第18講 氯氣的實驗室制法及應(yīng)用【精講精研+拓展延伸】高考化學一輪復習高頻考點精講（新教材新高考）

第18講氯氣的實驗室制法及應(yīng)用2024高考化學一輪復習高頻考點精講掌握實驗室制取氯氣的原理、裝置和操作注意事項。增強設(shè)計物質(zhì)制備實驗方案的綠色環(huán)保意識。復習目標1.制取原理完成下列有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：(1)MnO2和濃鹽酸：

_________________________________________。(2)Ca(ClO)2與濃鹽酸：

______________________________。(3)KClO3與濃鹽酸：

___________________________________。(4)KMnO4與濃鹽酸：

_____________________________________________。ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O必備知識MnO2

與稀鹽酸不反應(yīng)

氣體發(fā)生裝置：該裝置適合固體與液體混合共熱制取氣體。①實驗中要使用濃鹽酸而不使用稀鹽酸，這是因為___________________________________________。2.實驗裝置

②滴加濃鹽酸時要拔開分液漏斗的塞子(或使分液漏斗蓋上的小孔對齊)，目的是____________________________。 凈化裝置：裝置中飽和食鹽水的作用是__________________________；裝置特點是“________進氣，________出氣”。 干燥裝置：濃硫酸是液體干燥劑，用于_________________。但濃硫酸不能干燥堿性氣體(如NH3)，不能干燥還原性氣體(如H2S)。便于分液漏斗中的液體流出除去Cl2

中的HCl長管

除去Cl2中的水蒸氣短管氣體

收集裝置：用排空氣法收集密度比空氣大的氣體(如Cl2)時，要求裝置中“________進氣，________出氣”；若收集密度比空氣小的氣體(如H2

、NH3

等)，則裝置中“________進氣，________出氣”。長管短管短管長管

尾氣吸收裝置：①為防止多余的Cl2

污染環(huán)境，常用NaOH溶液吸收。化學方程式為2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。 ②吸收Cl2

時，不能用澄清的石灰水，原因是______________________________________________________________。

石灰水中Ca(OH)2

的量太少，吸收不完全驗滿方法：變藍先變紅后褪色顏色

①將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2

的瓶口，觀察到試紙立即________，則證明已集滿。 ②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2

的瓶口，觀察到試紙________________，則證明已集滿。 ③實驗室制取Cl2

時，常常根據(jù)氯氣的________判斷是否收集滿。3.注意事項(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)的進行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時，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)實驗結(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。(4)尾氣處理時，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因為澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。1.含0.4molHCl的濃鹽酸與足量的MnO2共熱，能得到0.1molCl2(

)2.用飽和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl(

)3.常用飽和石灰水吸收尾氣中的Cl2(

)4.用干燥的淀粉碘化鉀試紙檢驗Cl2是否收集滿(

)××××易錯辨析(1)Cl2

的制法拓展①14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(濃)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑其中，①②④使用稀鹽酸就可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。亦可用NaCl(固體)跟濃硫酸來代替，如：2NaCl＋MnO2＋3H2SO4(濃)2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O。(2)雜質(zhì)去除拓展CO2(HCl)：用飽和NaHCO3

溶液去除HCl；SO2(HCl)：用飽和NaHSO3

溶液去除HCl；H2S(HCl)：用飽和NaHS溶液去除HCl；CO2(SO2)：用飽和NaHCO3

溶液去除SO2。1.實驗室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時，有如下操作：①連好裝置，檢查裝置氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集氯氣。順序排列正確的是A.①②③④⑥⑤ B.③④②①⑥⑤C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤√專項突破解析制取氯氣的正確操作步驟：先連接裝置、檢查裝置氣密性，然后裝入藥品，先向燒瓶中裝入二氧化錳，再向分液漏斗中裝入濃鹽酸，再加熱制取、收集氯氣，由于氯氣有毒，最后需要進行尾氣吸收，故正確的排序為①③④②⑥⑤。2.下列方法中，可制得Cl2的正確組合是①MnO2和濃鹽酸混合共熱；②MnO2、NaCl和濃硫酸混合共熱；③NaClO和濃鹽酸混合；④K2Cr2O7和濃鹽酸混合；⑤KClO3和濃鹽酸混合；⑥KMnO4和濃鹽酸混合A.①②⑥ B.②④⑥C.①④⑥ D.①②③④⑤⑥√3.某研究性學習小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸溶液反應(yīng)可制取氯氣，化學方程式為Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他們設(shè)計如圖實驗裝置制取氯氣并驗證其性質(zhì)。請回答下列問題：(1)該實驗中A部分的裝置是___(填字母)。b解析從化學方程式可知反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是加熱，所以應(yīng)選固液混合加熱型裝置。(2)裝置B中的現(xiàn)象是_____________。溶液變藍色氯氣具有強氧化性，與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘變藍色。解析(3)請寫出裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

_________________________，裝置E的作用是_____________________________。(4)請幫助他們設(shè)計一個實驗，證明洗氣瓶C中的亞硫酸鈉已被氧化(簡述實驗步驟)：____________________________________________________________________________________________________________________________________。Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋吸收多余的Cl2，防止污染空氣取少量C中溶液于小試管中，加入足量稀鹽酸，充分振蕩后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，則證明洗氣瓶C中亞硫酸鈉已被氧化解析(5)制取Cl2的方法有多種，若A部分的裝置是a，請再寫出一種制備方法：__________________________________________________(用化學方程式表示)。2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O真題演練1.(2022·廣東，8)實驗室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2后，按照凈化、收集、性質(zhì)檢驗及尾氣處理的順序進行實驗。下列裝置(“→”表示氣流方向)不能達到實驗目的的是√濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCl，可用飽和食鹽水除去HCl，Cl2可用濃硫酸干燥，故A不符合題意；氯氣的密度大于空氣，可用向上排空氣法收集，故B不符合題意；濕潤的紅布條褪色，干燥的紅布條不褪色，可驗證干燥的氯氣不具有漂白性，故C不符合題意；氯氣在水中的溶解度較小，應(yīng)用NaOH溶液吸收尾氣，故D符合題意。解析2.(2020·全國卷Ⅲ,26)氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO，探究其氧化還原性質(zhì)。回答下列問題：(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是__________，a中的試劑為____________。圓底燒瓶飽和食鹽水由題干信息及裝置圖分析各裝置的作用，a裝置用于除雜，b裝置用于制備氯酸鉀，c裝置用于制備次氯酸鈉，d裝置用于尾氣處理。盛放MnO2粉末的儀器是圓底燒瓶。產(chǎn)生的氯氣中混有氯化氫雜質(zhì)，除掉氯化氫需要將氣體通過飽和食鹽水。解析(2)b中采用的加熱方式是__________，c中化學反應(yīng)的離子方程式是_________________________________，采用冰水浴冷卻的目的是________________。水浴加熱Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O

避免生成NaClO3b裝置的加熱方式為水浴加熱。c裝置中氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。根據(jù)b、c裝置水浴溫度的不同推知，生成氯酸鹽時需要酒精燈加熱，生成次氯酸鹽時需要冰水冷卻，所以c中冰水浴的目的是避免氯酸鈉的生成。解析(3)d的作用是_____，可選用試劑______(填標號)。A.Na2S B.NaClC.Ca(OH)2 D.H2SO4吸收尾氣(Cl2)AC(4)反應(yīng)結(jié)束后，取出b中試管，經(jīng)冷卻結(jié)晶，________，__________________，干燥，得到KClO3晶體。過濾少量(冷)水洗滌從溶液中獲得純凈氯酸鉀的操作是冷卻結(jié)晶，過濾，少量冷水洗滌，干燥，此處用少量冷水洗滌的目的是降低氯酸鉀的損耗。解析(5)取少量KClO3和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中，滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不變。2號試管溶液變?yōu)樽厣尤隒Cl4振蕩，靜置后CCl4層顯________色。可知該條件