制作：黑龙江省庆安一中 孙秀民

高三化学一轮复习课件

[ 教学目标 ]

1 、掌握氯气的工业制法和实验室制法。2 、通过引导学生观察、分析演示实验的现象，培养学生的观察和分析问题的能力。 3 、培养学生热爱科学的思想，对学生进行环境保护教育。

[ 重点、难点 ] 氯气的实验室制法。

1 、工业制备(1) 电解饱和食盐水（氯碱工业）：　电解的化学方程式为： 　　　　　 2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2 ↑

电解的离子方程式为： 　　　　　 2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑

(2) 电解熔融的氯化钠：　电解的化学方程式为： 2NaCl===2Na+Cl2↑ 2 、实验室制备 (1) 反应原理 :

通电

通电

通电

氯气的实验室制法

( 讨论 ) 实现 Cl Cl 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 MnO2 和浓盐酸为原料 ( 反应需加热 )

MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2↑MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2

↑

用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化成为零价氯。

MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2↑

MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2

↑（ 1 ） 指出氧化剂、还原剂及电子转移情况

MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2↑氧化剂 还原剂

得到 2e-

失去 2×e-

（ 2 ） 装置的先择如何呢？

项目发生装置类型

发生装置　的仪器 收集方法

Cl2

H2H2

项目发生装置类型

发生装置　的仪器 收集方法

O2

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

（ 3 ） 用什么样的方法收集氯气呢？选择气体发生装置的原则：反应物的状态和反应条件

（ 4 ） 多余的 Cl2 如何处理？

（ 5 ） Cl2 中混有哪些杂质，怎样提纯、干燥？

（ 6 ） 实验步骤如何？

通入 NaOH 溶液中吸收。

HCl 、 H2O

将其先通入饱和食盐水中除 HCl 气体，再通入浓硫酸中除去 H2O 。

① 连接好装置，检查气密性

② 在烧瓶中加入二氧化锰粉末

③ 往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中④ 缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出⑤ 用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中

实验步骤

Cl2 的制备

ŨHCl

Mn O

Cl

NaOH

2

2

ʵÑéÊÒÖÆÈ¡ÂÈÆø

Cl2 中混有 HCl 和 H2O（ g ）

Cl2 的制备、提纯、吸收

① 因浓盐酸有挥发性，制氯气装置应使用分液漏斗（仪器） .② 滴加浓盐酸不能过快，加热方式为微热。③ 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。④ 多余的氯气应使用 NaOH 溶液吸收，反应的离子方程式为： Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O⑤ 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。

1 、使浓盐酸与足量的 MnO2共热制 Cl2 、实际产生的 Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？

稀盐酸与MnO2 不反应，随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。

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 Cl2；请指出装置中的错误

①长颈漏斗应改成分液漏斗．

② 烧杯下应填石棉网．

③ 应用酒精灯加热．

④稀盐酸应改为浓盐酸．

⑤ 多余 Cl2 应通入 NaOH 溶液中

3 、实验室还可用 KMnO4 或 KClO3代替MnO2与浓盐酸反应制氯气

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ↑KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 ↑

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？

得 10e-

失 10e-

氧化剂 KMnO4

还原剂 HCl

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 ↑+ 8H2O

4 、想一想：能不能设计一实验证明起漂白性作用的是 HClO而不是 Cl2 ？

提示：实验室制得的 Cl2 中含有水蒸汽，同学们能不能根据课本 HClO 的漂白实验得到启发，将 Cl2 的制取装置与 HClO 的漂白实验装置组合成一套实验装置？

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 .NO2 B. O2 C. Cl2 D. CO2

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

3. 将 0.15 mol 的 MnO2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 MnO2 反应两者产生的 Cl2 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：

① 向分液漏斗中加入浓盐酸 ,并将导气管插入集气瓶② 检查装置的气密性③ 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④ 在烧瓶上装好分液漏斗 , 安装好导气管⑤ 向烧瓶中装入二氧化锰固体⑥将烧瓶固定在铁架台上

④③⑥②⑤①

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）：

Ⅰ： 2KClO3+2MnO2=2A+B↑+C↑

Ⅱ： 2A = D+MnO2+ C↑Ⅲ： B+D = 2KCl+□+ C↑ （ 1 ）反应Ⅰ中氧化产物是 （填化学式） （ 2 ）反应Ⅲ化学方程式为 （ 3 ）按上述反应过程，若制取 1.5 mol O2 ，总共有 mol 电子发生转移。

【解析】 抓住题中的信息：有 Cl2 生成，有紫红色物质（为

KMnO4 ），及 A受热分解，推得 A 为 KMnO4 ， C为 O2 ，则 B 为 Cl2；再根据MnO2 作催化剂，推断出□中物质为 MnO2 。

由 2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2↑+O2↑① 2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑② Cl2+K2MnO4=2KCl+MnO2+O2↑③ 推测：每步反应均得到 0.5 mol O2 ，其中反应②

和③分别转移 2 mol e- ，而反应①中 Cl从 +5→0 价，转移电子 5 mol ，共计 2+2+5=9

△

Ⅰ： 2KClO3+2MnO2=2A+B↑+C↑Ⅱ： 2A = D+MnO2+ C↑Ⅲ： B+D = 2KCl+□+ C↑（ 1 ）反应Ⅰ中氧化产物是 （填化学式）（ 2 ）反应Ⅲ化学方程式为 （ 3 ）按上述反应过程，若制取 1.5 mol O2 ，总共有 mol 电子发生转移。

KMnO4 、 Cl2 、 O2

Cl2+K2MnO4＝ 2KCl+MnO2+O2↑△

9

【解题回顾】 一是根据反应现象推测产物，二是明确催化剂参与反应，最后还原生成催化剂。 不能根据总反应式： 2KClO3＝ 2KCl+3O2↑来推出转移电子数为 6 。

6. 2000年全国高考题 ) 实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁 ,该化合物呈棕红色 ,易潮解 ,100℃左右时升华 , 下图是两个学生设计的实验装置 ,左边的反应装置相同 ,而右边的产物收集装置则不同 , 分别如 ( ) Ⅰ( )Ⅱ 所示 :

(1)B 中反应的化学方程式为： 。(2)D 中的反应开始前 , 需排除装置中的空气 , 应采取的方法是

(3)D 中反应的化学方程式为： 。(4) 装置 ( )Ⅰ 的主要缺点是： 。(5) 装置 ( )Ⅱ 的主要缺点是： 如果选用此装置来完成实验 , 则必须采取的改进措施是：

MnO2+4HCl( 浓 ) MnO2+Cl2↑+2H2O△

B 中的反应进行一段时间后，看到黄色气体充满装置，再开始加热 D 2Fe + 3Cl2 2FeCl3

△

导管易被产品堵塞；尾气排入空气中，易造成环境污染。

产品易受潮解。

在瓶 E 和 F之间连接装有干燥剂的装置。 ( 或其它合理答案 ) 。

【小结】此题综合了氯气的性质、制法，三氯化铁的性质和制取，化学实验操作及实验装置等问题。此题中涉及的制取氯气和三氯化铁的原理比较简单，排除装置中空气的方法属常识性操作，（ 1 ）、（ 2 ）、（ 3 ）问容易作答。只要根据题给信息，对装置（Ⅰ）、（Ⅱ）的不同部分进行对比分析，答案就在（Ⅰ）、（Ⅱ）两图中，（ 4 ）、（ 5 ）问即可得解。

1. 装置（Ⅰ）中三氯化铁由 D 进入 E 是通过细玻璃管，而装置（Ⅱ） D直接插入 E 中，此二法那一种更好呢？根据题给信息，三氯化铁在 100℃左右升华， D 管生成的三氯化铁已是蒸气，温度降低即凝结成固体颗粒，细玻璃管就会被堵塞，此为装置（Ⅰ）的缺点之一。

2. 装置（Ⅱ）中 E 下边有一盛有 NaOH 溶液的洗气瓶。 NaOH 溶液的作用是什么呢？联想到氯气是有毒气体，实验时的尾气排入空气前必须用 NaOH 溶液来吸收，而装置（Ⅰ）中没有，此为装置（Ⅰ）的缺点之二。 3. 装置（Ⅰ）中 E右边连有盛浓 H2SO4 的洗气瓶，而装置（Ⅱ）中没有。浓 H2SO4 在此起什么作用呢？根据题目所给信息，三氯化铁易潮解，要制得无水三氯化铁，必须在制取三氯化铁装置前后都要设计干燥装置（这点原题 D 管前已经设计出此信息）。装置（Ⅱ）未这样设计即为缺点，需在 E 、 F之间连接干燥装置

延伸　 · 　拓展 7. 现用浓盐酸、 MnO2共热制 Cl2 ，并用 Cl2 和 C

a(OH)2 反应制少量漂白精，现已知反应 Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ΔH＜ 0 ，若温度稍高即发生副反应 6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O 。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 MnO2 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 MnO2 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）。

MnO2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。

1、下列气体发生装置相同的是A 氯气和氢气 B 氯气和氧气 C氢气和二氧化碳 D 氧气和二氧化碳

2．实验室制氯气时 , 二氧化锰的作用是 A 催化剂 B 氧化剂 C 还原剂 D 反应物3．实验室用 KMnO4 制氧气，为除去粘附在试管壁上的 MnO2 ，可用试剂是A 汽油 B 水 C 稀盐酸 D 浓盐酸

C

BD

D

4 、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，加快反应，使气体均匀逸出③ 在烧瓶中加入二氧化锰粉末④ 往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中⑤ 用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中

A ①②③④⑤ B ④③①②⑤ C ①③④②⑤ D ①④③②⑤

C

小　　结　　本节课我们主要学习了氯气的制备，重点学习的是氯气实验室制法。氯气的实验室制法一直是高考及各类考试的热点内容之一，希望同学们通过本节的学习，掌握氯气的制备方法。

再　见