗(yàn)步驟為:先連接好裝置,檢查裝置的氣密性,加試劑(先固體后液體),緩緩加熱,收集氣體,尾氣處理。
[練2] 某實(shí)驗(yàn)室的尾氣中含有較多的氯氣,有毒,要吸收這些尾氣,下列試劑最適合的是( )
A.飽和的石灰水 B.飽和的食鹽水
C.自來水 D.燒堿溶液
7、
答案 D
解析 雖然氯氣能與飽和石灰水反應(yīng),但相同條件下,氫氧化鈉的溶解度遠(yuǎn)大于氫氧化鈣的溶解度,吸收效果燒堿溶液更好,A錯(cuò)誤,D正確;氯氣在飽和食鹽水、自來水中的溶解度很小,不適合用來作吸收劑,B、C錯(cuò)誤。
方法規(guī)律 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要緩緩加熱,減少氯化氫的揮發(fā)。
(2)Cl2的密度大于空氣,集氣瓶中的導(dǎo)氣管要做到長管進(jìn)短管出。
(3)收集Cl2也可用排飽和食鹽水的方法,此時(shí)應(yīng)短管進(jìn),長管出。
(4)不能用澄清石灰水或飽和石灰水來吸收Cl2,原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小,不能將Cl2吸收完全。
知識點(diǎn)二 Cl-的檢驗(yàn)
(1)用稀硝酸酸化,主要是排除的干擾。
8、(2)不能用稀鹽酸酸化,因?yàn)辂}酸會引入Cl-。
(3)Cl-的檢驗(yàn)步驟也可表述為在待測液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明溶液中含有Cl-。
2 下列檢驗(yàn)Cl-的方法正確的是( )
A.在某溶液中滴加AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀說明該溶液中有Cl-
B.在某溶液中先滴加鹽酸,再滴加AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,說明溶液中有Cl-
C.在某溶液中先滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再滴加鹽酸,沉淀不消失,說明溶液中有Cl-
D.在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,說明溶液中有Cl-
9、
[批注點(diǎn)撥]
[解析] A、C項(xiàng)中若溶液中有CO也會有此現(xiàn)象;B項(xiàng)中由于加入了Cl-,故無法判斷出原溶液是否含Cl-。
[答案] D
[練3] 檢驗(yàn)Cl-所用的試劑為AgNO3溶液和稀硝酸,稀硝酸的作用是( )
A.防止CO等離子的干擾
B.防止Cl-的干擾
C.生成AgNO3沉淀
D.防止NO的干擾
答案 A
解析 Ag2CO3也是不溶于水的白色沉淀,加入稀HNO3的目的是防止CO的干擾。
[練4] 自來水廠常用氯氣對生活用水進(jìn)行殺菌消毒。市場上有些不法商販為牟取暴利,用這樣的自來水冒充純凈水(離子的濃度非常低)出售,給人們的生活造成了一定的不良影響。在下列化
10、學(xué)試劑中,可以用于鑒別這種自來水和純凈水的是( )
A.酚酞試液 B.氯化鋇溶液
C.氫氧化鈉溶液 D.硝酸銀溶液
答案 D
解析 Cl2消毒過的自來水中含有HCl和HClO,用AgNO3溶液即可鑒別,產(chǎn)生白色沉淀的是自來水,不產(chǎn)生沉淀的是純凈水。
本課歸納總結(jié)
1.實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的反應(yīng)原理:
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2.氯氣制備的流程:
???
3.Cl-的檢驗(yàn):先在被檢液中加稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,如產(chǎn)生白色沉淀,則可判斷溶液中含有Cl-。
學(xué)習(xí)效果檢測
1.在實(shí)驗(yàn)室中制取純凈
11、、干燥的氯氣,常使生成的氯氣通過兩個(gè)洗氣瓶,第一個(gè)洗氣瓶中盛有( )
A.濃硫酸 B.燒堿溶液
C.飽和食鹽水 D.石灰水
答案 C
解析 實(shí)驗(yàn)室制出的氯氣中?;煊猩倭縃Cl氣體和水蒸氣,只有先通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去HCl氣體后,再除去水蒸氣。如順序顛倒,則干燥后的氯氣通過食鹽水時(shí)又會帶出水蒸氣,最終不能得到干燥的氯氣。
2.下列離子方程式錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)室制Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.在NaCl溶液中滴入AgNO3試液:Ag++Cl-===AgCl↓
C.Cl2溶于水:Cl2+H2O===2H++Cl-+Cl
12、O-
D.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
答案 C
解析 本題中HClO是弱酸應(yīng)寫成分子形式。
3.在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2。下列收集Cl2的裝置正確的是( )
答案 C
解析 A中裝置沒有出氣導(dǎo)管,不能用于收集氣體;B中裝置用于收集密度比空氣小的氣體;C中裝置可以收集密度比空氣大的氣體,且C中具有尾氣吸收裝置;D中裝置可用于吸收氯氣,不能用于收集氯氣。
4.能證明某溶液中含有NaCl的是( )
A.焰色反應(yīng)是黃色
B.溶液有咸味
C.取少量溶液于試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀
D.焰色
13、反應(yīng)是黃色,同時(shí)又能與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀
答案 D
解析 該溶液焰色反應(yīng)是黃色,說明存在Na+;與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀,說明存在Cl-;同時(shí)滿足上述兩方面即可說明溶液中含有NaCl。
5.在實(shí)驗(yàn)室中用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取純凈干燥的氯氣時(shí),用濃硫酸干燥氯氣,用飽和食鹽水吸收Cl2中的氯化氫氣體。Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小。用氫氧化鈉溶液吸收多余的Cl2,以防止污染空氣。下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖:
上述裝置中有哪些錯(cuò)誤?請分別指出。(有幾處填幾處)
(1)____________________;
(2)_______________
14、_____;
(3)____________________;
(4)____________________。
答案 (1)燒瓶下面缺石棉網(wǎng)
(2)鐵圈下面沒有酒精燈
(3)盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了
(4)盛濃H2SO4的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶導(dǎo)管短進(jìn)長出了
解析 本題屬識圖題,要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,對全套?shí)驗(yàn)裝置中錯(cuò)誤之處作出判斷,學(xué)生必須對實(shí)驗(yàn)原理和過程非常的熟悉。首先明確目標(biāo),要得到干燥純凈的氯氣,因?yàn)榉磻?yīng)中產(chǎn)生的氣體含有揮發(fā)出來的氯化氫氣體和水蒸氣,這是要除掉的雜質(zhì)。一般情況下,是先除去其他的氣體,最后再除去水蒸氣,因?yàn)樵诔テ渌s質(zhì)的時(shí)候,有可能還會產(chǎn)生水蒸氣。