氯气的实验室制法正式(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,民乐一中 彭富国,氯气的制备,高三化学一轮复习课件,1,、工业制备氯气,(1),电解饱和食盐水（氯碱工业）：,电解的化学方程式为：,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+Cl,2,+H,2,电解的离子方程式为：,2Cl,-,+2H,2,O=2OH,-,+Cl,2,+H,2,(2),电解熔融的氯化钠：,电解的化学方程式为：,2NaCl,(,融化）,=2Na+Cl,2,通电,通电,通电,2,、氯气的实验室制法原理,(,讨论,),实现,Cl,Cl,Cl,（或,Cl,）的转化,分别需加入氧化剂还是还原剂,?,-1 0 +1,实验室制取氯气常用,MnO,2,和,浓盐酸,为原料,(,反应需,加热,),MnO,2,+4HCl,(,浓）,=MnCl,2,+2H,2,O+Cl,2,MnO,2,+4H,+,+2Cl,-,=Mn,2+,+2H,2,O+Cl,2,用,氧化剂,在适当的条件下将,负一价,氯氧化成为,零价,氯。,+5,实现,Cl,Cl,Cl,（或,Cl,）的转化,分别需加入氧化剂还是还原剂,?,+5,MnO,2,+4HCl=MnCl,2,+2H,2,O+Cl,2,MnO,2,+4H,+,+2Cl,-,=Mn,2+,+2H,2,O+Cl,2,讨论,（,1,）指出氧化剂、还原剂及电子转移情况,MnO,2,+4HCl=MnCl,2,+2H,2,O+Cl,2,氧化剂,还原剂,得到,2,e,-,失去,2,e,-,实验室还可用,KMnO,4,或,KClO,3,代替,MnO,2,与,浓盐酸,反应制氯气,2KMnO,4,+16HCl=2KCl+2MnCl,2,+8H,2,O+5Cl,2,KClO,3,+6HCl=KCl+3H,2,O+,3Cl,2,思考,上述反应的氧化剂、还原剂、,分别是何物质？,电子转移的方向,和数目能标出吗？,项目,发生装置类型,发生装置的仪器,收集方法,Cl,2,H,2,H,2,项目,发生装置类型,发生装置的仪器,收集方法,O,2,固液不加热,排水法（或向下排空集气法,固液加热,向上排空集气法或排饱和食盐水法,固固加热,排水法（或向上排空集气法,（,2,）如何选择实验室制备,Cl,2,装置呢？,（,3,）用什么样的方法收集氯气呢？,（,4,）多余的,Cl,2,如何处理？,（,5,）,Cl,2,中混有哪些杂质,，怎样提纯、干燥？,通入,NaOH,溶液,中吸收。,HCl,、,H,2,O,将其先通入,饱和食盐水,中除,HCl,气体，,再通入,浓硫酸,中除去,H,2,O,。,Cl,2,的制备,讨论：,制取氯气的过程中可能产生哪些杂质气体，如何除去，,A,瓶中是什么试剂，用于除去哪种杂质？那,B,瓶呢？,A B C D,发生装置,-,除杂装置,干燥装置,-,收集装置,-,吸收装置,连接好装置，检查气密性,在烧瓶中加入二氧化锰粉末,往分液漏斗中加入浓盐酸，,再缓缓滴入烧瓶中,缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出,用向上排空气法收集氯气，,尾气导入吸收剂中,实验操作步骤,Cl2,的制备、净化、收集和尾气吸收,Cl2,中混有,HCl,和,H2O,（,g,）,Cl2,有毒会污染空气,1,、使用,浓,盐酸与足量的,MnO,2,共热制,Cl,2,、,实际产生的,Cl,2,总比理论值低，其主要原因是什么？,随着反应的进行，浓盐酸的,物质的量浓度逐渐变小,，,稀盐酸与,MnO,2,不再反应,。,讨论,2,、下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的装置；由于装置和使用药品有错误而未能在,D,瓶中收集到,Cl,2,；,请指出装置中的错误,长颈漏斗应改成分液漏斗,烧 瓶下面应垫石棉网,应用酒精灯加热,稀盐酸应改为浓盐酸,多余,Cl,2,应通入,NaOH,溶液中,注意,因浓盐酸有挥发性，制氯气装置应使用,分液漏斗,（仪器）,.,滴加浓盐酸不能,过快,，加热方式为,微热,。,氯气中含有,HCl,、水气，先通过盛,饱和食盐水,的洗气瓶，再通过盛有,浓硫酸,的洗气瓶。,多余的氯气应使用,NaOH,溶液吸收，反应的离子方程式为：,Cl,2,+2OH,-,=Cl,-,+ClO,-,+H,2,O,为确保实验过程中分液漏斗里的液体顺利流下，可采取的方法有：,一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。,小结,本节课我们主要复习了氯气的制备，重点复习的是氯气实验室制法。氯气的实验室制法一直是高考的热点内容之一，希望同学们通过本节的复习，能够熟练掌握氯气的制备方法和解决与氯气制备相关的问题。,课堂练习,1.,实验室制取下列气体的反应既是分解反 应,又是氧化还原反应的是,(,),A.NO,2,B.O,2,C.Cl,2,D.CO,2,2.,用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,当有,0.4 L 10 mol/L,HCl,被氧化时,生成的氯气在标准状况下的体积为,(,),A.22.4L B.44.8L,C.67.2L D.89.6L,B,B,氯气的制取及性质实验,如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为,B(,氢硫酸,),、,C(,溴化亚铁溶液,),、,D(,碘化钾淀粉溶液,),、,E(,混有二氧化硫的氯化钡溶液,),、,F(,水,),、,H(,紫色石蕊试液,),。,(1)A,是氯气发生装置，其化学反应方程式是,_,。,(2),中,b,瓶内宜加入的液体最好是,_,。关闭,中的活塞，在选取试剂正确且适量的前提下，制取氯气时,a,中的液面不明显上升，估计可能的原因是,_,。检查原因的简单方法是,_,；怎样检验这一部分装置的气密性：,_,。,【,答案,】,(1)MnO,2,4HCl(,浓,)MnCl,2,2H,2,O,Cl,2,或,2NaCl,2H,2,SO,4,(,浓,),MnO,2,MnSO,4,Na,2,SO,4,2H,2,O,Cl,2,或,6HCl(,浓,),KClO,3,KCl,3H,2,O,3Cl,2,(2),饱和食盐水装置漏气用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处，漏气则试纸变蓝关闭分液漏斗旋塞和,处活塞，从,a,中向容器内加饱和食盐水，当,a,的下端浸入液面下且,a,中的液面高于,b,瓶内液面，并长时间不下降，则说明气密性好,b,下列装置中的现象是,B_,；,C_,；,D_,；,E_,；,F_,。,(5)G,装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出,G,中的反应的化学方程式,_,；装置,F,的作用是,_,。,(6),在,H,处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是,_,。,(7),若将,H,处的烧杯中的溶液改为澄清的石灰水，反应过程中的现象为,_(,选填标号,),。,A,有白色沉淀,B,无现象,C,先生成白色沉淀而后消失,(8)G,处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，,A,处仍有氯气产生，此时应该怎样操作？,_,；装置,中的现象是,_,；装置,的作用是,_,。,(9),若将,F,中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有,NaClO,还有,NaClO,3,，其物质的量比为,21,，则氧化剂和还原剂的物质的量比为,_,。,【,解释,】,(9)NaClO,与,NaClO,3,的物质的量比为,21,，化合价升高总数为,12,15,7,，化合价降低总数,7,氧化剂的物质的量,1,，则氧化剂的物质的量为,7,，还原剂的物质的量,2,1,3,，则两者比值为,73,。,3.,将,0.15 mol,的,MnO,2,与过量的,12 mol/L,的浓盐酸反应,和,50,mL,12 mol/L,的浓盐酸与足量的,MnO,2,反应两者产生的,Cl,2,相比,(,其他反应条件相同,)(,),A.,一样多,B.,前者较后者多,C.,后者较前者多,D.,无法比较,B,4.,有人设计了以下六步操作制备氯气，其操作顺序为：,向分液漏斗中加入浓盐酸,并将导气管插入集气瓶,检查装置的气密性,把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯火焰确定铁圈高度,固定铁圈,放上石棉网,在烧瓶上装好分液漏斗,安装好导气管,向烧瓶中装入二氧化锰固体,将烧瓶固定在铁架台上,延伸,拓展,7.,现用浓盐酸、,MnO,2,共热制,Cl,2,，,并用,Cl,2,和,Ca(OH),2,反应制少量漂白精，现已知反应,Cl,2,+2Ca(OH),2,=Ca(ClO),2,+CaCl,2,+2H,2,O,H,0,，,若温度稍高即发生副反应,6Cl,2,+6Ca(OH),2,=Ca(ClO,3,),2,+5CaCl,2,+6H,2,O,。,甲、乙、丙三人分别设计三个装置，如下图所示。,石灰,（,1,）请从：,a,不容易控制反应速率，,b,容易控制反应速率，,c,有副反应发生，,d,可防止副反应发生，,e,污染环境，,f,可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评析，并选择符合题目要求的选项填在空格内。,（,2,）上图中甲由,a,、,b,两部分组成，乙由,c,、,d,、,e,三部分组成，丙由,f,、,g,组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分（按气流从左到右的方向）组装一套较为完善的实验装置,（填所选部分的编号）,优 点,缺 点,甲装置,乙装置,丙装置,（,3,）实验中若用,12 mol/L,的浓盐酸,100mL,与足量的,MnO,2,反应，最终生成,Ca(ClO),2,的物质的量小于,0.15 mol,，,其可能的主要原因是,。（假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生）。,【,解析,】,根据题给药品，制取氯气应用装置,c,或,f,，依据题给信息氯气与,Ca(OH),2,的反应是放热反应，且温度高时易发生副反应，所以制漂白精时应采取降温措施。氯气有毒，需进行尾气处理。,石灰,（,1,）,优 点,缺 点,甲装置,乙装置,丙装置,d,a e,b f,c,b,c e,a,不容易控制反应速率，,b,容易控制反应速率，,c,有副反应发生，,d,可防止副反应发生，,e,污染环境，,f,可防止污染环境,.,石灰,（,2,）,上图中甲由,a,、,b,两部分组成，乙由,c,、,d,、,e,三部分组成，丙由,f,、,g,组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分（按气流从左到右的方向）组装一套较为完善的实验装置,（填所选部分的编号）,c,或（,f,）、,b,、,e,（,3,）实验中若用,12 mol/L,的浓盐酸,100mL,与足量的,MnO,2,反应，最终生成,Ca(ClO),2,的物质的量小于,0.15 mol,，其可能的主要原因是,。（假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生）。,MnO,2,只能氧化浓盐酸，随着反应进行，,c(Cl,-,),减小，还原性减弱，反应不能继续进行。,【,解题回顾,】,本题综合性较强，既要熟悉氯气的制备，又要抓住题给信息应用理论知识采取相应的实验措施。,【,解析,】,抓住题中的信息：有,Cl,2,生成，有紫红色物质（为,KMnO,4,），及,A,受热分解，推得,A,为,KMnO,4,，,C,为,O,2,，则,B,为,Cl,2,；,再根据,MnO,2,作催化剂，推断出,中物质为,MnO,2,。,由,2KClO,3,+2MnO,2,=2KMnO,4,+Cl,2,+O,2,2KMnO,4,=K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,Cl,2,+K,2,MnO,4,=2KCl+MnO,2,+O,2,推测：每步反应均得到,0.5 mol O,2,，,其中反应和分别转移,2 mol e,-,，,而反应中,Cl,从,+50,价，转移电子,5 mol,，,共计,2+2+5=9,5.,在氯酸钾的分解反应里，二氧化锰的催化问题，到目前还没有肯定的解释。鉴于制得的氧气中有氯气的气味，生成的氯化钾又略带紫红色，认为反应过程如下（已配平）：,：,2KClO,3,+2MnO,2,=2A+B+C,：,2A=D+MnO,2,+C,：,B+D=2KCl+C,（,1,）,反应,中氧化产物是,（填化学式）,（,2,）反应,化学方程式为,