高中化學(xué)必修1學(xué)案專題2第一單元第1課時(shí)氯氣

專題2從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)本專題位于“化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界”之后，是在對(duì)原子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的分類轉(zhuǎn)化和實(shí)驗(yàn)方法有了一定了解的基礎(chǔ)上，以實(shí)驗(yàn)探究的方式學(xué)習(xí)元素與化合物的知識(shí)，這對(duì)后面專題知識(shí)的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣的培養(yǎng)具有較好的借鑒作用。因此，學(xué)習(xí)本專題知識(shí)，對(duì)掌握物質(zhì)性質(zhì)的研究規(guī)律，有承前啟后的作用。本專題以自然資源豐富的海水作為研究對(duì)象，引出海水中較為豐富的化學(xué)物質(zhì)的提取、性質(zhì)和應(yīng)用，共分為兩個(gè)單元，即氯、溴、碘及其化合物和鈉、鎂及其化合物。通過氯氣、鈉的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，使我們學(xué)習(xí)掌握氯氣、鈉的性質(zhì)及應(yīng)用，同時(shí)認(rèn)識(shí)研究物質(zhì)的一般方法——實(shí)驗(yàn)法；通過大量的實(shí)踐活動(dòng)，認(rèn)識(shí)溴、碘、鎂的提取、性質(zhì)及應(yīng)用；利用對(duì)比學(xué)習(xí)掌握氯、溴、碘性質(zhì)的差異和鈉、鎂性質(zhì)的差異，形成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)；同時(shí)本專題還穿插介紹了氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)兩個(gè)高中階段比較重要的反應(yīng)類型，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)引起高度重視。專題重點(diǎn)：從海水或海產(chǎn)品中提取氯、溴、碘單質(zhì)的基本原理方法；氯氣及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用；會(huì)簡單分析氧化還原反應(yīng)，指出氧化劑、還原劑；鈉、鎂及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用；會(huì)書寫離子方程式與電離方程式。專題難點(diǎn)：氯氣的制法；氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算；離子方程式的書寫。1．重視實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作、觀察、分析、歸納、總結(jié)，認(rèn)識(shí)氯氣、溴、碘、鈉、鎂等單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)。2．通過對(duì)比、新舊聯(lián)系等方法研究剖析概念，使知識(shí)系統(tǒng)化，形成較為完整的知識(shí)體系。3．歸納元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)方法，掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的規(guī)律。第一單元氯、溴、碘及其化合物第1課時(shí)氯氣一、海水資源和氯氣的生產(chǎn)原理1．海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫，海水中蘊(yùn)含的元素有80多種。其中的氯化物主要為NaCl，其次是MgCl2、CaCl2和KCl等。海水中還含有豐富的溴元素(被稱為“海洋元素”，總儲(chǔ)量達(dá)1×1014t)和碘元素(總儲(chǔ)量達(dá)8×1010t)。2．人們從海水中獲得食鹽的方法是蒸發(fā)結(jié)晶。以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取Cl2等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”。電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式是2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。3．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的化學(xué)方程式是MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，用飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl氣體，氯氣用向上排空氣的方法收集，尾氣用NaOH溶液吸收。二、氯氣的物理性質(zhì)1．Cl2在通常情況下呈黃綠色，是一種有刺激性氣味的有毒氣體。25℃時(shí)，1體積的水可溶解約22．在實(shí)驗(yàn)室中聞氣體的方法：用手輕輕在瓶口扇動(dòng)，使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔。三、氯氣的化學(xué)性質(zhì)氯原子很容易得一個(gè)電子而形成氯離子，表現(xiàn)為典型的非金屬性。1．和金屬單質(zhì)反應(yīng)2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2NaCl現(xiàn)象：燃燒、火焰呈黃色、白煙2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2FeCl3現(xiàn)象：燃燒、棕褐色煙Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))CuCl2現(xiàn)象：燃燒、棕黃色煙2．和非金屬單質(zhì)反應(yīng)如與H2的反應(yīng)現(xiàn)象：氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶口有白霧產(chǎn)生。化學(xué)方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2HCl。3．和水反應(yīng)(1)氯水氯氣的水溶液叫做氯水。溶于水中的Cl2部分與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)次氯酸①弱酸性：比碳酸酸性弱；Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO②不穩(wěn)定性：只存在于水溶液中，在光照下易分解，化學(xué)方程式為2HClOeq\o(=,\s\up17(光))2HCl＋O2↑；③強(qiáng)氧化性：能殺菌、消毒，具有漂白作用。4.與堿反應(yīng)(1)與NaOH的反應(yīng)化學(xué)方程式為2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，是漂白液的制取原理，其有效成分為NaClO。(2)與Ca(OH)2的反應(yīng)化學(xué)方程式為2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，是漂白粉和漂粉精的制取原理，其有效成分為Ca(ClO)2。探究點(diǎn)一氯氣的化學(xué)性質(zhì)1．氯氣與金屬反應(yīng)的特點(diǎn)歸納(1)大多數(shù)金屬都能在一定條件下與氯氣化合(Pt、Au除外)。(2)氯氣與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氯氣為氧化劑。(3)一定條件下，氯氣與常見金屬的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，但常溫下，液氯與鐵不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以液氯可以貯存在鋼瓶中。(4)氯氣與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)，金屬均被氧化成高價(jià)態(tài)，如：Fe→FeCl3，Cu→CuCl2。(5)固體小顆粒分散到空氣中，描述為煙，小液滴分散到空氣中，描述為霧。2．氯氣與非金屬反應(yīng)的特點(diǎn)歸納(1)氯氣可與大多數(shù)的非金屬反應(yīng)。(2)H2與Cl2反應(yīng)條件不同，現(xiàn)象不同，寫方程式時(shí)一定要注意條件。如在常溫下黑暗處Cl2與H2混合不發(fā)生反應(yīng)，在光照條件下，H2與Cl2混合發(fā)生爆炸，純凈的H2點(diǎn)燃時(shí)，可以在Cl2中安靜燃燒。(3)燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光放熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。如Na、Fe、H2等物質(zhì)均可在Cl2中燃燒。(4)HCl氣體具有刺激性氣味，極易溶于水。HCl的水溶液稱為鹽酸。瓶口的白霧就是HCl氣體跟空氣中的水蒸氣結(jié)合所形成的鹽酸小液滴。(5)為了保證實(shí)驗(yàn)安全，氫氣在點(diǎn)燃之前必須先檢驗(yàn)純度，只有在純度符合點(diǎn)燃純度要求時(shí)才能點(diǎn)燃。3．氯氣與水反應(yīng)在常溫下，溶于水中的部分Cl2與水發(fā)生反應(yīng)，生成鹽酸(HCl)和次氯酸(HClO)：Cl2＋H2OHCl＋HClO4．氯氣與堿液的反應(yīng)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(1)在常溫下，Cl2與堿反應(yīng)的化學(xué)方程式的一般模式為：Cl2＋堿→次氯酸鹽＋金屬氯化物＋水但在加熱的條件下，Cl2與堿反應(yīng)的產(chǎn)物有所變化，如：3Cl2＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))KClO3＋5KCl＋3H2O(2)在常溫下，將Cl2通入NaOH溶液中可以得到以次氯酸鈉為有效成分的漂白液；將氯氣通入冷的消石灰[Ca(OH)2]中，可制得以次氯酸鈣為有效成分的漂白粉(一般含有效氯約35%)，也可以得到漂粉精(一般含有效氯約70%)。漂白粉、漂粉精均為混合物。(3)實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液除去多余的Cl2，以防止污染環(huán)境。(4)由于HClO的酸性比H2CO3的酸性還弱，所以NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸鹽易跟包括碳酸在內(nèi)的其他較強(qiáng)酸反應(yīng)。在潮濕的空氣里，次氯酸鈣、次氯酸鈉可與空氣里的二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)，生成次氯酸，所以漂白粉、漂粉精和漂白液也具有漂白、消毒作用。Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO2NaClO＋CO2＋H2O=Na2CO3＋2HClO由于Ca(ClO)2易與CO2、H2O反應(yīng)，且HClO不穩(wěn)定，所以漂粉精、漂白粉要密封包裝，避光、隔潮存放。(5)漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可作游泳池及環(huán)境的消毒劑。5．氯氣的強(qiáng)氧化性氯氣有強(qiáng)氧化性，在實(shí)際生產(chǎn)生活中有很多用途，如：(1)2FeCl2＋Cl2=2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)(2)SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4(SO2和Cl2以物質(zhì)的量比11混合通入水中所得溶液不再具有漂白性)(3)Na2SO3＋Cl2＋H2O=2HCl＋Na2SO4(除去水中的余氯)(4)3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl(檢查氯氣管道是否泄漏)(5)Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2(6)Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2(濕潤的淀粉KI試紙檢驗(yàn)氯氣的存在)1．如果發(fā)生Cl2泄漏事件，我們應(yīng)如何避免中毒？提示：我們應(yīng)當(dāng)立即向高處撤離，可用蘸有肥皂水(小蘇打水)的濕毛巾捂住口鼻，向逆風(fēng)地區(qū)轉(zhuǎn)移。2．“84”消毒液的有效成分是NaClO，NaClO溶液殺菌、消毒漂白的原理是什么？提示：在溶液中，2NaClO＋H2O＋CO2=Na2CO3＋2HClO；或者加入幾滴鹽酸可增強(qiáng)其漂白的效果，HCl＋NaClO=NaCl＋HClO。真正起殺菌、消毒、漂白作用的是生成的HClO。3．漂白粉在空氣中久置會(huì)失效，其原因是什么？應(yīng)如何保存？提示：漂白粉在空氣中久置會(huì)失效的原因是發(fā)生以下的反應(yīng)：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，2HClOeq\o(=,\s\up17(光照))2HCl＋O2↑，所以漂白粉應(yīng)密封保存，避免與空氣接觸，且放在陰涼處?！纠?】某學(xué)生應(yīng)用如圖所示的方法研究物質(zhì)的性質(zhì)，其中氣體A的主要成分是氯氣，雜質(zhì)是空氣和水蒸氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)該項(xiàng)研究(實(shí)驗(yàn))的主要目的是__________________________。(2)濃H2SO4的作用是___________________________________，與研究目的直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________________。(3)寫出氯氣與水反應(yīng)的離子方程式：______________________，生成的HClO使有色布條褪色。(4)從物質(zhì)性質(zhì)的方面來看，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還存在事故隱患，事故表現(xiàn)：_________________________________________________，請(qǐng)?jiān)趫D中的D處以圖的形式表明消除該事故隱患的措施。【思路分析】Cl2無漂白性，Cl2與H2O反應(yīng)生成的HClO才有漂白性?！窘馕觥繚饬蛩釋⒙葰膺M(jìn)行干燥，氯氣不能使干燥的有色布條褪色，可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，說明氯氣跟水反應(yīng)生成了能使其褪色的次氯酸(HClO)。另外，氯氣有毒，應(yīng)處理尾氣，以免造成環(huán)境污染。【答案】(1)探究氯氣是否與水發(fā)生反應(yīng)(2)干燥氯氣B中有色布條不褪色，C中有色布條褪色(3)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(4)氯氣外逸，污染環(huán)境如圖所示若關(guān)閉Ⅰ閥，打開Ⅱ閥，讓一種含有氯氣的氣體經(jīng)過甲瓶后，通入乙瓶，布條不褪色；若關(guān)閉Ⅱ閥，打開Ⅰ閥，再通入這種氣體，布條褪色。甲瓶中所盛的試劑不可能是(A)①濃H2SO4②NaOH溶液③KI溶液④飽和NaCl溶液A．④ B．②③C．①②③ D．①②④解析：由題意知，這種氣體應(yīng)該是潮濕的氯氣，先通過甲瓶，再通入乙瓶，布條不褪色，可能是氯氣被甲瓶里的溶液反應(yīng)掉了，也可能是氯氣被干燥了，①②③均能出現(xiàn)上述現(xiàn)象，故A項(xiàng)符合題意。探究點(diǎn)二氯水的成分及性質(zhì)的多樣性(1)新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；離子有：H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)。相關(guān)反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Cl2＋H2OHCl＋HClO,HClOH＋＋ClO－,2HClO\o(=,\s\up17(光照))2HCl＋O2↑))(2)液氯、新制氯水、久置氯水的比較。(3)氯水的性質(zhì)。①顏色、酸性、氧化性及其變化：在新制備的飽和氯水中，Cl2的濃度相對(duì)較大，HCl和HClO的濃度相對(duì)較小，新制備的飽和氯水呈黃綠色，氧化性強(qiáng)，酸性弱；經(jīng)過光照或較長時(shí)間放置，持續(xù)發(fā)生：Cl2＋H2OHCl＋HClO,2HClOeq\o(=,\s\up17(光照))2HCl＋O2↑，因此久置的氯水顏色變淺或呈無色，氧化性減弱或消失，酸性增強(qiáng)。②H＋參加的反應(yīng)：如在NaHCO3溶液中加入氯水，有氣泡產(chǎn)生，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O。反應(yīng)使H＋、Cl2濃度減小，HClO濃度增大。③Cl－參加的反應(yīng)：如在氯水中滴加AgNO3溶液，Ag＋＋Cl－=AgCl↓，反應(yīng)使Cl2和Cl－濃度減小，H＋和HClO濃度增大。④Cl2參加的反應(yīng)：氯水中的Cl2能將Br－、I－、H2S、SO2、Fe2＋等還原性強(qiáng)的微粒氧化，如Cl2＋H2S=S↓＋2HCl，Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－。⑤HClO參加的反應(yīng)：HClO表現(xiàn)強(qiáng)氧化性、漂白性，如用氯水漂白、殺菌、消毒等。⑥多微粒同時(shí)表現(xiàn)：如向氯水中加入Mg粉，觀察到溶液顏色褪去，并有少量氣泡產(chǎn)生，Mg＋Cl2=MgCl2，Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑。1．向品紅溶液中加入新制氯水，溶液的顏色有何變化？提示：新制氯水中含有HClO，具有漂白性，因此品紅溶液褪色。2．將氯水滴入NaHCO3溶液中，有何現(xiàn)象？試寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。提示：溶液中產(chǎn)生氣泡，因?yàn)槁人械柠}酸與NaHCO3發(fā)生離子反應(yīng)H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O?！纠?】下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與新制氯水中的某些成分(括號(hào)內(nèi)物質(zhì))沒有關(guān)系的是()A．將NaHCO3固體加入新制氯水中，有無色氣泡(H＋)B．使紅色布條褪色(HCl)C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液呈紅色(Cl2)D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)【思路分析】(1)氯水中含有Cl2和HClO，二者均具有強(qiáng)氧化性，但Cl2的濃度比HClO大得多。因此當(dāng)氯水作用于還原性物質(zhì)時(shí)，只考慮Cl2與還原性物質(zhì)反應(yīng)，不再考慮HClO與之反應(yīng)。(2)由于干燥的Cl2無漂白作用，故當(dāng)氯水作用于有色物質(zhì)時(shí)，只考慮HClO將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，顯示漂白性質(zhì)?！窘馕觥緼項(xiàng)，氯水中存在H＋，與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2；B項(xiàng)，氯水能使紅色布條褪色是因?yàn)槁人写嬖贖ClO，具有漂白作用；C項(xiàng)，氯水中存在Cl2，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，故滴加KSCN溶液，溶液呈紅色；D項(xiàng)，氯水中存在Cl－，能與AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀?！敬鸢浮緽在新制氯水中存在多種分子和離子，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是(D)A．新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒?，說明有Cl2B．加入石蕊試液，試液變紅，說明該溶液一定不含OH－C．將KHCO3固體加入新制的氯水中，有氣泡產(chǎn)生，說明有HClOD．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體一定是O2解析：A項(xiàng)，新制氯水中因含HClO而具有漂白性，Cl2沒有漂白性；B項(xiàng)，氯水中含有鹽酸，能使石蕊試液變紅色，但溶液中含有水電離的少量OH－；C項(xiàng)，氯水中的鹽酸與KHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2；D項(xiàng)，光照下氯水中的HClO發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生O2。探究點(diǎn)三氯氣的生產(chǎn)原理一、工業(yè)制氯氣——電解飽和食鹽水1．電解飽和食鹽水的裝置和現(xiàn)象2．電解產(chǎn)物的驗(yàn)證3.電解食鹽水的反應(yīng)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，它是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一。拓展：(1)記憶規(guī)律：負(fù)極—陰極—H2＋NaOH[負(fù)極—?dú)錃?，?fù)氫(諧音“父親”)]正極—陽極—Cl2(2)電解池的陽極產(chǎn)物是氯氣，陰極產(chǎn)物是氫氣和氫氧化鈉。氯氣與氫氣、氫氧化鈉均可發(fā)生反應(yīng)，兩極產(chǎn)物必須隔開。二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1．反應(yīng)原理在實(shí)驗(yàn)室里可用濃鹽酸與MnO2共熱反應(yīng)制取氯氣。MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2OMnO2是氧化劑，HCl是還原劑。①該反應(yīng)必須用濃鹽酸，因?yàn)檫€原劑(鹽酸)濃度越大，Cl－還原性越強(qiáng)，越易被氧化；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸，其Cl－不再被MnO2氧化；在反應(yīng)中，濃鹽酸既起還原劑作用，又起酸的作用，其比例為11。②加熱才可發(fā)生該反應(yīng)，常溫下，MnO2與濃鹽酸幾乎不反應(yīng)。③實(shí)驗(yàn)室中若沒有MnO2，可換其他氧化劑，如KClO3，KMnO4，Ca(ClO)2等。KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O，2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。2．實(shí)驗(yàn)裝置(1)氣體發(fā)生裝置固—液加熱制氣裝置，首先選擇反應(yīng)容器，由于鹽酸必須在反應(yīng)中保證一定的濃度，所以用量較大，因而宜采用容積較大的圓底燒瓶而不宜用大試管；其次，對(duì)于添加液體的容器，采用分液漏斗(不用長頸漏斗)能有效地防止HCl逸出，且便于控制鹽酸的用量；對(duì)于圓底燒瓶，通常用酒精燈加熱。而且要放石棉網(wǎng)，以防止圓底燒瓶因受熱不均勻而炸裂，圓底燒瓶中液體的盛裝量一般以液體占圓底燒瓶球部容積的eq\f(1,4)～eq\f(1,2)為宜。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(2)氣體凈化裝置(3)氣體收集裝置氣體收集裝置的設(shè)計(jì)必須考慮氣體和被排對(duì)象(如空氣、水)的性質(zhì)和欲收集氣體的純度要求，由于Cl2的密度比空氣的密度大且不與空氣反應(yīng)，所以可以用向上排空氣法收集(如圖Ⅰ所示)；又因?yàn)镃l2難溶于飽和食鹽水，所以可用排飽和食鹽水法收集(如圖Ⅱ所示)，但此法收集的Cl2含有水蒸氣；還可將Cl2直接收集在橡皮球囊中。(4)尾氣處理裝置化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，凡是有毒或易燃的尾氣，都要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈矚馓幚?，使之不?huì)造成環(huán)境污染或形成安全隱患，對(duì)于Cl2，可以用NaOH溶液吸收而除去(如圖Ⅲ所示)。綜合以上分析結(jié)果，實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸加熱制取Cl2，并收集干燥純凈的Cl2，可采用如圖所示的裝置。3．制取步驟(1)組裝儀器使之構(gòu)成成套裝置。①將單件儀器組裝起來的一般順序是“先下后上、先左后右”。②C、D、E三個(gè)瓶內(nèi)部玻璃管的長與短不能顛倒。③要按規(guī)范的方法連接和安裝，以免弄破儀器或傷著自己的手。(2)檢查裝置的氣密性①檢查裝置的氣密性一定要在裝入藥品之前進(jìn)行。②具體方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞，向F中加水至浸沒玻璃導(dǎo)管，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若玻璃導(dǎo)管內(nèi)有氣泡冒出，停止加熱后，玻璃導(dǎo)管內(nèi)液體回流形成一段液柱，說明裝置的氣密性良好。③對(duì)于氣密性不合格的儀器或裝置，要查出原因，修復(fù)或更換。若橡皮塞不密封，可涂上少量凡士林后重新檢查氣密性。(3)向有關(guān)儀器中加入化學(xué)藥品，重新連接各儀器。①C、D、F中的有關(guān)液體，其體積以占容器容積的eq\f(1,2)～eq\f(2,3)為宜。②C與D兩個(gè)瓶中的試劑不能互換。③盛有濃鹽酸的分液漏斗要蓋上上口塞，以防HCl揮發(fā)。但要使塞上的孔(或槽)與口上的孔對(duì)齊，使分液漏斗內(nèi)外氣壓平衡，確保濃鹽酸能順利流下。④各瓶塞要塞緊，防止漏氣。(4)通過分液漏斗向燒瓶中加入適量密度為1.19g/cm3的濃鹽酸，緩緩加熱，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。①濃鹽酸不要一次加得太多，要先少加，必要時(shí)再加。②加熱要緩慢進(jìn)行，以減弱HCl的揮發(fā)，提高Cl2的純度，節(jié)約鹽酸。③要通過觀察C瓶或D瓶中氣泡產(chǎn)生的快慢判斷MnO2與HCl反應(yīng)的速率，利用酒精燈控制MnO2與HCl反應(yīng)的快慢，使氣流連續(xù)、平穩(wěn)。(5)收集氯氣①Cl2為黃綠色氣體，當(dāng)E瓶內(nèi)的氣體全部為均勻的黃綠色時(shí)，表明Cl2已集滿。②若需更換集氣瓶繼續(xù)收集Cl2，待用瓶的規(guī)格和質(zhì)量都要與原集氣瓶一致，且要預(yù)先準(zhǔn)備好，換瓶要迅速。③收集起來的Cl2要蓋嚴(yán)，瓶口朝上放置。(6)停止制氣實(shí)驗(yàn)完畢后，先熄滅酒精燈，當(dāng)裝置C、D中無氣泡冒出時(shí)，將裝置F中的玻璃導(dǎo)管取出，裝置B、C中的氯氣可向其中加入少量NaOH溶液除去，裝置D中的Cl2可用空氣將其“吹”入NaOH溶液中除去。【例3】在實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣。此實(shí)驗(yàn)所用儀器如圖所示：(1)連接上述儀器的正確順序是(填各接口處的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。(2)飽和食鹽水的作用是________；NaOH溶液的作用是________。(3)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用濕潤的淀粉—KI試紙檢驗(yàn)是否有Cl2產(chǎn)生。如果有Cl2產(chǎn)生，可觀察到________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________。(4)寫出下列化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①氣體發(fā)生裝置中發(fā)生的反應(yīng)：________；②NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)：________?！舅悸贩治觥恳惶讱怏w綜合實(shí)驗(yàn)的裝置通常設(shè)計(jì)如下圖：eq\x(由方程式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理)→eq\x(制備氣體)→eq\x(凈化)→eq\x(干燥)→eq\x(收集氣體、產(chǎn)物檢驗(yàn))→eq\x(尾氣處理)反應(yīng)裝置的選擇要依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件。收集裝置的選擇應(yīng)考慮氣體的密度、溶解性及在空氣中的穩(wěn)定性。尾氣是否需要處理，主要取決于該氣體是否有毒或易燃等?！窘馕觥?1)制備氣體時(shí)可按“反應(yīng)裝置→凈化裝置→收集裝置→尾氣處理裝置”的順序確定儀器連接的順序。(2)上述裝置中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl雜質(zhì)；濃H2SO4的作用是除去Cl2中的水蒸氣；NaOH溶液的作用是吸收過量的Cl2。(3)濕潤的淀粉—KI試紙遇Cl2時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2，I2遇淀粉變藍(lán)?！敬鸢浮?1)ECDABHGF(2)除去氯氣中的HCl雜質(zhì)吸收過量的氯氣(3)試紙變藍(lán)Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2(4)①M(fèi)nO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O②2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O某研究小組制備“84”消毒液(主要成分NaClO)設(shè)計(jì)了如圖裝置。并查閱到下列資料：“在加熱情況下鹵素和堿液發(fā)生如下反應(yīng)：3X2＋6OH－eq\o(=,\s\up17(70℃))5X－＋XOeq\o\al(－,3)＋3H2O?！被卮鹣铝袉栴}：(1)裝置中的大試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。(2)裝置中能否省去盛飽和NaCl溶液的洗氣瓶？不能(填“能”或“不能”，下同)，理由是氯氣中混有的HCl氣體進(jìn)入大試管中也會(huì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，降低了NaClO的產(chǎn)量和純度。(3)裝置中能否省去盛濃硫酸的洗氣瓶？能，理由是少量水蒸氣進(jìn)入試管中不影響反應(yīng)。(4)裝置中能否省去盛冰水的燒杯？不能，理由是氯氣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)溫度升高，可能引起副反應(yīng)，生成NaClO3。解析：本題具有較強(qiáng)的綜合性，裝置產(chǎn)生的Cl2在冰水冷卻下和NaOH發(fā)生反應(yīng)制得消毒液。運(yùn)用該裝置必須通過飽和NaCl溶液除去HCl，否則HCl與NaOH反應(yīng)生成NaCl，降低NaClO的純度；但干燥裝置可以省略，因?yàn)樯倭克魵獠粫?huì)影響反應(yīng)；冷卻裝置不可省略，因?yàn)轭}給信息：氯氣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，引起副反應(yīng)：3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up17(70℃))5Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)＋3H2O。1．當(dāng)有大量Cl2逸散到周圍空間，你認(rèn)為以下措施合理的是(B)①迅速撥打求救；②迅速撤離至地勢較高處；③迅速撤離至下風(fēng)口；④用浸有一定濃度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住口鼻；⑤用浸有一定濃度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住口鼻；⑥盡可能切斷泄漏源(如堵住泄漏口，將其浸入堿液池等)。A．①②④⑥ B．①②⑤⑥C．①③⑤⑥ D．①②④⑤⑥解析：Cl2是有毒的氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量Cl2泄漏時(shí)，一定要及時(shí)報(bào)警，同時(shí)盡可能切斷泄漏源；Cl2的密度比空氣大，容易沉降在地勢低凹處，因此人要撤離至高處；Cl2遇水會(huì)反應(yīng)生成酸性物質(zhì)，因此應(yīng)該用堿性溶液浸濕毛巾捂住口鼻，但由于NaOH是腐蝕性很強(qiáng)的堿，故不應(yīng)使用。故正確答案為B。2．實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣的量(B)A．①比②多 B．②比①多C．一樣多 D．無法比較解析：146gHCl的物質(zhì)的量為4mol,87gMnO2的物質(zhì)的量為1mol，由化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，知1molMnO2能與4molHCl反應(yīng)。但是稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，故1molMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2多。3．用氯氣消毒的自來水配