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【名师一号】2013届高考化学 第四章 第二节 富集在海水中的元素—氯2课件 新人教版必修1


第四章 非金属及其化合物

第二节

富集在海水中的元素——氯

第2课时

氯气的实验室制法及氯离子的检验

课前自主

课堂深化

典例剖析

课内针对

课后优化

目标

导学

(学生用书P78)

1.了解氯气的实验室制法。 2.掌握Cl-的检验方法。 3.了解卤族元素性质的相似性和递变规律。

课前自主预习
(学生用书P78)

一、氯气的实验室制法 △ 1.反应原理:MnO2+4HCl(浓)===== MnCl2+Cl2↑+

2H2O 。
2.尾气处理:多余的Cl2通常用 NaOH 溶液吸收,反

Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 应的离子方程式为



二、氯离子的检验

Ag++Cl-===AgCl↓ 。在用 检验Cl 的离子方程式为


AgNO3 溶液检验Cl-时,一般先在待测溶液中滴入少量
稀硝酸 使其酸化,以排除干扰离子。

三、卤素 1.第ⅦA族元素 氟、氯、溴、碘、砹 统称为卤素(成 盐元素之意)。其单质都具有氧化性,并随元素原子核电荷 数的增大而 逐渐减弱 ,氧化性:F2>Cl2>Br2>I2 。 2. AgI 可用于人工降雨,含碘食盐是指在食盐中加入 了 KIO3 。

思考与探究 如何鉴定KClO3中含有O、Cl两种元素?

提示

1.在试管中加入KClO3和MnO2混合物加热,产生

能使带火星木条复燃的气体,证明其中含有氧元素。 2.继续加热至不再产生气体为止,取固体混合物溶于 水,过滤,取滤液滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液产生白色 沉淀,证明有Cl ,则证明其中含有氯元素。


课堂深化探究
(学生用书P78)

一、氯气的实验室制法 1.反应原理 △ MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 特别提示:在该反应中浓盐酸表现了酸性和还原性。

△ 2.仪器装置:固+液――→气 主要仪器:铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集 气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示:

特别提示:C装置的作用是除去Cl2中的HCl,D装置的 作用是干燥Cl2,F装置的作用是吸收多余的Cl2。

3.收集方法 (1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很 小,且用此法可除去实验过程中挥发出的HCl气体)。

4.验满方法 (1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到 试纸立即变蓝,则证明已收集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试 纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已收集满。

5.尾气处理 Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。 发生的反应是:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+ H2O。

特别提示:气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装 置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选择要依据反 应物的状态和反应的条件。收集方法的选择应考虑气体密 度、溶解性及在空气中的稳定性等。是否处理尾气,要取决 于该气体是否有毒。一个装置的选择实际上与气体的性质密 切相关。

二、氯离子检验应注意的问题
3 要排除其他离子的干扰,如CO 2- 、PO 4- ,但它们的银 3

盐沉淀溶于稀硝酸。 一般先在待测液中加入稀硝酸酸化,以排除干扰离子。 因为加入AgNO3溶液,Ag +Cl ===AgCl↓(白色),AgCl沉 淀是不溶于稀硝酸的,若在Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液 也会产生白色Ag2CO3沉淀,此沉淀可溶于稀硝酸。2Ag++
+ -

CO 2 ===Ag2CO3↓,Ag2CO3+2HNO3===2AgNO3+H2O+ 3 CO2↑。PO 3- 也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4的黄色沉淀, 4 此沉淀也可溶于稀硝酸。



2 若待测液中有SO 2 存在,由于SO4 可以与Ag 生成白色 4







微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸,则在检验Cl-之前,需先用 Ba(NO3)2溶液除去SO2-,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验 4 Cl-的存在。

三、卤素单质的化学性质 卤素原子最外层都有7个电子,其单质具有相似的化学 性质。 1.与H2反应 H2+X2===2HX(X=F、Cl、Br、I) 2.与H2O反应 2F2+2H2O===4HF+O2↑ X2+H2O===HX+HXO(X=Cl、Br、I)

3.与金属反应 Na、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn等均能与卤素单质 反应。 △ 2Fe+3Br2=====2FeBr3 H2 O Mg+I2=====MgI2(有紫色烟产生) 4.与碱溶液反应 X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)

5.卤素单质间置换反应 Cl2+2Br-===Br2+2Cl- Cl2+2I-===I2+2Cl- Br2+2I-===I2+2Br- 6.其他有关反应 X2+Na2SO3+H2O===2HX+Na2SO4(X=Cl、Br、I) X2+2Fe2+===2Fe3++2X-(X=Cl、Br)

特别提示:①2F2+2H2O===4HF+O2,F2作氧化剂, 水作还原剂。 ②由卤素单质的相互置换知 氧化性:F2>Cl2>Br2>I2 还原性:Cl <Br <I
- - -

③I2单质遇淀粉变蓝,可用于淀粉与I2的相互检验。

典例剖析
(学生用书P79)

知识点一 【例1】

氯气的实验室制法 实验室以MnO2和浓盐酸反应制Cl2并净化和

收集的装置如图所示,试回答以下问题:

(1)如何检验装置的气密性? (2)净化装置的顺序能否颠倒?为什么? (3)以含14.6gHCl的浓盐酸与足量MnO2充分反应,制得 的Cl2在标准状况下总小于2.24L,原因可能是①__________ ______________;②________________________。 (4)小烧杯中盛放的是________,其作用是____________ ________________。

解析

(1)此类装置可用微热法检验其气密性。(2)干燥

除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质,最后干燥,以免再 混入水蒸气。(3)此反应须是浓盐酸和MnO2共热才能发生。 随着反应进行消耗了HCl,且有部分HCl挥发,使溶液浓度 变稀,稀盐酸不与MnO2反应,因此参加反应的HCl的质量 小于14.6g,收集到的Cl2在标准状况下小于2.24L。(4)根据装 置图可知,小烧杯为尾气吸收装置,吸收多余的Cl2,应装 入NaOH溶液。

答案

(1)将导管末端插入水中,用酒精灯微热烧瓶,导

管口有气泡冒出,移开酒精灯,水上升到导管中形成一段稳 定的水柱,则证明装置的气密性良好。 (2)不能;如颠倒则Cl2经饱和食盐水除去HCl时会重新 混入水蒸气。 (3)①随着反应进行,盐酸浓度变小,MnO2与稀盐酸不 反应,该反应停止 ②加热过快,部分HCl挥发 (4)NaOH溶液 吸收多余的Cl2,防止空气污染

知识点二 【例2】

氯离子的检验 下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含

氯化钠的实验方案。 甲:取样品少许加入试管中,加入适量的蒸馏水使之溶 解,配成溶液,然后加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生 成。

乙:取样品少许加入试管中,加入适量的自来水使之溶 解,配成溶液,然后滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,看是否有 白色沉淀生成。 (1)两个方案均有不合理之处,请你指出 甲:_________________________________________。 乙:_________________________________________。 (2)合理的实验方案:______________________________ __________________________________________________。

解析

甲方案中没有用稀HNO3排除CO

2- 3

的干扰,

Ag2CO3也是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液,自来 水用氯气消毒,溶液中含有Cl-,影响检验。

答案

(1)甲:AgNO3溶液没有用稀HNO3酸化,不能排

2 除CO3-的干扰

乙:用自来水配制溶液,带入Cl-,影响检验 (2)取样品少许加入试管中,加入适量蒸馏水配成溶液, 然后加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生 成

知识点三 【例3】

卤素的性质 已知溴水为橙色、碘水为黄色(或黄褐色)、I2

遇淀粉变蓝。甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-(X-为Cl


、Br-或I-)离子,向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙

色,将此溶液倒入丙,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次 含有( ) B. Br-、I-、Cl- D. Cl-、I-、Br-

A. Br-、Cl-、I- C. I-、Br-、Cl-

解析 解答此题需要熟知有关卤素的知识:①单质氧化 性为Cl2>Br2>I2,而对应阴离子的还原性为I->Br->Cl


;②碘单质可使淀粉变蓝,溴水颜色为橙色。由此可推断

出甲中加入氯水和淀粉后溶液变为橙色,说明甲中含有Br


,再加丙溶液无明显变化,则说明丙溶液中无I (若有I ,





则发生反应2I-+Cl2===2Cl-+I2)。

答案

B

课内针对性训练
(学生用书P80)

1.在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,加快反应, 使气体均匀逸出;③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末; ④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶 中;⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收;⑥用向上排空气法收 集氯气 A. ①②③④⑤⑥ C. ①③④②⑥⑤ B. ③④②①⑥⑤ D. ①③②④⑥⑤

解析 实验室制取气体的操作顺序应注意:①连接好装 置后,要先检查气密性,后装药品;②装药品的顺序是先加 固体,后加液体;③对于有毒的气体,一定要有尾气处理装 置。

答案

C

2.在未知溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成; 加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成;将 气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。由此判断溶液中含 有( )
2 A. Cl 、SO4
- -

B. Cl 、NO3





C. Cl-、CO2- 3

D. Cl-、OH-

解析 加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸 后,沉淀部分溶解,说明沉淀中含AgCl,原溶液含Cl-;将 无色无味气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该气体 为CO2,说明原溶液中含CO2-。 3

答案

C

3.氯在自然界中以化合物形态存在,18世纪70年代, 首先发现并制得氯气的化学家是( A. 汉弗莱· 戴维 C. 阿伏加德罗 )

B. 舍勒 D. 侯德榜

答案

B

4.在MgCl2、(

)、Ca(ClO)2、HClO2、KClO3、

Cl2O7当中,氯元素的化合价是有规律排列的,括号内应填 入的物质是( A. Cl2 C. HClO ) B. HCl D. Cl2O3

解析

MgCl2中Cl为-1价,Ca(ClO)2中Cl为+1价,

HClO2中Cl化合价为+3价,KClO3中Cl为+5价,Cl2O7中Cl 为+7价,则化合价由低至高排列,故选A。

答案

A

课后优化训练
(学生用书P80)


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