第二章第二节第3讲 氯气的实验室制法

第二章 第二节 氯及其化合物第3讲 氯气的实验室制法【讲】知识点1氯气的实验室制法 1．反应原理(1)化学方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

(2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl －生成Cl 2，该反应中MnO 2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。

2．仪器装置(1)气体发生装置类型：固＋液――→△气(2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。

(3)除杂装置：装置C 的作用是除去Cl 2中少量的HCl 气体。

装置D 的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。

3．收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法观察到E 中充满黄绿色气体，则证明已集满。

5．尾气处理烧杯F 中盛放的液体是NaOH 溶液。

该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。

6、注意事项：(1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO 2、KMnO 4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。

(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。

(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收不完全。

(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。

【练】1．下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( ) A ．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂 B ．HCl 表现还原性和酸性C ．该反应的离子方程式为MnO 2＋4H ＋＋4Cl －=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑D ．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的 答案 C解析 由MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑可知，二氧化锰是氧化剂，HCl 中氯元素部分化合价升高，HCl 既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子符号。

2．实验室制备氯气的化学方程式是MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑。

下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( )A ．还原剂是HCl ，氧化剂是MnO 2B ．每生成1个Cl 2，转移2个电子C ．每消耗87 g MnO 2，起还原作用的HCl 为146 gD ．生成的氯气中含有水蒸气和HCl 答案 C解析 在MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑中，MnO 2是氧化剂，HCl 是还原剂，每生成1个Cl 2转移2个电子；但在参加反应的146 g HCl 中，只有73 g HCl 被氧化，即起还原作用的HCl 为73 g ；由于浓盐酸易挥发且反应加热，因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl 气体。

3．在实验室中用浓盐酸与MnO 2共热制取Cl 2并进行相关实验。

下列收集Cl 2的正确装置是( )答案 C解析 集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A 项错误；因为Cl 2比空气的密度大，Cl 2应从短管进，B 项错误；C 项装置既能收集Cl 2，又能进行尾气处理且能防倒吸，正确；由于Cl 2和NaOH 反应，所以不能收集到Cl 2，D 项错误。

4．下列关于实验室制取Cl 2的说法正确的是( )A ．将混有HCl 杂质的Cl 2通过盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶除去杂质B ．实验室制取Cl 2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C ．实验室用如图装置除去Cl 2中的少量HClD ．实验室制备Cl 2，可用排饱和食盐水法收集 答案 D解析 Cl 2通入饱和NaHCO 3溶液会反应生成CO 2，引入新的杂质，并且消耗Cl 2，A 不正确；实验室制取Cl 2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B 不正确；用饱和食盐水除去Cl 2中的HCl 气体时，导气管应长进短出，C不正确；Cl2难溶于饱和食盐水，故可以用排饱和食盐水法收集Cl2，D正确。

5、某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。

下列说法正确的是()A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，盐酸就可全部消耗B．Ⅱ图中：如果倒置的量筒充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，量筒内最后剩余气体为HCl和氧气C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟D．Ⅳ图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性，结果有Cl2生成答案D解析MnO2与稀盐酸不反应，MnO2过量时，随着反应的进行，HCl浓度逐渐减小，HCl不能完全反应，A错误；HCl易溶于水，量筒中最后剩余气体是O2，B错误；铜在氯气中燃烧生成CuCl2，产生棕黄色烟，C错误；NaOH溶液吸收Cl2时，生成NaCl、NaClO和H2O，烧杯中溶液滴加硫酸至酸性，发生反应：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，产生Cl2，D正确。

【讲】知识点2 实验室制气体的制备思路一、设计气体制备装置的基本思路二、气体制备装置的连接顺序三、各种装置的选择1．实验室制备气体的发生装置的选择(1)选择依据反应原理、反应物的状态、反应条件等。

(2)装置的基本类型①固体＋固体――→△气体。

②固体＋液体―→气体。

③固体＋液体――→△气体。

2．实验室制备气体的净化装置的选择 (1)净化原则不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。

(2)净化装置装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。

装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。

3．实验室制备气体的收集装置的选择 (1)选择依据根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O 2发生反应来确定气体的收集方法。

(2)方法选择①排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O 2、H 2等。

②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O 2、CO 2、Cl 2等。

③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H 2等。

4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择(1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。

(2)方法选择：①点燃法：如CO 、H 2、CH 4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。

②吸收法：如Cl 2、SO 2、HCl 、H 2S 等可用碱液吸收。

【讲】1．下列能达到实验目的的是( )A ．①除去杂质气体CO 2B ．②收集并吸收多余的Cl 2C ．③干燥Cl 2D ．④吸收HCl 制盐酸答案 C解析 A 项，导气管应该“长进短出”；B 项，Cl 2密度比空气密度大，Cl 2会直接进入NaOH 溶液，收集不到气体；D 项，HCl 易溶解于水，会发生倒吸。

2．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。

若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为( )A ．①⑤⑧B ．③④⑦C ．②⑤⑥D ．②④⑧ 答案 C解析 用H 2O 2制O 2的反应原理为2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑，由反应物的状态和反应条件可选②作为制取装置。

干燥O 2可选用④或⑤装置，要收集干燥的O 2只能用⑥装置，故合理的装置组合为②⑤⑥或②④⑥。

3．某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业制取漂白粉，设计了如下装置进行实验，请回答下列问题。

(1)淀粉­KI 溶液中观察到的现象是_________________________________________________，反应的离子方程式为___________________________________________________________。

(2)若干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，则甲中盛放的是________(填名称)。

(3)Cl 2与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为____________________________________。

(4)该兴趣小组用8.7 g 二氧化锰与足量的浓盐酸制备氯气，则理论上最多可制得氯气的质量是________。

答案 (1)溶液变蓝色 Cl 2＋2I －===2Cl －＋I 2 (2)浓硫酸(3)2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O (4)7.1 g解析 (1)氯气氧化I －生成I 2：Cl 2＋2I －===2Cl －＋I 2，淀粉遇碘单质变蓝色。

(2)洗气瓶中的干燥剂为液体干燥剂，能够干燥氯气，则该干燥剂为浓硫酸。

(3)氯气与石灰乳反应的化学方程式：2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

(4)由反应MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑可得，8.7 g MnO 2最多生成7.1 g 氯气。

4． Cl 2是一种重要的化工原料，结合氯气的相关知识回答下列问题： (1)少量Cl 2也可以由以下反应制取，配平方程式：KMnO 4＋____HCl(浓)===____KCl ＋____MnCl 2＋____Cl 2↑＋____H 2O 。

(2)工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，该反应的化学方程式为________ ___________________________________，所得漂白粉的有效成分是________(填物质名称)。

(3)用如图所示装置进行氯气性质的实验，装置A 、B 、C 中的试剂依次为FeCl 2溶液、淀粉­KI 溶液、紫色石蕊溶液(图中夹持装置已略去)。

请回答下列问题：①A 溶液由浅绿色变为棕黄色(生成FeCl 3)，反应的离子方程式为_________________________ _______________________________________________________________________________； ②B 瓶中的淀粉­KI 溶液变________色，反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________； ③C 瓶中可观察到的现象为_______________________________________________________。

答案 (1)2 16 2 2 5 8(2)2Cl 2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl 2＋2H 2O 次氯酸钙(3)①2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －②蓝 Cl 2＋2I －===2Cl －＋I 2 ③溶液先变红后褪色解析 (2)石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的化学方程式为2Cl 2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl 2＋2H 2O ，漂白粉的有效成分是次氯酸钙。