高中化学新教材《氯气的制法 氯离子的检验》导学案+课后练习题.docx

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高中化学新教材《氯气的制法氯离子的检验》导学案+课后练习题

第二课时　氯气的制法　氯离子的检验

[明确学习目标]　1.掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置。

2.掌握Cl－的检验方法。

学生自主学习

氯气的实验室制法

1．药品：

二氧化锰和浓盐酸。

2．原理：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

（化学方程式）

离子方程式为

MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

3．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）

（3）收集装置（Ⅲ部分）

①收集方法：

向上排空气法。

②验满方法：

湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。

（4）尾气处理装置（Ⅳ部分）

①导气管要伸入液面以下。

②F中盛放的试剂：

氢氧化钠溶液（或其他碱液），作用是

吸收过量的氯气，防止污染环境。

氯离子的检验

1．氯离子检验的实验探究

在3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。

然后再分别加入少量稀硝酸，观察现象。

2．氯离子检验的一般步骤

某溶液

无现象

白色沉淀，则证明原溶液中含Cl－。

1．实验室制Cl2时，MnO2起了什么作用？

还能用什么物质代替MnO2来制Cl2?

提示：

氧化剂作用，还可用氧化性比MnO2强的物质如KMnO4、KClO3、漂白粉等代替MnO2来与盐酸反应制Cl2。

2．用浓盐酸和MnO2加热制得的Cl2中含有什么杂质？

提示：

浓盐酸中含HCl和H2O，HCl、H2O易挥发，故制得的Cl2中含有HCl、H2O（g）等杂质。

3．Cl－检验时，为什么要加稀硝酸？

中学阶段所学的不溶于稀硝酸的白色沉淀有哪些？

提示：

稀硝酸能排除CO

等离子的干扰。

中学阶段常考的不溶于稀硝酸的白色沉淀有AgCl和BaSO4。

课堂互动探究

知识点一　氯气的实验室制法

（1）气体制备装置一般包括气体发生装置、净化装置、收集装置和污染气体的尾气处理装置四部分。

（2）反应物中的盐酸一定要用浓盐酸，浓盐酸一旦变成稀盐酸，反应将不再进行。

（3）氧化剂MnO2也可用其他氧化剂代替，如KMnO4、KClO3等，如把浓盐酸滴到KMnO4固体上即发生反应2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。

（4）加热前要先打开分液漏斗把部分浓盐酸放下后再加热，不要先加热后放酸，以免炸裂圆底烧瓶；分液漏斗的作用是通过控制浓盐酸的流速和量来控制Cl2的生成速率和生成量。

（5）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。

（6）实验结束后，先使反应停止并吸收残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

1　某化学小组用下图所示装置制取氯气，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．该实验中收集氯气的方法不正确

C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理

D．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

[批注点拨]

[解析]　应用酒精灯加热、尾气应处理，A、C正确；向上排空气法收集Cl2是正确的，B错误；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，若逸出则变蓝，反之则不变色，D正确。

[答案]　B

[练1]　实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（　　）

①连接好装置，检查气密性　②缓缓加热　③在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸　④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸　⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收　⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气

A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤

C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤

答案　D

解析　实验室制取氯气的实验步骤为：

先连接好装置，检查装置的气密性，加试剂（先固体后液体），缓缓加热，收集气体，尾气处理。

[练2]　某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是（　　）

A．饱和的石灰水B．饱和的食盐水

C．自来水D．烧碱溶液

答案　D

解析　虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度远大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A错误，D正确；氯气在饱和食盐水、自来水中的溶解度很小，不适合用来作吸收剂，B、C错误。

方法规律　

（1）实验时要缓缓加热，减少氯化氢的挥发。

（2）Cl2的密度大于空气，集气瓶中的导气管要做到长管进短管出。

（3）收集Cl2也可用排饱和食盐水的方法，此时应短管进，长管出。

（4）不能用澄清石灰水或饱和石灰水来吸收Cl2，原因是Ca（OH）2在水中的溶解度很小，不能将Cl2吸收完全。

知识点二　Cl－的检验

（1）用稀硝酸酸化，主要是排除

的干扰。

（2）不能用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。

（3）Cl－的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有Cl－。

2　下列检验Cl－的方法正确的是（　　）

A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－

B．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－

C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－

D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－

[批注点拨]

[解析]　A、C项中若溶液中有CO

也会有此现象；B项中由于加入了Cl－，故无法判断出原溶液是否含Cl－。

[答案]　D

[练3]　检验Cl－所用的试剂为AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是（　　）

A．防止CO

等离子的干扰

B．防止Cl－的干扰

C．生成AgNO3沉淀

D．防止NO

的干扰

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

的干扰。

[练4]　自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。

市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水（离子的浓度非常低）出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。

在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是（　　）

A．酚酞试液B．氯化钡溶液

C．氢氧化钠溶液D．硝酸银溶液

答案　D

解析　Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。

本课归纳总结

　　　　1.实验室制备Cl2的反应原理：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

2．氯气制备的流程：

⇨

⇨

⇨

3．Cl－的检验：

先在被检液中加稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断溶液中含有Cl－。

学习效果检测

1．在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有（　　）

A．浓硫酸B．烧碱溶液

C．饱和食盐水D．石灰水

答案　C

解析　实验室制出的氯气中常混有少量HCl气体和水蒸气，只有先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体后，再除去水蒸气。

如顺序颠倒，则干燥后的氯气通过食盐水时又会带出水蒸气，最终不能得到干燥的氯气。

2．下列离子方程式错误的是（　　）

A．实验室制Cl2：

MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

B．在NaCl溶液中滴入AgNO3试液：

Ag＋＋Cl－===AgCl↓

C．Cl2溶于水：

Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－

D．用NaOH溶液吸收Cl2：

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

答案　C

解析　本题中HClO是弱酸应写成分子形式。

3．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2。

下列收集Cl2的装置正确的是（　　）

答案　C

解析　A中装置没有出气导管，不能用于收集气体；B中装置用于收集密度比空气小的气体；C中装置可以收集密度比空气大的气体，且C中具有尾气吸收装置；D中装置可用于吸收氯气，不能用于收集氯气。

4．能证明某溶液中含有NaCl的是（　　）

A．焰色反应是黄色

B．溶液有咸味

C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀

D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀

答案　D

解析　该溶液焰色反应是黄色，说明存在Na＋；与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀，说明存在Cl－；同时满足上述两方面即可说明溶液中含有NaCl。

5．在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制取纯净干燥的氯气时，用浓硫酸干燥氯气，用饱和食盐水吸收Cl2中的氯化氢气体。

Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小。

用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2，以防止污染空气。

下图是某学生设计的实验装置图：

上述装置中有哪些错误？

请分别指出。

（有几处填几处）

（1）____________________；

（2）____________________；

（3）____________________；

（4）____________________。

答案　

（1）烧瓶下面缺石棉网

（2）铁圈下面没有酒精灯

（3）盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了

（4）盛浓H2SO4的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶导管短进长出了

解析　本题属识图题，要求学生根据实验目的，对全套实验装置中错误之处作出判断，学生必须对实验原理和过程非常的熟悉。

首先明确目标，要得到干燥纯净的氯气，因为反应中产生的气体含有挥发出来的氯化氢气体和水蒸气，这是要除掉的杂质。

一般情况下，是先除去其他的气体，最后再除去水蒸气，因为在除去其他杂质的时候，有可能还会产生水蒸气。

课时作业

A篇·知识对点训练

知识点

1　　　氯气的实验室制法

1．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是（　　）

A．MnO2与浓盐酸共热

B．缓慢加热反应

C．用向下排空气法收集Cl2

D．多余氯气常用较浓的碱液吸收

答案　C

解析　Cl2的密度大于空气的密度，应选用向上排空气法收集Cl2。

2.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是（　　）

A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质

B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用

C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl

D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集

答案　D

解析　Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D正确。

3．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并检验它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中错误的是（　　）

A．①和②处B．②处

C．②和③处D．②③④处

答案　D

解析　实验设计的目的是制备纯净、干燥的Cl2，并检验它的性质。

②中的NaOH溶液能与Cl2反应而使Cl2被吸收掉；③不能使Cl2流通，应左长右短；④试管封闭，不能使Cl2进入，易造成危险，还缺少加热装置（酒精灯）。

4．实验室制备氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。

下列关于实验室制氯气的说法中错误的是（　　）

A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2

B．每生成1个Cl2，转移2个电子

C．每消耗87gMnO2，起还原作用的HCl为146g

D．生成的氯气中含有水蒸气和HCl

答案　C

解析　在MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑中，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂，每生成1个Cl2转移2个电子；但在参加反应的146gHCl中，只有73g被氧化，即起还原作用的HCl为73g；由于浓盐酸易挥发且反应加热，因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl气体。

5．氯气是一种重要的化工原料。

（1）实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的离子方程式是________________________________________。

（2）某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。

①在该实验中，制取氯气的装置是________（填字母）。

②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是_____________。

③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是________。

④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是___________________。

答案　

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）①c　②除去氯气中的氯化氢　③浓硫酸　④在E装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶（合理即可）

解析　实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的反应原理是MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。

因为氯化氢易挥发，制取的氯气中含有杂质氯化氢和水蒸气，所以要得到干燥纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液，除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气，最后为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气。

知识点

2　　　氯离子的检验

6．下列说法正确的是（　　）

A．Cl－和Cl2都有毒

B．将AgNO3溶液滴入甲溶液中，若出现白色沉淀，则说明甲溶液中含有Cl－

C．将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或将Cl2通入AgNO3溶液中均会出现白色沉淀

D．含Cl－的溶液和氯水一样均呈黄绿色

答案　C

解析　Cl－无毒，而Cl2有毒，A错误；若甲溶液有CO

，加AgNO3溶液也会生成白色沉淀，B错误；NaCl溶液或氯水中均有Cl－，都可与AgNO3生成AgCl白色沉淀，C正确；Cl－在溶液中无色，D错误。

7．向某未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；再加入足量稀硝酸后，沉淀部分溶解，且有无色无味的气体生成；将该气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，由此可判断出该未知溶液中含有（　　）

A．Cl－、SO

B．Cl－、NO

C．Cl－、CO

D．Cl－、OH－

答案　C

解析　能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，故该未知溶液中含有CO

，又因为加入足量稀硝酸后沉淀部分溶解，故该未知溶液中除含有CO

外，还含有Cl－。

8．氯仿（CHCl3）可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒物质COCl2（光气）和氯化氢，为了防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，所选用的检验试剂可以是（　　）

A．水B．硝酸银溶液

C．氢氧化钠溶液D．碘化钾溶液

答案　B

解析　根据已有知识和题给信息可知，要检查CHCl3是否变质，只要检验是否有HCl生成即可。

HCl溶于水得盐酸，含有氯离子，所以可用硝酸银溶液来检验。

9．有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：

①溶于水，得无色溶液；

②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀（注：

Ag2CO3为白色沉淀）；

③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡产生。

根据上述现象判断：

（1）白色固体一定含有的成分是______________，可能含有的成分是________。

（2）请写出上述实验中有关反应的离子方程式：

____________________。

答案　

（1）KCl和K2CO3　KNO3　

（2）Ag＋＋Cl－===AgCl↓，2Ag＋＋CO

===Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑

解析　由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；又由沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。

B篇·综合提升训练

10．为了证明氯酸钾晶体中含氯元素，选用给出的试剂和操作，其操作顺序正确的是（　　）

①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤、取滤液　④与二氧化锰混合加热　⑤加稀HNO3　⑥与浓盐酸反应　⑦加NaOH溶液加热　⑧用淀粉碘化钾

A．⑥⑦①⑤B．⑥⑧

C．④②③①⑤D．②①⑤

答案　C

解析　首先利用反应2KClO3

2KCl＋3O2↑，将ClO

中的Cl转变成Cl－，然后按操作步骤进行检验。

11．实验室用下列两种方法制氯气：

①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。

所得的氯气（　　）

A．①比②多B．②比①多

C．一样多D．无法比较

答案　B

解析　由化学方程式：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知：

146gHCl与87gMnO2恰好反应生成71gCl2，但由于稀盐酸不与MnO2反应，所以①产生的Cl2小于71g，而②能生成71gCl2。

12．氧气是无色无味的气体，但用氯酸钾与二氧化锰加热制得的气体却有异常的气味，将用这种方法制得的气体通入蒸馏水中，然后滴加含硝酸的硝酸银溶液，产生了白色沉淀。

根据上述事实，得出下列结论：

①这种方法制得的气体不是纯净物，而是混合物；

②这种方法制得的气体中含有氯元素；

③这种方法制得的气体中至少有一种含氯元素的物质；

④这种方法制氧气的实验中至少发生了两个化学反应。

以上结论正确的是（　　）

A．①②③④B．仅①②

C．仅①②③D．仅①③

答案　A

解析　由“氧气是无色无味的气体，但用氯酸钾与二氧化锰加热制得的气体却有异常的气味”可知，制得的气体不是纯净物，而是混合物；将用这种方法制得的气体通入蒸馏水中，然后滴加含硝酸的硝酸银溶液，产生了白色沉淀，是因为氯离子与银离子反应生成了氯化银白色沉淀，则气体中含有氯元素，至少有一种含氯元素的物质；这种方法制氧气的实验中至少发生了两个化学反应。

13．某校化学兴趣小组拟用浓盐酸与二氧化锰加热反应，制取并收集两瓶干燥、纯净的氯气。

为防止换集气瓶时生成的氯气污染空气，设计了如下装置：

（1）写出Ⅰ装置烧瓶中发生的反应的离子方程式：

______________________________________。

（2）装置Ⅱ中盛放的药品是饱和氯化钠溶液，其作用是______________________________________；装置Ⅲ的作用是干燥氯气，应盛放________。

（3）实验开始时，先________a________b（填“关闭”或“打开”，下同）；当集满一瓶氯气时，为减少换集气瓶时氯气的外逸，再________a________b，换好集气瓶后，继续收集氯气。

（4）兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中不恰当的是（填序号）________。

A．氢氧化钠溶液　　B．浓硫酸　　C．水

答案　

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）除去Cl2中混有的HCl　浓硫酸

（3）关闭　打开　打开　关闭

（4）BC

解析　

（1）Ⅰ装置是制取Cl2的发生装置，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

（2）Ⅱ、Ⅲ部分属于净化装置部分，饱和NaCl溶液是除去Cl2中混有的HCl气体；装置Ⅲ应盛放浓H2SO4，用来干燥Cl2。

（3）首先明确装置Ⅳ的作用——用来临时储存氯气，防止换集气瓶时生成的氯气排出；故实验开始时，关闭a，打开b，换瓶时关闭b，打开a。

（4）要吸收多余的Cl2，需要碱液（一般是NaOH溶液），而Cl2在H2O和浓H2SO4中溶解度都很小。