高中化学 新人教版必修1第2章第2节氯及其化合物第2课时学案.docx
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高中化学新人教版必修1第2章第2节氯及其化合物第2课时学案
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
新课程标准
学业质量目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合氯气的制备认识物质及其转化在促进文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
合格性
考试
1.通过学习氯气的制备方法,体现实验探究和创新精神。
(科学探究与创新意识——水平2)
2.通过氯及其化合物知识的学习,建立含氯的物质间的转化关系。
(证据推理与模型认知——水平2)
等级性
考试
1.了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
(科学态度与社会责任——水平3)
2.通过含氯物质性质和用途的学习,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。
(科学态度与社会责任——水平4)
必备知识·自主学习答案P163
一、氯气的实验室制法
1.反应原理:
实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2,反应的化学方程式为 ,
离子方程式为 。
2.实验装置
烧杯中NaOH溶液的作用是 。
(1)浓盐酸与足量的MnO2反应时,HCl能完全反应吗?
为什么?
(2)二氧化锰与浓盐酸制备氯气的反应中,浓盐酸体现了什么性质?
二、氯离子的检验
1.实验探究
实验现象
离子方程式
加入AgNO3
溶液
加入稀
硝酸
稀盐酸
Ag++Cl-
AgCl↓
NaCl
溶液
Na2CO3
溶液
、
2.氯离子的检验方法
(1)操作方法:
取适量待测液于试管中先加 , 再加 。
(2)现象:
产生 ,加稀硝酸时,沉淀 。
(3)原理:
。
(4)加入稀硝酸的目的:
排除 等离子的干扰。
(1)若在某无色溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有Cl-吗?
(2)若被检验的溶液中既有Cl-也含有S,应如何检验是否含有Cl-?
(3)(情境思考)家中有一碗水,姐姐说是蒸馏水,弟弟说是盐水,想一想如何证明这碗水是否含有NaCl?
关键能力·合作学习答案解析P163
知识点 氯气的实验室制法
1.反应原理
化学方程式:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++2H2O+Cl2↑。
也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰,可以不用加热。
如2KMnO4+16HCl(浓)
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
2.实验装置
(1)发生装置(Ⅰ部分)。
①特点:
固体+液体
气体。
②仪器:
铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂:
A中盛放浓盐酸,B中盛放二氧化锰。
(2)净化装置(Ⅱ部分)。
组成
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和氯化钠溶液
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ部分)。
收集方法:
向上排空气法。
(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)。
①导气管出口要在液面以下;
②F中盛放的试剂:
一般用氢氧化钠溶液,作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
(5)验满的方法:
操作
现象
结论
观察法
观察到集气瓶内充满了黄绿色气体
证明已经收集满气体
把湿润的淀粉KI试纸靠近集气瓶口
试纸变蓝
把湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶口
试纸先变红后又褪色
方法导引
设计气体制备装置的基本思路
(1)实验室制备氯气的装置中,盛放饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶能否颠倒位置?
为什么?
(2)加热条件下,将含有36.5gHCl的浓溶液与足量二氧化锰反应制备氯气,发现生成氯气的质量少于理论值,这是为什么呢(操作和收集都规范正确)?
(3)某同学认为可以用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液进行尾气处理,同时还可以制得漂白粉,你认为该同学的想法是否合理?
【典例】某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质,他们设计了如图所示的实验装置:
(已知:
2KI+Cl2
I2+2KCl,淀粉溶液遇I2变蓝色)
请回答下列问题:
(1)整套实验装置的连接顺序是f接( ),( )接( ),( )接( )(填各接口处的字母代号)。
(2)E装置中制取氯气的化学方程式是 。
(3)B装置的作用是 ;A装置中试剂X是 。
(4)C装置中可观察到的现象是 ,
D装置中可观察到的现象是 。
【思维建模】解答有关气体制备题目的思维流程如下:
【母题追问】
(1)如何检查装置E的气密性?
(2)装置D的作用是什么?
从安全角度考虑,该装置应如何改进?
(1)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。
(2)制取的氯气有毒,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。
通过下列装置制备氯气,并验证氯气的性质。
(1)写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子反应方程式:
。
(2)注射器内水的作用是 。
(3)实验结束后,通过U形管左侧的导气管通入CO2气体,作用是 。
(4)可以验证氯气具有氧化性的现象是 。
三言两语话重点
1.明确实验室制备氯气的方法:
原理:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
净化:
用饱和食盐水除HCl,浓硫酸除水蒸气。
收集:
向上排空气法、排饱和食盐水法。
尾气处理:
Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O。
2.记住Cl-的检验:
在被检测的溶液中加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则可判断溶液中含Cl-。
课堂检测·素养达标答案解析P164
1.在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气,制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗,下列有关理由叙述错误的是( )
A.防止氯气扩散到空气中造成污染
B.便于控制加入盐酸的量
C.长颈漏斗便于添加液体
D.尽量避免氯化氢挥发到空气中
2.除杂时常利用物质间的性质差异达到目的。
欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用( )
A.NaOH溶液B.饱和食盐水
C.浓硫酸D.石灰水
3.自来水是用Cl2杀菌消毒的,不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售,为辨真伪,可用下列哪一种试剂鉴别( )
A.酚酞溶液 B.FeCl3溶液
C.AgNO3溶液D.NaOH溶液
4.实验室制取氯气后,产生的尾气选用下列哪种方法处理最好( )
5.(2020·曲靖高一检测)四种黑色粉末氧化铜、氧化亚铁、二氧化锰、石墨粉,只需加入一种试剂即可将它们区别开来(可以加热),这种试剂是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸
C.浓盐酸 D.蒸馏水
6.(2020·天津高一检测)18世纪70年代,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,发现了氯气的制备方法,至今还是实验室制备氯气的主要方法。
下列关于实验室制氯气的说法中正确的是( )
A.浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B.将87gMnO2和足量浓盐酸反应,与将含有146gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C.为防止氯气污染环境,必须进行尾气处理,可选用澄清石灰水
D.收集氯气时,可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
素养新思维
7.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。
进行此实验,所用仪器如图所示。
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):
接 ; 接 ; 接 ; 接 。
(2)装置中,饱和食盐水的作用是 ;
NaOH溶液的作用是 。
(3)化学实验中常用湿润的KI-淀粉试纸检验是否有Cl2产生。
如果有Cl2产生,可观察到 ,反应的化学方程式为 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①气体发生装置中进行的反应:
。
②NaOH溶液中发生的反应:
。
一、1.MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
2.吸收多余的Cl2、以防污染环境
【自主探索】
(1)提示:
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。
(2)提示:
体现了浓盐酸的还原性和酸性。
二、1.产生白色沉淀 沉淀不溶解 产生白色沉淀 沉淀不溶解
Ag++Cl-
AgCl↓ 产生白色沉淀
沉淀溶解,放出无色气体
2Ag++C
Ag2CO3↓
Ag2CO3+2H+
2Ag++CO2↑+H2O
2.
(1)AgNO3溶液 稀硝酸
(2)白色沉淀 不溶解
(3)Ag++Cl-
AgCl↓ (4)C
【自主探索】
(1)提示:
不一定。
因为Ag+也可与C等反应生成白色的Ag2CO3沉淀。
(2)提示:
因为Ag2SO4微溶于水,S的存在会干扰Cl-的检验,故先加足量Ba(NO3)2溶液除去溶液中的S,然后再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,看是否产生白色沉淀,检验Cl-的存在。
(3)提示:
利用焰色试验为黄色证明Na+的存在;加入硝酸酸化的硝酸银溶液,生成白色沉淀,证明Cl-的存在。
知识点
【合作探究】
(1)提示:
不能。
若颠倒位置浓硫酸将水蒸气吸收后,气体通过饱和食盐水时又会混入水蒸气。
(2)提示:
随着反应的进行,盐酸浓度降低,而稀盐酸与MnO2不反应,所以生成氯气的质量少于理论值。
(3)提示:
不合理。
澄清石灰水的浓度很小,不能确保氯气被完全吸收,制备漂白粉应该利用氯气与石灰乳反应。
【典例示范】
【典例】【解析】
(1)制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)杂质,先通过饱和食盐水、浓硫酸除去杂质,再利用向上排空气法收集,最后通过淀粉碘化钾溶液探究其性质。
因此实验装置连接顺序为fabedc。
(2)E为MnO2氧化浓盐酸制取Cl2的装置,化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)B装置中盛装浓硫酸,作用是吸收H2O(g),干燥Cl2;A装置中试剂X是饱和食盐水,作用是除去HCl。
(4)C装置中氯气置换出单质碘,因此溶液变为蓝色。
答案:
(1)a b e d c
(2)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)干燥Cl2 饱和食盐水
(4)溶液变蓝色 溶液红色逐渐褪去
【母题追问】
(1)提示:
在装置E的f处连接橡胶管,夹上止水夹,打开分液漏斗的活塞向烧瓶中加水,一段时间后水不再滴落,则说明装置E气密性良好。
(2)提示:
装置D的作用是吸收多余的Cl2。
为了防止发生倒吸,装置D可按下图改进:
【素养训练】
提示:
(1)2Mn+16H++10Cl-
2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)湿润试纸和红纸
(3)赶尽装置内的氯气,让NaOH溶液完全吸收 (4)淀粉碘化钾试纸变蓝
1.C 2.B 3.C 4.D 5.C
6.D 软锰矿与浓盐酸混合加热,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,在该反应中,浓盐酸中的一部分Cl由-1价变为Cl2中的0价,失去电子,表现还原性,一部分化合价没有变化,与Mn2+结合形成盐,所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用,A错误;由于有足量浓盐酸反应,所以根据方程式可知87gMnO2会完全反应,产生71gCl2;146gHCl与足量MnO2反应,随着反应的进行,盐酸浓度降低,当为稀盐酸时反应停止,所以生成氯气的质量小于71g,故两种情况反应产生Cl2的质量不等,B错误;Cl2是大气污染物,在尾气排放前要进行处理,可根据Cl2能够与碱反应的性质,用溶解度大的NaOH溶液进行吸收,由于Ca(OH)2微溶于水,因此一般不使用澄清石灰水吸收,C错误;氯气具有强的氧化性,会发生反应:
Cl2+2KI
2KCl+I2,I2使淀粉溶液变为蓝色,因此可用湿润的淀粉KI试纸进行验满,D正确。
7.【解析】
(1)制备干燥纯净的氯气应按照气流方向连接各部分装置:
制气装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。
(3)Cl2氧化KI生成碘,碘单质遇淀粉变蓝,故观察到的现象为试纸变蓝,反应方程式为2KI+Cl2
2KCl+I2。
答案:
(1)E C D A B H G F
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝 2KI+Cl2
2KCl+I2
(4)①MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2NaOH+Cl2
NaCl+NaClO+H2O
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- 高中化学 新人教版必修1第2章第2节氯及其化合物第2课时学案 新人 必修 及其 化合物 课时