【学霸笔记：同步精讲】专题3 第一单元 基础课时11 氯气的发现与制备 课件--2026版高中化学苏教版必修第一册

(共55张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
专题3　从海水中获得的化学物质
第一单元　氯气及氯的化合物
基础课时11　氯气的发现与制备
学习 任务 1．了解氯气的发现史，体会并初步掌握氯气的实验室制法。
2．认识氯气的工业制法，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
必备知识　自主预习储备
一、氯气的发现与实验室制法
1．氯气的发现
1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分是MnO2)混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈________气味的______色气体——氯气。
2．氯气的实验室制法
(1)反应原理：___________________________________________。
刺激性
黄绿
MnO2＋4HCl(浓)
(2)实验装置
①A装置为__________装置，作用是______氯气。
②B装置为______装置，作用是______氯气。
③C装置为__________装置，作用是_____________。
气体发生
制备
收集
收集
尾气处理
吸收多余Cl2
判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)自然界中既有游离态的氯又有化合态的氯气单质。 (　　)
(2)瑞典化学家舍勒发现了氯气。 (　　)
(3)实验室制氯气的过程中发生了氧化还原反应。 (　　)
×
√
√
二、氯气的工业制法
以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业称为氯碱工业。
1．氯气的制备原理
反应的化学方程式为_________________________________________。
2．实验室电解饱和食盐水
(1)实验装置
(2)实验操作
①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min 后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。
②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液颜色的变化。
(3)实验分析
实验现象 结论
① ____________ a管中气体为______
② __________________ b管中气体为______
③ ________________、____________________ _____________________、_______________________
出现爆鸣声
氢气
产生黄绿色的气体
氯气
铁棒端溶液变红
石墨棒端溶液不变色
U形管左端溶液显碱性
U形管右端溶液不显碱性
(4)实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是___________________。
想一想　实验室制Cl2与工业制Cl2的反应中，氯元素的化合价分别是怎么变化的？
H2、Cl2、NaOH溶液
关键能力　情境探究达成
[情境素材]
舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(主要成分是二氧化锰)。当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。中国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。至今，实验室制取氯气仍然沿用舍勒的方法。
氯气的制法
[合作探究]
1．实验室制取氯气时，需要加热，加热温度是否越高越好？
[提示]　为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
2．某化学兴趣小组在实验室制取氯气时，用含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，能得到1 mol Cl2吗？
[提示]　不能。因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不再反应。
[归纳总结]
氯气的实验室制备方法
1．反应原理
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
[拓展]　实验室制取氯气的其他方法：
实验室制取氯气的原理是用强氧化剂氧化浓盐酸，即Cl－Cl2，因此还可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等强氧化剂与浓盐酸反应制取氯气。
KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
2．实验装置
(1)发生装置特点：固＋液气。
(2)主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。
发生装置　　除杂装置　 收集装置　尾气处理装置
(3)装置说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。
3．收集方法
(1)Cl2的密度比空气大，且不与空气反应，可用向上排空气法收集氯气。
(2)Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，可用排饱和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发出的HCl气体。
4．验满方法
(1)将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近收集Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明Cl2已收集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。
5．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，可用NaOH溶液吸收，发生的反应为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。
6．实验室制氯气的注意事项
(1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
(2)Cl－浓度越小，其还原性越弱，故必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。
(3)实验结束后，先熄灭酒精灯使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，应选用NaOH溶液，不能选用澄清石灰水，因为澄清石灰水中含的量少，Cl2吸收不完全。
[能力达成]
1．下列描述正确的是(　　)
A．将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净干燥的Cl2
B．将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水来制备纯净干燥的Cl2
C．过量浓盐酸与一定量二氧化锰反应，MnO2能完全反应
D．除去氯气中的HCl气体，装置如图：
√
C　[HCl极易溶于水，饱和食盐水吸收HCl同时抑制氯气的溶解，还需浓硫酸干燥氯气，故A错误；浓盐酸易挥发，应先通过饱和食盐水除去HCl，后经过浓硫酸干燥，故B错误；浓盐酸与二氧化锰反应，浓盐酸需过量，才能使MnO2完全反应，故C正确；Cl2和HCl均与碳酸氢钠饱和溶液反应，且生成新杂质CO2气体，不能除杂，故D错误。]
2．某学生设计如图实验装置用于制备纯净的Cl2。
(1)装置中有五处错误，请指出：
①________________________________________，
②________________________________________，
③________________________________________，
用长颈漏斗错误，应用分液漏斗
不能用稀盐酸，应用浓盐酸
没有用酒精灯，应用酒精灯加热
④___________________________________________________________________，
⑤___________________________________________________________________________。
盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应更换位置
盛饱和食盐水的洗气瓶中的进气导管应插入液面，出气导管不应插入液面
(2)在更正后的装置图中，仪器中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是：
①饱和食盐水的作用：_____________________________________；
②浓硫酸的作用：__________________________________________；
③氢氧化钠溶液的作用：___________________________________。
除去混在氯气中的HCl　
除去混在氯气中的水蒸气
吸收多余的Cl2，防止污染环境
[解析]　从实验原理上来说，氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取，不能用稀盐酸，因稀盐酸与二氧化锰不反应；制得的氯气中混有HCl和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除去；因氯气有毒，应用尾气吸收装置，以避免对环境的污染。
学习效果　随堂评估自测
√
1．浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，其中可为人类利用的氯化物含量相当高。海水中含量最多的氯化物是(　　)
A．NaCl B．MgCl2
C．KCl D．CaCl2
A　[海洋中含盐约3%，主要为NaCl，此外，还有MgCl2、KCl、CaCl2、MgSO4等盐类。]
√
2．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。收集Cl2的正确装置是(　　)
A　　　B　　　　C　　　　　D
C　[ A项，空气不能排出，不能用于收集气体；B项，用于收集密度比空气小的气体；C项，可以收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；D项，NaOH溶液能吸收氯气，不能用于收集氯气。]
√
3．实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，发生装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是(　　)
A．防止氯气扩散到空气中造成污染
B．便于控制加入盐酸的量
C．长颈漏斗不便于添加液体
D．尽量避免HCl挥发到空气中
C　[长颈漏斗也方便添加液体，C项错误。]
4．通过下列装置制备氯气，并验证氯气的性质。
(1)写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子方程式：______________________________________________________。
(2)注射器内水的作用是_________________________。
(3)实验结束后，通过U形管左侧的导气管通入CO2气体，作用是__________________________________________。
(4)可以验证氯气具有氧化性的现象是________________________。
＋16H＋＋
10Cl－===2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O
湿润试纸和红纸
赶尽装置内的氯气，让NaOH溶液完全吸收
淀粉-碘化钾试纸变蓝
题号
1
3
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2
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10
11
12
13
√
1．实验室制备氯气时用如下操作，操作顺序正确的是(　　)
①连接好装置，检查装置的气密性　②缓慢加热，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，尾气导入碱液中
A．①②③④⑤ B．④③①②⑤
C．①③④②⑤ D．①③②④⑤
基础课时固基练(11)　氯气的发现与制备
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
题号
1
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C　[制备气体时首先应连接好装置，检查装置的气密性，再依次加入药品，反应制备气体。]
√
2．某化学小组用如图所示的装置制
备氯气，下列说法正确的是(　　)
A．该装置图中只存在两处错误
B．该实验中收集氯气的方法正确
C．为了防止氯气污染空气，必须用饱和食盐水进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸，可以验证是否有氯气生成
题号
1
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D　[A项，题给装置有多处错误，不能用长颈漏斗，应用分液漏斗，同时应有加热仪器，集气瓶中的导管应长进短出，还应有尾气处理装置，错误；B项，收集氯气时，导管应长进短出，错误；C项，Cl2难溶于饱和食盐水，不能用饱和食盐水吸收Cl2，错误。]
题号
1
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√
3．下列关于氯气制取方法的说法中，不正确的是(　　 )
A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体
B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱
C．实验室制法和电解饱和食盐水制法的化学方程式是不同的
D．实验室制取氯气时，最好大火加热，使温度迅速升高
题号
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D　[浓盐酸具有挥发性，实验室制取氯气时，应缓缓加热以减少浓盐酸的损失，D错误。]
√
4．实验室用下列两种方法制取氯气：
①用含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的物质的量(　　)
A．方法①比②多 B．方法②比①多
C．两种方法一样多 D．无法比较
题号
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B　[首先，实验室制Cl2时，当浓盐酸浓度逐渐变小后将不再反应产生Cl2；其次，根据化学方程式知，参加反应的HCl与MnO2的物质的量之比为4∶1。故方法①中含4 mol HCl的浓盐酸不可能全部反应，所得Cl2的物质的量小于1 mol；而方法②中87 g MnO2完全反应生成1 mol Cl2，所以方法②比①所得的氯气多。]
题号
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√
5．下列关于实验室制备氯气的说法正确的是(　　)
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
题号
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D　[若用长颈漏斗代替盛浓盐酸的分液漏斗，则无法控制浓盐酸的用量，并且浓盐酸易挥发，生成的Cl2也可能会部分逸出，A项错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，容易中毒，应该在通风橱中进行，B项错误；Cl2难溶于饱和食盐水，不能用饱和食盐水吸收Cl2，C项错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则证明氯气已收集满，D项正确。]
题号
1
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√
6．实验室制取氯气的试管壁黏附有MnO2，除去MnO2可用的试剂是(　　 )
A．蒸馏水 B．KOH溶液
C．稀盐酸 D．热的浓盐酸
题号
1
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D　[联想实验室制备氯气的原理，本题实质上是考查该反应的发生条件，即MnO2可以在加热的条件下与浓盐酸反应生成氯气，D选项正确。]
√
7．关于电解氯化钠溶液，下列叙述正确的是(　　 )
A．电解时在阳极(接电源正极)得到氯气，在阴极(接电源负极)得到金属钠
B．在阳极附近有黄绿色的气体产生
C．在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将电解液全部转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
题号
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B　[阴极得到H2和NaOH，无单质钠产生，A错误；在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液后呈红色，C错误；溶液中有NaOH，呈碱性，D错误。]
题号
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√
8．如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于(　　 )
A．锌和盐酸生成氢气
B．二氧化锰和浓盐酸生成氯气
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳
D．KClO3和MnO2生成氧气
题号
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A　[B、C、D三选项要制取的气体的密度都比空气大，不能使用向下排空气法收集，而且制取Cl2、O2需要加热。]
√
9．已知：2Fe＋3Cl22FeCl3。如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　 )
A．a—b—c—d—e—f—g—h
B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g
D．a—c—b—d—e—h—i—f
题号
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B　[按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。]
√
10．电解100 g溶质质量分数为26%的饱和食盐水，生成0.1 mol H2后，溶液中NaOH的质量分数约是(　　)
A．8.02% B．8.00%
C．8.63% D．8.21%
题号
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C　[根据方程式2NaCl＋2H2O，得：
m(NaOH)＝0.2 mol×40 g·mol-1＝8 g，
m(H2)＝0.1 mol×2 g·mol-1＝0.2 g，
m(Cl2)＝0.1 mol×71 g·mol-1＝7.1 g。
w(NaOH)＝×100%≈8.63%。]
题号
1
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11．(7分)某实验兴趣小组利用如图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
题号
1
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13
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为___________________________ __________________________。(2分)
(2)a为电源的________极(填“正”或“负”)；D中收集的气体是____________________。(2分)
(3)C试管盛放_______________________________________________溶液。溶液中A电极附近的现象为_____________________________、
_____________________________。(3分)
题号
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13
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
负
氢气(或H2)
淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可)
有气泡产生　
溶液由无色变为红色
[解析]　电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空气小，只能用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极，A极上除了有氢气产生外，溶液中还产生NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。
题号
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√
题号
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12．(易错题)用惰性电极电解未精制的饱和食盐水，食盐水装在U形管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是(　　 )
A．碳酸镁 B．硫酸钡
C．氢氧化镁 D．碳酸钡
C　[粗盐中含有Ca2+、Mg2+等，Mg2+与电解质在阴极产生的OH－作用产生Mg(OH)2。]
13．(10分)(素养题)(1)实验室制取氯气时，右列操作不正确的是________ (填字母)。(1分)
题号
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Ⅰ　　　　　　　　　Ⅱ
Ⅲ　　　　　　　　　Ⅳ
A．装置Ⅰ可用于制取少量氯气
B．用装置Ⅱ除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置Ⅲ制取氯气
D．用装置Ⅳ干燥氯气
ABCD
(2)实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需要的试剂为__________、__________、_________________。(3分)
(3)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是________(填字母)。(2分)
题号
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饱和食盐水　
浓硫酸　
氢氧化钠溶液
BD
(4)氯气是有毒气体，必须进行尾气处理，写出实验室氯气尾气处理的化学方程式： ____________________________________________________。(2分)
(5)漂白剂(有效成分为次氯酸钠)和洁厕灵不能混合使用，会产生氯气，反应的化学方程式为_____________________________________。(2分)
题号
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Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
2HCl＋NaClO===Cl2↑＋NaCl＋H2O
[解析]　(1)实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气，装置Ⅰ中的盐酸是稀盐酸，不能用于制取少量氯气，A错误；氯气也能与碳酸氢钠反应，应该用饱和食盐水除去氯气中的少量氯化氢，且Cl2应该是长口进短口出，B错误；实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气，装置Ⅲ中缺少加热装置，不能制备氯气，C错误；用装置Ⅳ干燥氯气时应该是长口进短口出，D错误。
(2)由于生成的氯气中含有水蒸气和氯化氢，且氯气有毒，尾气需用碱液吸收，则除了二氧化锰、浓盐酸外还需要的试剂有除去氯化氢的饱和食盐水，干燥氯气的浓硫酸以及吸收尾气的氢氧化钠溶液。
题号
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与浓盐酸在常温下反应产生Cl2，A装置正确；浓盐酸易挥发，发生装置生成的氯气中含有挥发的HCl和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，不能用氢氧化钠溶液，B装置错误；用浓硫酸干燥氯气，导气管长进短出，C装置正确；氯气与金属在试管中反应若用单孔塞，容易造成试管内压强过大，且导管应插入试管底部，D装置错误。
(4)氯气是有毒气体，必须进行尾气处理，实验室一般用NaOH溶液吸收Cl2。
(5)NaClO与盐酸反应的化学方程式为NaClO＋2HCl===Cl2↑＋NaCl＋H2O。
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谢 谢！