第3课时　氯气的实验室制法 [核心素养发展目标]　回顾初中所学的二氧化碳的实验装置，结合实验室制取氯气所用的二氧化锰和浓盐酸的性质，选择合适的实验装置制取氯气，培养科学探究与创新意识，提升实验能力。 一、氯气的实验室制法 1．反应原理 (1)化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl－生成Cl2，该反应中MnO2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液eq \o(――→,\s\up7(△))气 (2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。 (3)除杂装置： 装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。 3．收集方法 (1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。 4．验满方法 观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。 5．尾气处理 烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 (1)实验室制取的Cl2中混有HCl气体，可通过盛有碱石灰的干燥管除去(　　) (2)MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2(　　) (3)在实验室制取Cl2的试剂中，HCl只作还原剂(　　) (4)Cl2尾气也可用饱和的澄清石灰水吸收处理(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 1．制取Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl－生成Cl2。 (1)若氧化剂MnO2过量，待充分反应后，溶液中仍有HCl剩余，为什么？ 提示　随着反应的进行，浓盐酸浓度逐渐减小，小到一定浓度将不再与MnO2反应。 (2)KMnO4是一种很强的氧化剂，常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2，请写出化学方程式，作还原剂的HCl占参与反应的多少？ 提示　2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，作还原剂的HCl占参与反应的eq \f(5,8)。 (3)“84”消毒液(主要成分为NaClO)为什么不能与洁厕剂(通常含盐酸)同时使用？ 提示　因二者发生反应：NaClO＋2HCl===Cl2↑＋NaCl＋H2O，产生的氯气是一种有强烈刺激性气味的有毒气体。 2．根据所学的Cl2的性质，除了观察颜色外，你还有其他的验满方法吗？ 提示　(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 (1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO2、KMnO4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。 (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的含量少，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。 二、实验室制气体的制备思路 一、设计气体制备装置的基本思路 二、气体制备装置的连接顺序 三、各种装置的选择 1．实验室制备气体的发生装置的选择 (1)选择依据 反应原理、反应物的状态、反应条件等。 (2)装置的基本类型 ①固体＋固体eq \o(――→,\s\up7(△))气体。 ②固体＋液体―→气体。 ③固体＋液体eq \o(――→,\s\up7(△))气体。 2．实验室制备气体的净化装置的选择 (1)净化原则 不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。 (2)净化装置 装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。 装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。 3．实验室制备气体的收集装置的选择 (1)选择依据 根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。 (2)方法选择 ①排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。 ②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。 ③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。 4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择 (1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。 (2)方法选择：①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。 ②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。 (2019·哈尔滨六中高一期末)实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2，并以干燥的Cl2为原料进行实验，装置如下