適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第4章非金屬及其化合物第15講氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及應(yīng)用課件

第15講氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及應(yīng)用【課標(biāo)指引】

1.能利用氯氣的性質(zhì)和反應(yīng),設(shè)計(jì)氯氣的制備、提純、檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案。2.能從物質(zhì)類(lèi)別和氯元素價(jià)態(tài)變化的視角說(shuō)明含氯物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑?？键c(diǎn)一氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法考點(diǎn)二氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法創(chuàng)新設(shè)計(jì)目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階考點(diǎn)一氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法必備知識(shí)?梳理1.制取原理實(shí)驗(yàn)室利用MnO2固體與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________。

MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O2.實(shí)驗(yàn)裝置

(1)制備Cl2實(shí)驗(yàn)中,飽和食鹽水的作用是________________________,濃硫酸的作用是________________________________。

(2)用NaOH溶液吸收尾氣Cl2的原因是____________________________(離子方程式)。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用最簡(jiǎn)單的方法判斷Cl2已經(jīng)收集滿:___________________。除去Cl2中的HCl除去Cl2中的水蒸氣

Cl2+2OH-══Cl-+ClO-+H2O將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在瓶口,試紙變藍(lán)(或?qū)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙放在瓶口,試紙先變紅后褪色)3.注意事項(xiàng)(1)反應(yīng)物:必須用濃鹽酸,稀鹽酸與MnO2不反應(yīng);若MnO2足量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變?yōu)橄←}酸后,反應(yīng)即停止,濃鹽酸中HCl不能完全反應(yīng)。(2)加熱:采用小火緩慢加熱,以減少HCl的揮發(fā)。(3)尾氣處理:用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,原因是澄清石灰水濃度較小,吸收不完全。(4)儀器拆卸: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。關(guān)鍵能力?提升考向

氯氣的制取及性質(zhì)綜合實(shí)驗(yàn)例(2024·廣東揭陽(yáng)開(kāi)學(xué)聯(lián)考)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氯氣的制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)的是(

)

A.制備Cl2B.凈化Cl2

C.證明氧化性Cl2>Br2>I2D.驗(yàn)證氯水的酸性和漂白性D解析

用MnO2與濃鹽酸制備Cl2需要加熱,缺少酒精燈,A錯(cuò)誤;凈化Cl2應(yīng)先通入飽和食鹽水,再通入濃硫酸干燥,B錯(cuò)誤;Cl2能與NaBr反應(yīng),同時(shí)能與KI反應(yīng),不能確定是Cl2還是Br2與KI反應(yīng),不能證明氧化性Cl2>Br2>I2,C錯(cuò)誤;氯氣通入紫色石蕊溶液中先變紅后褪色,驗(yàn)證氯水的酸性和漂白性,D正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練](2023·廣東深圳一模)利用如圖所示裝置進(jìn)行Cl2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法不正確的是(

)AA.甲中反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4B.乙的作用為除去Cl2中的HClC.丙中紫色石蕊溶液先變紅后褪色D.為吸收多余的Cl2,丁中可盛放NaOH溶液解析

裝置甲中二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2↑,氧化劑是MnO2,還原劑是HCl,其物質(zhì)的量之比為1∶2,A錯(cuò)誤;裝置甲中制備的氯氣中混有HCl氣體,乙中飽和NaCl溶液作用為除去Cl2中的HCl,B正確;Cl2與水反應(yīng)生成HCl、HClO,且HClO具有漂白性,則使紫色石蕊溶液先變紅后褪色,C正確;Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl和NaClO,吸收多余的Cl2,丁中可盛放NaOH溶液,D正確?？键c(diǎn)二氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法創(chuàng)新設(shè)計(jì)必備知識(shí)?梳理1.實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的發(fā)生裝置改進(jìn)

(1)利用KMnO4、Ca(ClO)2等強(qiáng)氧化劑代替MnO2與濃鹽酸在常溫下發(fā)生反應(yīng)制取Cl2:分別寫(xiě)出KMnO4、Ca(ClO)2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的離子方程式:①KMnO4與濃鹽酸:__________________________________________。

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

(2)橡皮管的作用是保持分液漏斗和圓底燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)平衡,便于液體順利流下。ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O2.實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的除雜裝置改進(jìn)

(1)該裝置的作用之一是通過(guò)觀察產(chǎn)生氣泡的快慢,可控制生成Cl2的速率;(2)長(zhǎng)頸漏斗可用于平衡氣壓,并用于檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞。關(guān)鍵能力?提升考向氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取創(chuàng)新設(shè)計(jì)及應(yīng)用例(2024·湖南名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(夾持裝置已略)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.裝置A燒瓶?jī)?nèi)的試劑可以是MnO2B.裝置B具有除雜和貯存氣體的作用C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,振蕩D會(huì)觀察到液體分層且上層呈紫紅色D.利用該裝置能證明氯、溴、碘的非金屬性依次減弱A解析

若利用二氧化錳與濃鹽酸制氯氣,反應(yīng)條件為加熱,裝置A沒(méi)有加熱,故燒瓶?jī)?nèi)的試劑應(yīng)為KMnO4、KClO3等,A錯(cuò)誤;制備的氯氣中含有少量氯化氫氣體,可用飽和食鹽水除去,根據(jù)題給裝置圖可知,裝置B具有除雜和貯存氣體的作用,B正確;根據(jù)萃取原理,苯的密度比水小,故振蕩D會(huì)觀察到液體分層且上層呈紫紅色,C正確;根據(jù)裝置C、D中的顏色變化可知,裝置A制備的氯氣與裝置C中的溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì),將生成的溴滴入裝置D中,可生成碘單質(zhì),證明氯、溴、碘的非金屬性依次減弱,D正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]

三氯化碘(ICl3)在藥物合成中用途非常廣泛,其熔點(diǎn):33℃,沸點(diǎn):73℃,遇水易反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可用下圖裝置(部分夾持裝置已略去)制取ICl3,制備的反應(yīng)原理:I2+3Cl2═2ICl3。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.利用裝置甲制備氯氣可選用的藥品為高錳酸鉀和濃鹽酸B.裝置乙中長(zhǎng)頸漏斗液面上升說(shuō)明丙裝置可能發(fā)生堵塞C.裝置丙中氯化鈣的作用是干燥Cl2D.裝置丁中生成ICl3,碘元素的化合價(jià)為-3價(jià)D解析

利用裝置甲制備氯氣可選用的藥品為高錳酸鉀和濃鹽酸,不需要加熱,直接反應(yīng)生成氯氣,A正確;若丙中U形管堵塞,則氣體會(huì)滯留在裝置乙中,導(dǎo)致乙中長(zhǎng)頸漏斗液面上升,B正確;氯化鈣是干燥劑,因此丙的作用是干燥制得的氯氣,C正確;氯的非金屬性強(qiáng)于碘,則氯為-1價(jià),碘為+3價(jià),D錯(cuò)誤。素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯(cuò)·避陷阱1.(2023·廣東湛江期末)含氯消毒劑使用非常普遍,實(shí)驗(yàn)室模擬制備“84”消毒液(有效成分為NaClO),基本原理如圖所示(夾持裝置略),下列說(shuō)法正確的是(

)BA.a中試劑瓶里固體為MnO2B.b中液體為飽和食鹽水,主要目的是除去Cl2中HClC.c中液體是濃硫酸,主要目的是干燥氯氣D.d中液體可為NaOH溶液,主要目的是吸收尾氣HCl解析

a中濃鹽酸和KMnO4在不加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水,生成的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣,b裝置盛飽和食鹽水,除去氯化氫氣體,c中盛有氫氧化鈉溶液,且用冷水浴,降低溫度,使氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,最后用d裝置(盛氫氧化鈉溶液)吸收尾氣,防止污染大氣。MnO2與濃鹽酸要在加熱條件下制氯氣,a中試劑瓶里固體不能用MnO2,A錯(cuò)誤;b中液體為飽和食鹽水,主要目的是除去Cl2中HCl,B正確;c中盛有氫氧化鈉溶液,且用冷水浴,降低溫度,使氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,氯氣不需要干燥,C錯(cuò)誤;d中液體可為NaOH溶液,主要目的是吸收未反應(yīng)的氯氣,D錯(cuò)誤。2.實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置制備氯酸鈉。下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

)A.用裝置甲制備氯氣

B.用裝置乙處理余氯C.用裝置丙除去氯化氫

D.用裝置戊檢驗(yàn)氯氣A解析

裝置甲中濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣,但該反應(yīng)需要在加熱的條件下進(jìn)行,A錯(cuò)誤;氯氣能夠和NaOH溶液反應(yīng),可以用裝置乙處理多余的氯氣,B正確;生成的氯氣中混有HCl氣體,可以用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl氣體,C正確;氯氣具有氧化性,能夠和KI溶液反應(yīng)生成I2,淀粉遇I2變藍(lán),可以用裝置戊檢驗(yàn)氯氣,D正確。進(jìn)階2練熱點(diǎn)·提素能3.(2024·廣東東莞七校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組利用以下裝置制備少量的氯氣,并檢驗(yàn)氯氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.參與反應(yīng)的HCl全部被氧化為Cl2B.發(fā)生的所有反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)C.觀察到淀粉KI試紙變藍(lán),說(shuō)明Cl2具有氧化性D.濕潤(rùn)的pH試紙變紅,干燥的pH試紙不變色C解析

高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng):2KMnO4+16HCl(濃)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,參與反應(yīng)的HCl一部分被氧化為Cl2,另一部分體現(xiàn)了酸性,A錯(cuò)誤;酸使pH試紙變色發(fā)生的不是氧化還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;觀察到淀粉KI試紙變藍(lán),說(shuō)明Cl2具有氧化性,發(fā)生反應(yīng)2I-+Cl2═I2+2Cl-,C正確;氯氣與水反應(yīng)生成的鹽酸是強(qiáng)酸,次氯酸具有漂白性,故濕潤(rùn)的pH試紙先變紅后褪色,D錯(cuò)誤。4.利用Cl2氧化錳酸鉀(K2MnO4)制備KMnO4的裝置如圖所示(夾持裝置已略):已知:K2MnO4只能在濃強(qiáng)堿溶液中穩(wěn)定存在,在堿性較弱的溶液中K2MnO4會(huì)發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.a能保證恒壓分液漏斗中的濃鹽酸順利滴下B.將裝置B中飽和食鹽水換為濃硫酸也可以達(dá)到相同的目的C.裝置D的目的是吸收反應(yīng)過(guò)程中過(guò)量的氯氣,防止污染環(huán)境D.由上述實(shí)驗(yàn)可推知,在強(qiáng)堿性條件下,氧化性:Cl2>KMnO4B解析

a的作用是平衡氣壓,使?jié)恹}酸順利滴下,A正確;裝置B中飽和食鹽水的目的為除去Cl2中的HCl,換為濃硫酸后只能起干燥作用,不能除去Cl2中的HCl,B錯(cuò)誤;裝置D的目的是吸收反應(yīng)過(guò)程中過(guò)量的氯氣,防止污染環(huán)境,反應(yīng)原理為2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,C正確;在強(qiáng)堿性條件下,發(fā)生反應(yīng):Cl2+2K2MnO4═2KMnO4+2KCl,反應(yīng)中Cl2為氧化劑,KMnO4為氧化產(chǎn)物,故氧化性:Cl2>KMnO4,D正確。進(jìn)階3研真題·明考向5.(2022·廣東卷)實(shí)驗(yàn)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(yàn)及尾氣處理的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列裝置(“→”表示氣流方向)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

)D解析

濃鹽酸易揮發(fā)