化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物 專項(xiàng)突破8 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究學(xué)案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE突破1｜氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法[考綱知識(shí)整合]1．Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備原理 用強(qiáng)氧化劑（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化濃鹽酸。 MnO2＋4HCl（濃)eq\o（=,\s\up8(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ［或2KMnO4＋16HCl（濃）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]2．實(shí)驗(yàn)裝置及說明 提醒：(1)Cl2的驗(yàn)滿方法 ①將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿. ②將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。 （2)幾個(gè)裝置的創(chuàng)新變化①②或③ 圖①KMnO4作氧化劑制Cl2的裝置 a．不需加熱. b．橡皮管a的作用是使分液漏斗和圓底燒瓶中的氣壓相等，便于分液漏斗中的液體流下。 圖②Cl2中HCl的除雜裝置 a．裝置中長(zhǎng)頸漏斗的作用除用于檢查裝置氣密性外，還可以檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞（若裝置某一位置堵塞，則長(zhǎng)頸漏斗中的液面會(huì)迅速上升）。 b．該裝置還可以貯存少量Cl2. 圖③干燥Cl2的裝置[高考命題點(diǎn)突破］命題點(diǎn)Cl2的制取、凈化、收集和尾氣處理1．（2018·常德高三聯(lián)考）某化學(xué)小組用如圖所示裝置制取氯氣。下列說法正確的是() A．該裝置圖中至少存在三處明顯錯(cuò)誤 B．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確 C．如果需要得到干燥純凈的Cl2，只需在氣體發(fā)生裝置和收集裝置之間連接 一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶即可 D．含有2molHCl的某濃鹽酸與足量MnO2混合，在一定條件下反應(yīng),轉(zhuǎn)移 1mol電子 A［A項(xiàng),該裝置的錯(cuò)誤有：缺少加熱儀器，MnO2不與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)，從而得不到Cl2；裝置中沒有用分液漏斗而采用長(zhǎng)頸漏斗導(dǎo)致氣體外逸和HCl的揮發(fā);沒有進(jìn)行尾氣處理；B項(xiàng)，Cl2的密度比空氣大，該收集方法正確；C項(xiàng)，要得到干燥純凈的Cl2，首先應(yīng)將氣體通過飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸除去水蒸氣;D項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式:MnO2＋4HCl(濃）eq\o(=,\s\up8（△)）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，鹽酸濃度變稀后便不再反應(yīng)，使產(chǎn)生的Cl2的物質(zhì)的量小于0。5mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量也小于1mol。]2．（2018·南昌模擬）為了證明在實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的過程中會(huì)有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，按要求回答問題： （1)請(qǐng)根據(jù)甲同學(xué)的意圖，連接相應(yīng)的裝置,接口順序： b接________，________接________，________接a。 (2)U形管中所盛試劑的化學(xué)式為___________________________________。 （3)裝置③中CCl4的作用是_________________________________________。 (4）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)有缺陷，不能證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種，乙同學(xué)提出在某個(gè)裝置之后再加裝置⑤。你認(rèn)為裝置⑤應(yīng)加在________之后(填裝置序號(hào))，瓶中可以放入________。 （5）丙同學(xué)看到甲同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置后提出無須多加裝置⑤，只需將原燒杯中AgNO3溶液換成其他溶液.你認(rèn)為可將溶液換成________，如果觀察到________________________的現(xiàn)象,則證明制Cl2時(shí)有HCl揮發(fā)出來。 （6）若取過量的MnO2與一定體積的濃HCl(含溶質(zhì)HCl為0。4mol）制備Cl2（假設(shè)HCl的揮發(fā)不計(jì)，裝置氣密性良好），則制備的Cl2總小于0。1mol的原因是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________。 【解析】為驗(yàn)證其猜測(cè)，應(yīng)先檢驗(yàn)水蒸氣的存在，之后再檢驗(yàn)HCl的存在.水蒸氣的檢驗(yàn)一般使用無水CuSO4(變藍(lán))，HCl的檢驗(yàn)一般使用AgNO3溶液(生成白色沉淀).但是Cl2的存在會(huì)干擾HCl的檢驗(yàn)，故在檢驗(yàn)HCl之前應(yīng)先除去其中的Cl2(用CCl4吸收）.在檢驗(yàn)HCl之前為確認(rèn)Cl2已經(jīng)除盡，可在③之后增加裝置⑤,其中可以放入濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙或濕潤(rùn)的有色布條等.由于HCl的水溶液有酸性，能夠使酸堿指示劑變?yōu)榧t色，而氯氣的水溶液既有酸性也有漂白性，能夠使紫色的石蕊試液先變紅,后褪色，所以丙同學(xué)看到甲同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置后提出無需多加裝置⑤，只需將原燒杯中AgNO3溶液換成其他溶液，可將溶液換成紫色石蕊試液,如果觀察到紫色石蕊試液變紅而不褪色的現(xiàn)象，則證明制Cl2時(shí)有HCl揮發(fā)出來。 【答案】（1）efdc(e和f順序可以交換） （2)CuSO4（3）吸收Cl2 （4)③濕潤(rùn)的KI。淀粉試紙（或濕潤(rùn)的有色布條等其他合理答案） (5）紫色石蕊試液紫色石蕊試液變紅而不褪色 (6)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)eq\a\vs4\al(［易錯(cuò)防范]Cl2實(shí)驗(yàn)室制法中的注意事項(xiàng)）1反應(yīng)物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。2加熱溫度：不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。3尾氣吸收:Cl2有毒,必須有尾氣吸收裝置，常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰,不用澄清石灰水，因澄清石灰水中CaOH2濃度小，吸收慢且吸收不完全。4實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2后，再拆卸裝置,避免污染空氣。突破2｜以Cl2制備為載體的性質(zhì)探究[考綱知識(shí)整合］常見Cl2性質(zhì)探究的一般裝置及說明裝置試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁濃硫酸－驗(yàn)證干燥的氯氣無漂白作用，濕潤(rùn)的氯氣（含HClO)有漂白作用B干燥紅色布條無明顯變化C濕潤(rùn)紅色布條紅布條褪色DFeCl2溶液溶液由淺綠色變棕黃色驗(yàn)證氯氣具有強(qiáng)氧化性，可與金屬及還原性化合物反應(yīng)E淀粉KI溶液溶液變藍(lán)色FFe(或Cu、Al）－GNaOH溶液－吸收多余的氯氣 注意：在制備FeCl3、AlCl3、CuCl2的裝置中還要注意防止它們的水解問題，即F裝置的前后分別加干燥裝置。[高考命題點(diǎn)突破]命題點(diǎn)以Cl2的性質(zhì)探究為主題的綜合試題分析1．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用MnO2、濃鹽酸反應(yīng)來制取干燥的氯氣并驗(yàn)證其有無漂白性，所用裝置（數(shù)量可滿足需要，不含制氣裝置）如下，下列說法正確的是() A．按氣流流動(dòng)的先后順序,裝置連接順序依次為dacbe B．按氣流流動(dòng)的先后順序,裝置連接順序依次為dabae C．裝置e的主要用途是制備NaClO D．若實(shí)驗(yàn)中使用到裝置c且布條褪色，則說明濕潤(rùn)的氯氣有漂白性 B［為確定干燥氯氣有無漂白性，需要進(jìn)入到裝置b中的氯氣中不含HCl及水蒸氣，故應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水，為防止裝置e中的水蒸氣進(jìn)入裝置b中，在裝置b、e之間還應(yīng)加裝一個(gè)裝置a,尾氣用NaOH溶液吸收，A、C錯(cuò)誤;B正確;由裝置b中現(xiàn)象可判斷Cl2有無漂白性,濕潤(rùn)有色布條褪色是因氯氣與水反應(yīng)生成的HClO引起的，D錯(cuò)誤。]2．（2017·專家原創(chuàng))PCl3是一種重要的化工原料，實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置制取PCl3。已知PCl3的熔點(diǎn)是－112℃,沸點(diǎn)是75.5℃,極易水解，受熱易被氧氣氧化。 請(qǐng)回答下列問題： （1）B儀器的名稱是_________________________________________________。 （2）實(shí)驗(yàn)開始前的操作依次是：①組裝儀器，②__________________，③加藥品，④________________________，⑤最后點(diǎn)燃酒精燈。 (3)導(dǎo)管a的作用是_________________________________________________ ________________________________________________________________； E裝置的作用是___________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)F裝置中的藥品是________；F裝置不能換成C裝置，理由是___________ ________________________________________________________________。 【解析】由于PCl3極易水解,所以氯氣必須干燥,C裝置中可盛裝濃硫酸干燥氯氣。利用二氧化碳排盡裝置中的空氣,防止PCl3受熱被氧氣氧化.根據(jù)PCl3的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用E裝置收集PCl3。因尾氣中含有有毒氣體氯氣且空氣中的水蒸氣可能進(jìn)入裝置，所以用F裝置中的堿石灰吸收多余的氯氣，同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶與PCl3反應(yīng). 【答案】(1)分液漏斗 （2）檢查裝置的氣密性打開彈簧夾K通一段時(shí)間的CO2，然后關(guān)閉彈簧夾K （3)平衡三頸瓶與分液漏斗上方的氣壓，使B儀器中的液體能夠順利滴下冷凝并收集PCl3 （4)堿石灰C裝置只能吸收水，而F裝置還可以吸收多余的氯氣，同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl3反應(yīng)［答題模板］有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置或裝置試劑作用的答題模板發(fā)生裝置生成……或產(chǎn)生……或制取……?除雜裝置除去吸收……防止…