實驗室制取氯氣

氯氣的實驗室制法（公開課）

——主講人wuyuzhang

一教學目標：

1.知識與技能：

○

1

使學生了解工業制取氯氣的方法——電解飽和食鹽水法。

○

2

使學生理解掌握實驗室制備氯氣的原理和方法。

○

3

增強學生的實驗探究能力和對各裝置的理解使用。

2.過程與方法目標：

○

1

通過創設情景復習回顧氯氣的化學性質，達到激發興趣和考察的目的。

○

2

通過對氯氣制備過程的分析，讓學生領悟實驗室制備氣體的原則方法。

○

3

在進行實驗探究的過程中,培養了學生的分析能力、操作能力以及用科學的研究方法解決

實際問題的能力。

3.情感態度和價值觀目標：

通過這樣一節實驗探究課，不僅讓學生更加深刻的認識了氯氣，還學會了如何制取氯氣，

特別是懂得了對氯氣的凈化、尾氣處理等相關知識，為在生活中面對氯氣泄露避免中毒打下

了良好的基礎。同時，培養了學生的環保意識、產品質量意識。

二教學重點、難點：

重點：氯氣實驗室制法原理、裝置的選擇確定

難點：對實驗裝置的改進和創新

三

四教學用具：教學用PPT、教學用視頻

五板書設計：

4.2.4氯氣的實驗室制法

1工業制取：電解飽和食鹽水法（氯堿工業）：

電解的化學方程式為：2NaCl+2H

2

O通電2NaOH+Cl

2

↑+H

2

↑

電解的離子方程式為：2Cl—+2H

2

O通電2OH—+Cl

2

↑+H

2

↑

2實驗室制取：

藥品選擇→發生裝置→收集裝置→尾氣處理裝置

(1)藥品選擇

原理：濃鹽酸、二氧化錳混合加熱

化學方程式：MnO

2

+4HCl(濃)MnCl

2

+Cl

2

↑+2H

2

O

離子方程式：MnO

2

+4H++2Cl—(濃)Mn2++Cl

2

↑+2H

2

O

（2）發生裝置：固-液加熱型

（3）收集裝置：向上排空法

（4）尾氣吸收裝置：NaOH溶液

吸收原理：Cl

2

+2NaOH==NaCl+NaClO+H

2

O

（5）裝置改進—除雜：洗氣瓶

（6）實驗步驟：

六教學過程：

[投影]猜謎語：

黃綠有毒密度大,性質活潑顯氧化,

變價金屬顯高價,溶水溶堿要歧化,

殺菌漂白常用它------------打一化學物質(氯氣)

通過學習氯氣我們已基本了解了氯氣的化學性質，那么氯氣是怎么制取的呢？

通過第一節課的學習同學們已經知道了氯元素在自然界中以化合態存在。無論在工業上

還是在實驗室里最常見、最經濟的含氯化合物是HCl、NaCl，因此常用這些作為反應物。

1工業制取：電解飽和食鹽水法（氯堿工業）：

電解的化學方程式為：2NaCl+2H

2

O通電2NaOH+Cl

2

↑+H

2

↑

電解的離子方程式為：2Cl—+2H

2

O通電2OH—+Cl

2

↑+H

2

↑

（其中的—1價的Cl轉化為Cl

2

是一個被氧化的過程，因為通電的緣故，氯離子可以被氧化

為氯氣，但在實驗室中制備Cl

2

通常用化學試劑，因此還需使用氧化劑。所以下面我們大家

就先一起來探究實驗室制取氯氣的原理。）

2實驗室制取：

藥品選擇→發生裝置→收集裝置→尾氣處理裝置

（1）藥品選擇

【提問】如果提供濃鹽酸、二氧化錳、稀鹽酸、NaCl固體、NaCl溶液等試劑，請學生自己

設計實驗方案，并確定反應原理？

【設計方案】：濃鹽酸、二氧化錳（學生口述）

【化學方程式】：MnO

2

+4HCl(濃)MnCl

2

+Cl

2

↑+2H

2

O（學生板書）

【評析】：其實在第一節課我們已經知道了,氯氣是由舍勒第一開始在實驗室制得的，而且這

是實驗室制取的常用方法。用到的就是濃鹽酸、二氧化錳。在選用試劑的時候，大家容易誤

認為只要氯離子多就行了，其實氯離子在酸性大的時候還原性會更強，即還與氫離子的濃度

有關,所以用濃鹽酸。

【指出】：氧化劑是——MnO

2

，還原劑是——濃HCl，氧化產物——Cl

2

，還原產物——MnCl

2

，

濃鹽酸在這一部分被氧化,一部分與Mn2+形成鹽，因此既表現了還原性又表現了酸性。而

且根據電子轉移情況知還原劑：酸=1：1。

【離子方程式】：MnO

2

+4H++2Cl—(濃)Mn2++Cl

2

↑+2H

2

O（學生板書）（濃硫酸、濃

磷酸不拆）

【強調】：濃鹽酸的“濃”，隨著反應的進行，鹽酸的深度會逐漸減小，當降低到一定濃度，

反應就不能再進行。

練習：投影（用投影儀）

1.在含4molHCl的濃鹽酸中加入足量MnO2，加熱至反應結束，在標準狀況下制得氯氣的體

積可能為（A）

A、16.2LB、22.4LC、28.6LD、33.6L

（2）發生裝置確定

【提問】以前我們都學過哪些氣體的制備實驗，分別是怎樣實驗的？

O

2

：固+固加熱制氣體

H

2

、CO

2

：固液不加熱制氣體

點評：選擇氣體的發生裝置是依據制備氣體、所用試劑的狀態和反應條件（加熱與否）。

【投影】

制取氣體類型發生裝置收集方法

O

2

固-固加熱型排水法

和

向上排空法

H

2

、CO

2

固-液不加熱型排水法和H

2

向下排

空法CO

2

向上排空

法

Cl

2

固-液加熱型排飽和食鹽水法、向

上排空法

【提問】1.在氯氣的發生裝置中用到的裝置是什么？

2.分液漏斗與長頸漏斗有什么不同？多了個活塞

3.活塞的作用：分液漏斗的下端管口不用伸入液面以下

4.加熱要用到的儀器：石棉網、酒精燈

（3）收集裝置

依據氣體密度與空氣的相對大小及在水中的溶解性；密度大于空氣的用向上排空氣法收

集，密度小于空氣的用向下排空氣法收集，難溶于水的還可用排水法收集。

因為氯氣的密度大于空氣，且能溶于水；所以用向上排空氣法收集

討論：依據氯氣的物理性質來分析直接收集不再連接其他裝置了是否完善？

歸納：由于氯氣有毒，不能逸散到空氣中，所以要對以往的向上排空氣法收集裝置進行

改進，而且還必須要注意尾氣的處理。

（4）尾氣吸收裝置

【設問】根據學過的氯氣的性質，應該選用什么溶液來吸收？

【答】易溶于水的NaOH溶液

吸收原理：Cl

2

+2NaOH==NaCl+NaClO+H

2

O

【論述】根據以上分析綜合起來我們可以得到這樣一個裝置圖：

濃HCl

MnO

Cl

NaOH

2

2

實驗室制取氯氣

【思考與交流】以上裝置圖制取得到的氯氣是否純凈？如果不純凈可能會摻雜哪些雜質？

（學生回答：水蒸氣和HCl）

因為發生裝置中加熱的是液體濃鹽酸，只要是從溶液中逸出來的氣體都會有水蒸氣，且

濃鹽酸具有揮發性，所以收集到的一定是混合氣體。若要除去雜質得到干凈的氯氣一定再對

裝置進行改進。

（5）裝置改進—除雜

【講述】除去氣體中的雜質的裝置我們叫做洗氣瓶，特點“長進短處”。

根據雜質氣體性質：水蒸氣—濃硫酸和HCl（極易溶于水）。除雜遵循不能除去欲得氣

體，因此不能簡單用水除HCl，而應該用飽和食鹽水，此時氯氣不溶于水。

順序為：飽和食鹽水→濃H

2

SO

4

→收集→吸收

改進后的裝置：

A

發生裝置B除雜裝置C收集裝置D吸收裝置

（6）實驗步驟

○

1

按設計圖依次連接好儀器，遵循“先下后上，先左后右”的順序,并檢查裝置氣密性。

②在燒瓶中加入二氧化錳粉末

③往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中

④緩緩加熱，加快反應，使氣體均勻逸出

⑤用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導入吸收劑中

?2.用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣,當有0.4L10mol/LHCl被氧化時,生成的氯氣在

標準狀況下的體積為()

?A.22.4LB.44.8L

?C.67.2LD.89.6L

小結：

本節課我們主要講了氯氣的制備，重點講的是氯氣實驗室制法。氯氣的實驗室制法一

直是高考的熱點內容之一，希望同學們通過本節的講解，能夠熟練掌握氯氣的制備方法并

用此探究方法和原理解決今后遇到的其它的相關實驗問題。