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第二節 氯及其化合物
第2課時：氯氣的實驗室制法
氯離子的檢驗
第二章 海水中的重要元素
—鈉和氯
氯氣的實驗室制法
01
氯離子的檢驗
02
氯氣的實驗室制法
氯氣的實驗室制法
【Cl2 的發現】
舍勒：將軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱，產生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。
+4 -1 +2 0
化合價升高
化合價降低
MnO2 ＋ 4HCl(濃) MnCl2 ＋ Cl2↑ ＋ 2H2O
氯氣的實驗室制法
任務一、氯氣的實驗室制法裝置的選擇
回顧初中所學的氧氣、二氧化碳等氣體的實驗室制取方法，選擇正確的實驗裝置。
氣體 制取原理（方程式）
O2
O2
CO2
2KClO3 2KCl + 3O2↑
2KMnO4 K2MnO4+ MnO2+ O2↑
2H2O2 2H2O + O2↑
CaCO3+ 2HCl = CaCl2+
CO2↑+H2O
氯氣的實驗室制法
任務二、請根據實驗室制氣體的基本要求，結合氯氣實驗室制法原理，
討論交流如何設計實驗室制備氯氣的裝置？
向上排空氣法
問題：該裝置能否收集到純凈干燥的氯氣？如何改進？
這也是向上排空氣法，氯氣從哪根管通入？
或排飽和食鹽水法
氯氣的實驗室制法
②特點： a.MnO2 是氧化劑，HCl是還原劑，濃鹽酸中，一半氯離子被氧化，
既體現還原性，又體現酸性。
b.反應條件：濃鹽酸、加熱。MnO2與稀鹽酸不反應，因此，無論MnO2是否足量，鹽酸均不能完全反應，反應后溶液為鹽酸和MnCl2的混合液。
③工業制取Cl2：用電解飽和食鹽水的方法，反應的化學方程式為：
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
+4 -1 +2 0
化合價升高
化合價降低
MnO2 ＋ 4HCl(濃) MnCl2 ＋ Cl2↑ ＋ 2H2O
氯氣的實驗室制法
除雜裝置：除去氯氣中的HCl可以用飽和食鹽水(圖Ⅰ)；除去氯氣中的水蒸氣可用濃硫酸(圖Ⅱ)或五氧化二磷或無水CaCl2(圖Ⅲ)。
發生裝置
除雜裝置
收集裝置
尾氣裝置
NaOH溶液
氯氣的實驗室制法
⑤吸收裝置：氯氣有毒，實驗室制取氯氣時應在密閉系統或通風櫥中進行，通常
在收集裝置的后面連接盛有NaOH溶液的吸收裝置。注意不能用澄
清石灰水吸收Cl2，因為溶液中Ca(OH)2濃度小，吸收不完全。如圖：
⑥實驗室制取純凈氯氣裝置如圖所示：
發生裝置
除雜裝置
收集裝置
尾氣裝置
A：分液漏斗—鹽酸；
B：圓底燒瓶—MnO2；
C：廣口瓶—除去HCl氣體；
D：廣口瓶—干燥氯氣；
E：廣口瓶—收集Cl2；
F：燒杯—尾氣吸收裝置。
氯氣的實驗室制法
×
錯誤？
氯氣的實驗室制法
×
√
√
大本P51
或將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近集氣瓶瓶口，試紙變藍
飽和氯化鈉中Cl-濃度比較高,因此Cl2和水反應較弱,可以最大程度減少氯氣損失.而HCl極易溶解于水, 所以可以去除HCl雜質
(1)加熱條件下，將含有36.5 g HCl的濃溶液與足量二氧化錳反應制備氯氣，發現生成氯氣的質量少于理論值，這是為什么呢(操作和收集都規范正確)
鹽酸濃度降低，而稀鹽酸與MnO2不反應
不合理。澄清石灰水中氫氧化鈣的濃度很小，吸收氯氣不充分。制備漂白粉應該利用氯氣與石灰乳反應。
(2)某同學認為可以用澄清石灰水代替氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，同時還可以制得漂白粉，你認為該同學的想法是否合理？
大本P52
情景探究
氯氣的實驗室制法
②除雜原因：飽和氯化鈉中Cl-濃度比較高,因此Cl2和水的
反應較弱,可以最大程度減少氯氣損失.而HCl極易溶解于
水, 所以可以去除HCl雜質.用水也可以但損失的氯氣要多一些,因此沒有飽和
NaCl效果好。
氯氣的實驗室制法
任務三、問題探究：如何檢驗氯氣已經收集滿？為什么可用飽和氯
化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫？直接用水可以嗎？
①驗滿方法：將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近集氣瓶瓶口，試紙變藍；也可將濕
潤的藍色石蕊試紙靠近集氣瓶瓶口，試紙先變紅后褪色，
則可證明Cl2已收集滿。
淀粉碘化鉀試紙
氯氣的實驗室制法
任務三、討論交流，從氧化還原反應角度思考，有沒有其他方式制備氯氣？
常見的氧化劑有：KMnO4、KClO3、NaClO、Ca(ClO)2等。
2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
KClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2O
NaClO＋2HCl（濃）= NaCl＋H2O＋ Cl2↑
反應條件不需要加熱！
+4 -1 +2 0
化合價升高
化合價降低
MnO2 ＋ 4HCl(濃) MnCl2 ＋ Cl2↑ ＋ 2H2O
發生裝置
凈化裝置
干燥裝置
收集裝置
處理裝置
反應物狀態
及反應條件
制備氣體及雜質的性質
制備氣體的性質選擇干燥劑
氣體的水溶性或其密度
氣體的毒性選擇吸收劑
常見氣體制備流程
大本P52 核心歸納
對應訓練
訓練2　(2023·山西朔州月考)實驗室制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是( )
①連接好裝置，檢查氣密性　②緩緩加熱　③在圓底燒瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入濃鹽酸　④通過分液漏斗慢慢向燒瓶中注入濃鹽酸　⑤將多余氯氣用濃NaOH溶液吸收　⑥當有連續氣泡出現時，開始用向上排空氣法收集氯氣
A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
D
大本P53 訓練2
對應訓練
【典例1】實驗室用MnO2和濃鹽酸在加熱條件下反應制取Cl2。下列說
法正確的是(　　)
A．MnO2是反應的氧化劑，鹽酸是還原劑
B．盛濃鹽酸的分液漏斗可用長頸漏斗代替
C．用飽和碳酸氫鈉溶液可除去Cl2中混有的HCl
D．Cl2能使濕潤的有色布條褪色，說明Cl2具有漂白性
A
【解析】MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O，MnO2是反應的氧化劑，鹽酸是還原劑，A正確；若用長頸漏斗代替，氯氣易從長頸漏斗逸出，且無法控制濃鹽酸的用量，盛濃鹽酸的分液漏斗不能用長頸漏斗代替，B錯誤；氯氣與碳酸氫鈉溶液反應，應選飽和食鹽水除去，C錯誤；氯氣與水反應生成HClO具有漂白性，能使濕潤的有色布條褪色，氯氣不具有漂白性，D錯誤。
對應訓練
【典例2】下列關于含氯消毒劑的解釋不正確的是（ ）
A．“84”消毒液不能與潔廁靈混合使用：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O B．工業上將氯氣通入石灰乳制取漂白粉：
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
C．氯水應避光保存的原因是：2HClO H2O＋Cl2↑
D．氯氣意外發生泄漏，可用浸有一定濃度NaHCO3溶液的毛巾捂住
鼻子，向高處轉移
C
【解析】A．84消毒液含NaClO，潔廁靈含HCl，兩者混用發生反應NaClO+ 2HCl=Cl2↑+NaCl+H2O，A正確；B．工業上用Cl2與石灰乳反應制漂白粉，B正確；C．次氯酸見光易分解，2HClO 2HCl＋O2↑，C錯誤；D．NaHCO3溶液具有弱堿性，能與氯氣反應，處在該環境中，可用浸有一定濃度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，向高處轉移，D正確；故選C。
氯氣的實驗室制法
任務二、討論結論：結合上述氣體的實驗室制法，思考設計實驗室中
制取氣體裝置時應注意哪些問題？
實驗制氣裝置
收集
尾氣
條件
內容
干燥劑
①發生裝置和收集裝置，還可增加除雜裝置和尾氣處理裝置等。
②選取發生裝置的依據是制取氣體所用試劑的狀態和反應條件(加熱與否)。
③選擇收集方法及裝置的主要依據是氣體的密度、水溶性及是否與水發生反應。
④選擇主要依據是被干燥氣體不能與干燥劑反應。
⑤尾氣處理裝置依據是氣體密度、在水中的溶解性，以及是否與水反應。
⑥一般為:發生裝置→除雜裝置(如需要)→收集裝置→尾氣處理裝置(如需要)。
順序
對應訓練
【典例1】下列關于實驗室制取氯氣的說法正確的是(　　) A．盛濃鹽酸的分液漏斗可用長頸漏斗代替 B．為了便于學生觀察氯氣的制備實驗，可在講臺上直接做氯氣的制備
實驗 C．可用飽和食鹽水吸收尾氣 D．可在集氣瓶口放一張濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察氯氣是否收集滿
【解析】盛濃鹽酸的分液漏斗若用長頸漏斗代替無法控制鹽酸的用量，A錯誤；在講臺上直接做氯氣的制備實驗，沒有在通風櫥中進行，容易造成中毒事件，B錯誤；飽和食鹽水不能與氯氣反應，不能用于吸收尾氣，C錯誤；可在集氣瓶口放一張濕潤的淀粉碘化鉀試紙，若試紙變藍，則氯氣集滿，D正確。
D
對應訓練
【典例2】實驗室用下列裝置制取干燥氯氣并處理尾氣，其中不能達
到實驗目的的是（ ）
A B C D
發生裝置 除雜裝置 收集裝置 尾氣處理裝置
A
氯離子的檢驗
氯離子的檢驗
活動一、氯離子的檢驗方法
任務一、討論交流：中學階段離子檢驗的原理時什么？有哪些常用
方法？
離子檢驗
原理
方法
一般利用離子發生反應時，產生的特殊現象來判斷（檢驗），因此，不同離子的檢驗方法不同。
①觀察顏色法—Cu2+（藍色）、Fe3+（黃色）、Fe2+（淺綠色）、MnO4-（紫紅色）。②焰色試驗法—檢驗鉀和鈉離子。③氣體法—轉化為特殊氣體的離子檢驗，如CO32－)或HCO3－→CO2、NH4+→NH3。
氯離子的檢驗
實驗探究：結合教材49【實驗2-9】，在5支試管中分別加入2～3 mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察現象，填寫下表內容。
大本P51 知識點二 氯離子的檢驗
產生白色沉淀
沉淀不溶解
產生白色沉淀
沉淀不溶解
產生白色沉淀
氯離子的檢驗
實驗現象 化學方程式
滴入幾滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸 稀鹽酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
自來水
蒸餾水 ——
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有少量白色沉淀生成
無明顯變化
無明顯變化
沉淀不溶解
沉淀溶解，有氣泡產生
沉淀不溶解
沉淀不溶解
HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3
NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO3↓+2NaNO3
Ag2CO3+2HNO3==CO2↑+H2O+2AgNO3
Cl2+H2O==HCl+HClO，HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3
氯離子的檢驗
任務三、歸納總結氯離子的檢驗方法及注意事項是什么？
稀硝酸
AgNO3溶液
白色沉淀
大本P51
√
×
×
大本P51
對應訓練
【典例1】一般用于檢驗Cl﹣的試劑是（　　） A．BaCl2、稀硝酸 B．稀硝酸、AgNO3 C．稀鹽酸、BaCl2 D．AgNO3、稀鹽酸
【解答】Cl﹣的檢驗常用含Ag+的可溶性鹽AgNO3，檢驗之前先用硝酸酸化，排除干擾離子，利用生成的AgCl白色沉淀的現象來判斷Cl﹣的存在，故選：B。
B
對應訓練
【典例2】下列檢驗Cl﹣的方法正確的是（ 　 ） A．向某溶液中滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀說明該溶液中有Cl﹣ B．向某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，
說明該溶液中有Cl﹣ C．向某溶液中先滴加AgNO3溶液，產生白色沉淀，再滴加鹽酸，沉
淀不消失，說明該溶液中有Cl﹣ D．向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產生白色沉淀說明
該溶液中有Cl﹣
D
氯離子的檢驗
【解析】A．向某溶液中滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀說明該溶液中有Cl﹣或SO42﹣或CO32﹣，故A錯誤；B．向某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，無法說明該溶液中有Cl﹣，因為加入鹽酸會引入氯離子，故B錯誤；C．向某溶液中先滴加AgNO3溶液，產生白色沉淀，再滴加鹽酸，沉淀不消失，無法說明該溶液中有Cl﹣，因為碳酸銀溶于鹽酸，轉化為AgCl，故C錯誤；D．向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則該沉淀為AgCl，說明該溶液中有Cl﹣，故D正確；故選：D。
氯離子的檢驗
活動二、離子檢驗的應用
任務一、討論交流：在進行離子或某些物質的檢驗時，要注意什
么問題？如何解決這些問題？
①在進行離子或某些物質的檢驗時要注意產生其它離子或物質的干擾。如檢
驗Cl－時，CO32－會產生干擾，加入AgNO3溶液，要產生Ag2CO3白色沉淀，但
此沉淀要溶于稀硝酸，所以，加稀硝酸就可以排除CO32－離子的干擾。
②同理，前面在檢驗SO42－時，要先加HCl 進行酸化以排除其它離子的干擾。
③檢驗NaHCO3中是否混有Na2CO3時，所加試劑只能是可溶性的鋇鹽、鈣鹽
或鎂鹽，不能是Ba(OH)2、Ca(OH)2，以防止NaHCO3對Na2CO3檢驗產生干擾。
氯離子的檢驗
任務二、閱讀教材P40頁“化學與職業”欄目內容，思考自來水常用Cl2
殺菌消毒，不法商販用自來水冒充純凈水出售，如何辨別其真偽？你
對水質檢驗員有什么認識？
①Cl2殺菌消毒的自來水中的Cl-、Cl2、HClO都是微量的，要鑒別，就必須有明顯
的現象。
②由于Ag+與Cl-的反應靈敏，可看到渾濁現象，所以可以通過檢驗水中是否含有
氯離子來辨別。自來水含有氯離子，而純凈水不含有氯離子。
③在日常生活、生產中，自來水廠、污水處理廠、玻璃加工廠、制藥、食品和化
工企業等都需要進行水質檢驗。水質檢驗員肩負著人們生活安全、環境保護等重
要責任，只有努力學好化學知識，才能成為一名合格的水質檢驗員。
對應訓練
【典例1】在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，
沉淀部分溶解，有無色無味的氣體生成，將氣體通入澄清石灰水，石
灰水變渾濁，由此判斷水溶液中含有(　　) A．Cl－、SO42－ B．Cl－、NO3－ C．Cl－、CO32－ D．Cl－、OH－
C
【解析】根據題給現象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且產生使澄清石灰水變渾濁的氣體，則原溶液中存在CO32－和Cl－。
對應訓練
【典例2】對下列實驗過程的評價，正確的是（ ） A．某固體中加入稀鹽酸，產生了無色氣體，證明該固體一定會
有CO32－ B．某溶液中滴加了Na2CO3溶液，生成白色沉淀，該溶液中一定
會有Ba2+ C．某溶液中先滴加鹽酸使溶液酸化，再滴加BaCl2溶液，生成白
色沉淀，該溶液中一定有SO42－ D．驗證燒堿溶液中是否含Cl﹣，先加稀鹽酸除去OH﹣，再加
AgNO3溶液，有白色沉淀出現，證明含Cl﹣
C
氯離子的檢驗
【解析】A．CO32－、HCO3－、SO32－、HSO3－都和稀鹽酸反應生成無色氣體，所以某固體中加入稀鹽酸，產生了無色氣體，不能證明該固體中一定含有CO32－，故A錯誤；B．遇到Na2CO3溶液產生白色沉淀的有Ba2+、Ca2+等，某溶液中滴加了Na2CO3溶液，生成白色沉淀，該溶液中不一定會有Ba2+，故B錯誤；C．某溶液中先滴加鹽酸使溶液酸化，排出了碳酸根、亞硫酸根、銀離子等的干擾，再滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，證明一定含有SO42－，故C正確；D．加稀鹽酸除去OH-的同時，已經在溶液中引入了Cl-，所以當再加入AgNO3溶液，有白色沉淀，并不能說明驗證原燒堿溶液中是否含Cl-，故D錯誤；答案為C。
1．實驗室制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是（　　） ①連接好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③在燒瓶中加入少量的
MnO2，向分液漏斗中加入濃鹽酸；④通過分液漏斗慢慢向燒瓶中
注入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用濃NaOH溶液吸收；⑥當有連續氣泡
出現時，開始用向上排空氣法收集氯氣。 A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
【解析】制取氯氣的實驗操作順序為：連接裝置，檢查裝置的氣密性，防止裝置連接處漏氣，向圓底燒瓶中加入固體藥品二氧化錳粉末，從分液漏斗中緩緩加入濃鹽酸，加熱，待氣體均勻放出時收集氣體，氯氣有毒，最后連有尾氣吸收裝置吸收氯氣，防止污染空氣，所以正確操作順序為①③④②⑥⑤，故D正確。
D
2.實驗室制取氯氣時，下列實驗能達到相應目的的是（　　）
A．圖甲生成Cl2 B．圖乙凈化Cl2 C．圖丙收集Cl2 D．圖丁吸收Cl2尾氣
【解析】該裝置中沒有加熱條件，則二氧化錳與濃鹽酸不反應，不能制備氯氣，故A錯誤；堿石灰能吸收氯化氫氣體，但也能與氯氣反應，不能用堿石灰凈化氯氣，故B錯誤；氯氣密度大于空氣，應該選擇向上排空氣法收集，故C錯誤；氯氣是污染性氣體，應用氫氧化鈉溶液吸收處理，故D正確。
D
3．下列對某溶液所含離子的檢驗，敘述正確的是（ ） A．滴入BaCl2溶液和稀硝酸，產生白色沉淀，則原溶液中一定含有
SO42－ B．滴入鹽酸酸化，再滴入硝酸銀溶液，產生白色沉淀，則原溶液中
一定含有Cl- C．進行焰色試驗檢驗某溶液中的陽離子，發現火焰呈黃色，則一定
沒有鉀元素 D．有色花瓣浸泡在氯水中，花瓣褪色，則氯水中含有次氯酸分子
D
【解析】滴入BaCl2溶液和稀硝酸，產生白色沉淀，原溶液中也可能含有銀離子生成氯化銀沉淀，A錯誤；滴入鹽酸酸化引入氯離子，再滴入硝酸銀溶液，產生白色沉淀，不能證明原溶液中一定含有Cl-，B錯誤；進行焰色試驗檢驗某溶液中的陽離子，要證明鉀元素存在，需要透過藍色鈷玻璃觀察，C錯誤； 故選D。
4．實驗室制備 Cl2 可用下列反應：NaClO+2HCl（濃）==NaCl+Cl2↑
+H2O。利用上述反應制備 Cl2時，下列說法正確的是（ ） A．除去 Cl2中含有的少量 HCl 可以通過飽和的 NaHCO3溶液 B．制備 Cl2可以采用圖1裝置
C．干燥 Cl2可以選用濃硫酸或堿石灰等干燥劑 D．收集 Cl2 使用圖2裝置能防止 Cl2逸出，減少污染。
【解析】A．HCl會和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳氣體，引入雜質，A錯誤；B．NaClO+2HCl（濃）==NaCl+Cl2↑+H2O。，反應為固液不加熱可以可以采用圖1裝置，B正確；C．氯氣會和堿石灰反應，不能使堿石灰干燥，C錯誤；D．圖2裝置為密閉裝置，氯氣不能進入裝置，D錯誤；故選A。
A

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