师：同学们，今天我们学习高一人教版化学第二章氯气的实验室制法。先来看看本节课的学习目标：一、掌握实验室制取氯气的反应原理和实验装置；二、通过实验室制取氯气的实验装置，了解实验室制取气体装置的设计；三、知道气体制备实验的一般操作流程。
在初中我们已学过氧气和二氧化碳这两种重要气体，现在回顾一下实验室制取它们的实验装置。请结合氧气和二氧化碳的相关知识完成下表。实验室里，我们利用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，用大理石和稀盐酸混合制取二氧化碳。
第一条方程式，反应物状态都是固体，反应条件是加热，所以选择 b 作为发生装置；第二条方程式，反应物状态是固体和液体混合，反应条件是常温，所以选择 a 作为发生装置。氧气密度比空气大，不易溶于水且不与水反应，所以选择 c 或 e 作为收集装置；二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应，所以选择 c 作为收集装置。
基于以往知识，现在一起学习实验室制取氯气的反应原理和实验装置。请同学们阅读课本第 45 页，找出实验室制取氯气的反应原理，并选择相应实验仪器制取氯气。阅读课本可知，舍勒发现氯气的方法是实验室制取氯气的主要方法之一。在实验室中，通常用二氧化锰固体和浓盐酸混合加热制取氯气。二氧化锰中的锰元素从正 4 价降到正 2 价，做氧化剂；浓盐酸中的部分氯元素化合价从 -1 价升高到 0 价，做还原剂，部分氯元素化合价保持不变。
师：根据制取氯气的反应原理，能不能用图 a 作为制取氯气的发生装置？
生：不能，因为二氧化锰和浓盐酸要在加热条件下制取氯气，所以应该选择图 b 有酒精灯的装置作为发生装置。
师：连接好仪器可得到如图 2 - 17 所示的实验装置图。请同学们思考以下几个问题：装有浓盐酸的仪器叫做分液漏斗，能否用长颈漏斗代替分液漏斗呢？
生：不能，因为氯气有毒，加热时容易溢出。
师：在图 2 - 17 所示的装置中，除了有发生装置、收集装置外，还有一个装有氢氧化钠溶液的烧杯。结合氯气的性质，你能说出氢氧化钠溶液的作用吗？
生：氯气有毒，多余的氯气不能排入空气中。氢氧化钠溶液能够吸收多余的氯气，防止污染空气。在烧杯中，氯气与氢氧化钠溶液反应，生成氯化钠、次氯酸钠和水。像这样能够处理多余的、有毒有害的尾气的装置叫做尾气处理装置。
师：如果实验目的是制取纯净干燥的氯气，这套实验装置是否符合要求？如果不符合，请根据反应原理分析可能含有的杂质气体。
生：根据反应原理，浓盐酸有挥发性，易挥发出氯化氢气体。浓盐酸中有水，产物中也有水。所以氯气中会混有氯化氢气体和水蒸气，在收集氯气之前要进行除杂。
师：因此在图 2 - 17 所示的装置图中，要在发生装置和收集装置之间增加除杂装置。请根据资料卡片结合氯气及其所含杂质、氯化氢气体和水蒸气的性质，选择合适的除杂试剂。
生：根据资料卡片信息，氯气难溶于饱和食盐水，氯化氢易溶于饱和食盐水，所以可以选用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体。常见的气体干燥剂有浓硫酸和碱石灰，可以选用浓硫酸除去氯气中的水蒸气，但不能选用碱石灰作为干燥剂，因为氯气能与碱石灰中的氢氧化钠反应而被除去。混合气体通过长导管进入，与饱和食盐水充分接触，除去氯化氢气体。从短导管出来的只有氯气和水蒸气。混合气体继续从长导管进入，与浓硫酸充分接触，除去水蒸气。从短导管出来的只有氯气，经过除杂装置之后就能收集到纯净干燥的氯气。像这样装有除杂试剂，能够把杂质气体洗干净的仪器叫做洗气瓶。
师：请问装有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶能否交换位置？
生：不能，如果交换位置，氯气通过饱和食盐水时会带上水蒸气，氯气中仍然会混有水蒸气，所以在除杂过程中一般最后除水。
师：根据实验目的，通过改进实验装置和优化设计，可以得到实验室制取纯净干燥氯气的实验装置图。装置的连接顺序一般为发生装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置。其中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体，浓硫酸的作用是除去氯气中的水蒸气，氢氧化钠的作用是除去过量氯气，防止污染空气。这是一套实验室制取纯净干燥氯气的实物实验装置。因为氯气有毒，实验室制取氯气必须要在通风设备下进行。
师：请结合氯气的实验室制取方法思考，在设计实验室制取气体的装置时，应该考虑哪些方面？可以通过以下设计思路进行思考：第一步，明确气体制备的原理，写出相应的化学方程式；第二步，根据药品的状态、反应条件选择合适的反应装置；第三步，分析气体是否含有杂质，根据气体和杂质性质的差异选择除杂净化方法；第四步，根据气体的性质选择收集装置，分析是否需要尾气处理装置。因此，实验室制取气体装置的连接顺序一般为发生装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置。在选择发生装置时，可以根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置。常见的发生装置有以下三种：固体加热型，固体液体不加热型、固体液体或液体加热型。在选择除杂装置时，如果存放液体除杂试剂，可以选择图 a 洗气瓶，气体要从长导管进短导管出；如果存放的是固体除杂试剂，我们可以选用图 b 干燥管，气体要大口径小口出。在选择收集装置时，我们可以根据气体的性质选择不同的收集方法。气体的收集方法一般有以下两种：排空气法和排水法。向上排空气法适用于密度比空气大，不与空气成分反应的气体，要从长导管进，短导管出；向下排空气法适用于密度比空气小、不与空气成分反应的气体，要从短导管进，长导管出。排水法适用于难溶于水、不与水反应的气体。请同学们思考，能否用排饱和食盐水的方法收集氯气？