資源簡(jiǎn)介

第3課時(shí) 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和氯離子的檢驗(yàn)
第二節(jié) 氯及其化合物
化學(xué)
1.理解氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備原理和方法,并通過氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法,掌握氣體制備的儀器選擇和組裝的一般原則。形成實(shí)驗(yàn)室制備氣體的思維模型,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。
2.通過對(duì)氯氣制備過程和氯離子檢驗(yàn)過程的分析,培養(yǎng)分析問題的能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和用科學(xué)的研究方法解決問題的能力,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng)。
3.通過對(duì)氯氣凈化、尾氣處理的學(xué)習(xí),增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。
4.體會(huì)科學(xué)探究的艱辛歷程,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
重點(diǎn)：
氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法、氯離子的檢驗(yàn)方法。
難點(diǎn)：
氣體的實(shí)驗(yàn)室制備模型、實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
1.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
（1）反應(yīng)原理：二氧化錳與濃鹽酸加熱，或用高錳酸鉀、氯酸鈉與濃鹽酸反應(yīng)。
（2）裝置：發(fā)生裝置（固液加熱）、收集裝置（向上排空氣或排飽和食鹽水）、凈化裝置（飽和氯化鈉除氯化氫、濃硫酸干燥）、尾氣處理裝置（氫氧化鈉溶液吸收）。
2.氯離子的檢驗(yàn)
（1）試劑：稀硝酸、硝酸銀溶液。
（2）方法：先加稀硝酸，無明顯現(xiàn)象，再加入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，則含氯離子，可排除雜質(zhì)離子的干擾。
自主預(yù)習(xí)
知識(shí)回顧
一、“84”消毒液
制備原理
氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)，化學(xué)方程式為2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。
具體過程是將氯氣通入氫氧化鈉溶液中，在低溫條件下氯氣與氫氧化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其中次氯酸鈉是“84” 消毒液的主要有效成分。
知識(shí)回顧
“84”消毒液的主要成分之一是次氯酸鈉，潔廁靈的主要成分是鹽酸。當(dāng)二者混合時(shí)，會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O。
作為一種生活中常見的消毒劑，專家也特意提醒消費(fèi)者：“84”消毒液與潔廁靈混用會(huì)有危險(xiǎn)。這是為什么呢？
一、“84”消毒液
知識(shí)回顧
【問題1】寫出反應(yīng)的離子方程式。
該反應(yīng)會(huì)生成氯氣，氯氣是一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的有毒氣體，吸入少量就會(huì)對(duì)人的呼吸道、眼睛等造成損害，引起咳嗽、呼吸困難、眼睛刺痛等癥狀，吸入過量甚至?xí)＜吧Ｋ裕?4”消毒液和潔廁靈不能混用。
ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑ +H2O。
一、“84”消毒液
知識(shí)回顧
[互動(dòng)討論]
氯化物
氯化鈉：化學(xué)式為NaCl，氯元素的化合價(jià)為-1價(jià)，是食鹽的主要成分，可用于食品調(diào)味、腌漬等，也是重要的化工原料。
氯化氫：化學(xué)式為HCl，氯元素的化合價(jià)為-1價(jià)，其水溶液為鹽酸，可用于金屬除銹、化工生產(chǎn)等。
列舉氯的化合物，并進(jìn)行分類，標(biāo)注氯元素的化合價(jià)。
二、氯的化合物
知識(shí)回顧
[互動(dòng)討論]
次氯酸鹽
次氯酸：化學(xué)式為HClO，氯元素的化合價(jià)為+1價(jià)，是一種強(qiáng)氧化劑，具有漂白性，可用于自來水消毒等。
次氯酸鈉：化學(xué)式為NaClO，氯元素的化合價(jià)為+1價(jià)，是“84”消毒液的主要成分，有強(qiáng)氧化性和漂白性。
列舉氯的化合物，并進(jìn)行分類，標(biāo)注氯元素的化合價(jià)。
二、氯的化合物
知識(shí)回顧
實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理
加熱高錳酸鉀：高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣。
加熱氯酸鉀和二氧化錳：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，加熱分解生成氯化鉀和氧氣。
回顧初中所學(xué)的氣體制備的原理。
三、氣體制備
知識(shí)回顧
【問題1】分別寫出兩種反應(yīng)的化學(xué)方程式。
2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑。
△
2KClO3＝2KCl+3O2↑。
MnO2
△
三、氣體制備
知識(shí)回顧
實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理
用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
回顧初中所學(xué)的氣體制備的原理。
三、氣體制備
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)引入]
H+的濃度越大，Cl-的還原性越強(qiáng)，所以實(shí)驗(yàn)室制取Cl2采用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)。為了加快反應(yīng)，還可以采用加熱的條件。
【問題1】嘗試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2 ↑ +2H2O。
△
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)引入]
氧化劑是MnO2，因?yàn)殄i元素的化合價(jià)從+4價(jià)降低到+2價(jià)，得到電子被還原；
還原劑是HCl，氯元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，失去電子被氧化；
氧化產(chǎn)物是Cl2，還原產(chǎn)物是MnCl2。
鹽酸表現(xiàn)出還原性和酸性，其中一部分HCl中的氯元素被氧化生成氯氣，體現(xiàn)了還原性，另一部分HCl與氧化產(chǎn)物Mn2+結(jié)合生成MnCl2，體現(xiàn)了酸性。
【問題2】指出該反應(yīng)中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物以及鹽酸表現(xiàn)的性質(zhì)，并書寫其離子方程式。
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)引入]
發(fā)生裝置： 固固加熱型、固液不加熱型、簡(jiǎn)易裝置。
根據(jù)制O2、制CO2的原理及裝置，實(shí)驗(yàn)室制備氣體的裝置有哪些？
除雜裝置（如需要）：洗氣瓶、干燥管、U 形管。
收集裝置：排水法、向上排空氣法、向下排空氣法。
尾氣處理裝置（如需要）：點(diǎn)燃法、用氣球收集、用排水法收集。
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)引入]
【問題1】根據(jù)反應(yīng)原理，是否需要除雜裝置？
主要儀器有鐵架臺(tái)、________、__________、__________、洗氣瓶、集氣瓶、燒杯等。
需要，分別采用飽和食鹽水和濃硫酸除去Cl2中的HCl和H2O。
酒精燈
圓底燒瓶
分液漏斗
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
觀看實(shí)驗(yàn)。
【問題1】裝置是如何改進(jìn)與創(chuàng)新的，并說明原理。
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
由于氯氣有毒，不能逸散到空氣中，而且必須注意尾氣的處理。
發(fā)生裝置的改進(jìn)——改用恒壓分液漏斗。
收集裝置的改進(jìn)——排飽和食鹽水法。
尾氣吸收裝置的改進(jìn)——多孔吸收裝置(多孔球泡)。
觀看實(shí)驗(yàn)。
【問題1】裝置是如何改進(jìn)與創(chuàng)新的，并說明原理。
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)總結(jié)]
HCl
水蒸氣
向上
藍(lán)色
變紅
褪色
吸收過量Cl2，防止污染空氣
課堂探究
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充]
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化劑代替MnO2制取氯氣，
不需加熱且反應(yīng)速率較快，如：
(1)2KMnO4＋16HCl(濃)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
(2)KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
(3)Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(4)K2Cr2O7＋14HCl(濃)===2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O
課堂探究
二、氯離子的檢驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)引入]
自來水中含有氯離子。雖然在自來水的處理過程中會(huì)控制氯氣的用量，但是仍會(huì)有一定量的氯離子殘留。
生活中的自來水一般是用Cl2進(jìn)行消毒，那么自來水中是否含有Cl-呢？
試液2～
3 mL
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
離子方程式
滴入幾滴硝酸銀溶液
加入少量稀硝酸
①稀鹽酸
有白色沉淀生成
②氯化鈉溶液
有白色沉淀生成
③碳酸鈉溶液
有白色沉淀生成
課堂探究
二、氯離子的檢驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)引入]
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
沉淀溶解，
有氣泡產(chǎn)生
CO32?＋2Ag===?Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋
CO2↑＋H2O
?
課堂探究
二、氯離子的檢驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)演示]
酸化,以排除CO32?等離子的干擾。
?
觀看實(shí)驗(yàn)
【問題1】加入稀硝酸的作用是什么？
課堂探究
二、氯離子的檢驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)探究]
氯離子檢驗(yàn)的注意事項(xiàng)包括：
樣品準(zhǔn)備方面，要保證樣品具有代表性且不受污染；
使用硝酸銀溶液檢驗(yàn)時(shí)，需用蒸餾水配制，且其不穩(wěn)定要注意避光保存；
檢驗(yàn)前要先加稀硝酸酸化，排除碳酸根等干擾離子；
采用硝酸銀滴定法時(shí)，要控制好溶液酸堿度、鉻酸鉀指示劑的濃度和用量、滴定速率，同時(shí)注意顏色變化和硝酸銀溶液的標(biāo)定，且要熟練掌握滴定管操作。
課堂探究
二、氯離子的檢驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)總結(jié)]
原理
Cl－＋Ag＋===AgCl↓　（AgCl不溶于稀硝酸）
試劑
AgNO3溶液和稀硝酸
答題模板
課堂練習(xí)
【練習(xí)1】
如圖，從A處通入純凈的Cl2，打開B閥時(shí)，看不到C處的紅色布條有明顯現(xiàn)象；當(dāng)關(guān)閉B閥后，C處的紅布條逐漸褪色，則D瓶中裝的是（ ）
A.濃硫酸
B.NaOH溶液
C.Na2SO3溶液
D.飽和NaCl溶液
D
課堂練習(xí)
【練習(xí)2】
下列常用干燥劑，不能干燥氯氣的是（ ）
A.濃硫酸
B.五氧化二磷
C.堿石灰
D.氯化鈣
C
課堂練習(xí)
【練習(xí)3】
已知Fe2+在溶液中顯淺綠色，F(xiàn)e3+在溶液中顯棕黃色。在過量FeSO4溶液中滴入幾滴NaClO溶液，并加入適量硫酸，溶液立即變?yōu)樽攸S色。為檢驗(yàn)上述反應(yīng)中的還原產(chǎn)物，下列實(shí)驗(yàn)步驟中合理的組合是（ ）
①過濾，取濾液　②加入硝酸酸化的AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀　③取一支試管，加入上述反應(yīng)后的少許溶液　④再加入過量Ba(NO3)2溶液，出現(xiàn)白色沉淀　⑤再加入過量BaCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀
A.③⑤①② B.③② C.②③④⑤ D.③④①②
D
課堂練習(xí)
【練習(xí)4】
實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置如圖所示：
(1)用化學(xué)方程式表示制取氯氣的反應(yīng)原理　　　　　　　　　　　　　 。?
(2)裝置C的作用是　　　　　　　　　 ，裝置D的作用是　　　　　　　 。?
MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2+2H2O
除去Cl2中的少量HCl氣體
干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣)
課堂練習(xí)
【練習(xí)4】
實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置如圖所示：
(3)檢驗(yàn)E瓶集滿氯氣的方法是　　　　　　　　 　 。?
。
(4)燒杯F中盛放的液體是　　　　　　，其作用是　　　　　　　　　　　 。?
將濕潤(rùn)的紅色布條放到導(dǎo)管口，若布條褪色,則證明已收集滿(或?qū)駶?rùn)的淀粉KI試紙放到導(dǎo)管口，若試紙變藍(lán)，則證明已收集滿)
NaOH溶液
吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境
課堂小結(jié)
布置作業(yè)
1.了解課本P50“化學(xué)與職業(yè)”中對(duì)“水質(zhì)檢驗(yàn)員”的介紹,并上網(wǎng)查閱相關(guān)資料。
2.課下討論：還有哪些方法能用于實(shí)驗(yàn)室制備氯氣?
3.請(qǐng)?jiān)谡n后通過上網(wǎng)或者查閱資料的方法,找出氯元素都有哪些化合價(jià),分別對(duì)應(yīng)哪些含氯物質(zhì),并試著對(duì)它們進(jìn)行分類。
謝謝大家

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