2024届高考化学复习讲义第四章非金属及其化合物第一讲氯及其化合物考点二氯气的实验室制法含答案

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1.氯气的实验室制法
（1）制取原理
实验室通常用MnO2氧化浓盐酸制取氯气，反应的化学方程式为[1] MnO2＋4HCl（浓）△ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 。
实验室通常用强氧化剂[如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca（ClO）2等]氧化浓盐酸制取氯气（特点：不需要加热），反应原理如下：
①14HCl（浓）＋K2Cr2O7[2] 2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl（浓）＋2KMnO4[3] 2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl（浓）＋KClO3[4] KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl（浓）＋Ca（ClO）2[5] CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
（2）实验装置
（3）制取过程
拓展
2.Cl2的工业制法——氯碱工业
海水粗盐精制饱和食盐水电解阳极产物：Cl2阴极产物：H2、NaOH
化学方程式为2NaCl＋2H2O电解[16] 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 。
1.易错辨析。
（1）[2021全国甲改编]实验室中可加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气。（ √ ）
（2）[全国Ⅰ高考改编]启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气。（ ✕ ）
（3）[浙江高考]电解饱和食盐水可制取氯气。（ √ ）
（4）可用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl气体。（ ✕ ）
（5）可用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。（ ✕ ）
（6）用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时，温度不宜过高，目的是减少浓盐酸的挥发。（ √ ）
（7）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。（ √ ）
（8）用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸入液面以下。（ ✕ ）
2.用MnO2氧化浓盐酸制取氯气时，使用浓盐酸而不用稀盐酸的原因是 MnO2与稀盐酸不反应 。
3.滴加浓盐酸时，要拔开分液漏斗塞子（或使分液漏斗盖上的小孔对齐），目的是 便于分液漏斗中的液体流出 。
4.用排空气法收集密度比空气大的气体，如Cl2时，装置中导管应 长 （填“长”或“短”，下同）管进气， 短 管出气，若收集密度比空气小的气体，如H2、NH3时，导管应 短 管进气， 长 管出气。
5.写出用氢氧化钠吸收多余氯气的化学方程式： 2NaOH＋Cl2NaClO＋NaCl＋H2O ；吸收氯气时，不能用澄清石灰水的原因是 澄清石灰水中含Ca（OH）2的量少，吸收不完全 。
研透高考 明确方向
命题点 氯气的制备与性质探究
1.[2022广东]实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置（“→”表示气流方向）不能达到实验目的的是（ D ）

解析 A项，除杂装置，先除去HCl，后除去水蒸气，正确；B项，集气装置，氯气密度比空气大，进气管长，出气管短，正确；C项，探究干燥的红布条和湿润的红布条与氯气的反应，正确；D项，尾气吸收应用碱液，错误。
2.[2023苏锡常二模]实验小组利用如图所示装置制备氯酸钠。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（ A ）
A.用装置甲制备氯气
B.用装置乙处理多余氯气
C.用装置丙除去氯化氢
D.用装置戊检验氯气
解析 A项，装置甲中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，但该反应需要在加热的条件下进行，错误；B项，氯气能够和NaOH溶液反应，可以用装置乙处理多余的氯气，正确；C项，生成的氯气中混有HCl气体，可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，正确；D项，氯气具有氧化性，能够和KI溶液反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，可以用装置戊检验氯气，正确。
3.[2023济南模拟]某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2SO4△2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
（1）该实验中A部分的装置是 b （填字母）。
（2）装置B中的现象是 溶液变为蓝色 。
（3）请写出装置D中发生反应的离子方程式： Cl2＋2Fe2＋2Cl－＋2Fe3＋ ，装置E的作用是 吸收多余的Cl2，防止污染空气 。
（4）请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化（简述实验步骤）： 取少量洗气瓶C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则证明洗气瓶C中亚硫酸钠已被氧化 。
（5）制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法： 2KMnO4＋16HCl（浓）2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O （用化学方程式表示）。
解析 （1）从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。（2）氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl22KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝。（3）装置D中发生反应的离子方程式为Cl2＋2Fe2＋2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。（4）亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO42－的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO42－的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。装置特点
固＋液△气体
净化方法
用[6] 饱和食盐水 除去HCl气体，再用[7] 浓硫酸 除去水蒸气
收集方法
向[8] 上 排空气法，排[9] 饱和食盐水 法
验满方法
①将湿润的淀粉－KI试纸放在集气瓶口，试纸[10] 变蓝 ；②将湿润的品红试纸放在集气瓶口，试纸[11] 褪色 ；③根据氯气的颜色
尾气处理
用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收
装置改进
改进作用
橡皮管a的作用：[12] 使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下
长颈漏斗的作用：
（1）可用于检查装置[13] 气密性 ；
（2）可用于检查整套装置是否发生堵塞，若发生堵塞，现象为[14] 长颈漏斗中液面上升
用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气，且操作方便安全，但不能用[15] 碱石灰 干燥