資源簡(jiǎn)介

第 17 講 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及應(yīng)用
01 掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理、裝置和操作注意事項(xiàng)。增強(qiáng)設(shè)計(jì)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的綠色環(huán)保意識(shí)。
重點(diǎn)·夯基易錯(cuò)
1．制取原理
－1 強(qiáng)氧化劑 0
HC l (濃)
― ― ― ― ―除 M―nO ―外還―2 有 K―MnO― 4、K―ClO― ― ― ― ― ― ― →Cl 3、K2Cr2O7 等 2
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：____________________________________________________________。
△
【答案】　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－ == === Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(3)ClO－3 ＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(4)2MnO－4 ＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2．實(shí)驗(yàn)裝置
思考　(1)如何用最簡(jiǎn)單的方法判斷氯氣已收集滿？
(2)實(shí)驗(yàn)室常用排飽和食鹽水法收集氯氣，請(qǐng)解釋用此方法收集氯氣的原因。
【解析】(1)觀察集氣瓶中氣體顏色的變化，若集氣瓶上部充滿黃綠色氣體，則證明 Cl2已收集滿。
(2)飽和食鹽水中 Cl－濃度較大，抑制了 Cl2 與水的反應(yīng)，Cl2 在飽和食鹽水中的溶解度很小，因此可用排飽
和食鹽水法收集氯氣，且用此法可除去實(shí)驗(yàn)過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生的 HCl 氣體。
3．注意事項(xiàng)
(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(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，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(guò)高，以減少 HCl 揮發(fā)。
(3)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。
(4)尾氣處理時(shí)，用 NaOH 溶液吸收 Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因?yàn)槌吻迨宜泻?Ca(OH)2的量少，吸
收不完全。
1．含 0.4 mol HCl 的濃鹽酸與足量的 MnO2共熱，能得到 0.1 mol Cl2(　　)
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(yàn) Cl2是否收集滿(　　)
【答案】　1.×　2.×　3.×　4.×
方法·規(guī)律總結(jié)
(1)必須用濃鹽酸，稀鹽酸不反應(yīng)。
(2)為了減少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加熱溫度不宜過(guò)高，以減少 HCl 揮發(fā)。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的 Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。
(4)尾氣吸收時(shí)，不能使用澄清的石灰水，因?yàn)槭宜疂舛忍。詹煌耆?br/>(5)工業(yè)制法
電解飽和食鹽水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
電解
2NaCl＋2H2O === == 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
點(diǎn)撥·能力培養(yǎng)
1．實(shí)驗(yàn)室用 MnO2 和濃鹽酸制 Cl2 時(shí)，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．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
【答案】　D
【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(jìn)行尾氣吸收，
故正確的排序?yàn)棰佗邰堍冖蔻荨?br/>2．下列方法中，可制得 Cl2的正確組合是(　　)
①M(fèi)nO2 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．②④⑥
C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥
【答案】　D
真題·明考向
1．（2024·廣東·高考真題）1810 年，化學(xué)家戴維首次確認(rèn)“氯氣”是一種新元素組成的單質(zhì)。興趣小組利用以
下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中，難以達(dá)到預(yù)期目的的是
A B
制備Cl2 凈化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 驗(yàn)證Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．利用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制氯氣需要加熱，圖中缺少加熱裝置，且分液漏斗內(nèi)應(yīng)盛裝濃鹽酸，
不能達(dá)到預(yù)期目的，A 符合題意；
B．實(shí)驗(yàn)室制得的氯氣中有 HCl 雜質(zhì)，可以通過(guò)飽和食鹽水洗氣除雜，再通過(guò)無(wú)水氯化鈣干燥，可以達(dá)到凈
化、干燥 Cl2的目的，B 不符合題意；
C．氯氣密度大于空氣，可以用向上排空氣法收集，可以達(dá)到預(yù)期目的，C 不符合題意；
D．H2可以在氯氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，氯氣將氫氣氧化，驗(yàn)證了氯氣的氧化性，D 不符合題意；
故選 A。
2．（2023·江蘇·高考真題）實(shí)驗(yàn)室制取Cl2 的實(shí)驗(yàn)原理及裝置均正確的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾氣中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣使用的是濃鹽酸和 MnO2反應(yīng)，不能使用稀鹽酸，A 錯(cuò)誤；
B．除去Cl2 中的 HCl 可將氣體通入飽和食鹽水中，注意長(zhǎng)口進(jìn)入便于充分吸收，應(yīng)該長(zhǎng)進(jìn)短出，B 錯(cuò)誤；
C．氯氣密度大于空氣，可用向上排空氣法收集氯氣，多功能瓶收集氣體注意長(zhǎng)進(jìn)短出，C 正確；
D．對(duì)氯氣的尾氣處理應(yīng)選擇氫氧化鈉溶液吸收，水吸收效果不好，D 錯(cuò)誤。
故選 C。
3．（2022·廣東·高考真題）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?br/>A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．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，A
裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?A 不符合題意；
B．氯氣的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，B 裝置能收集氯氣，故 B 不符合題意；
C．濕潤(rùn)的紅布條褪色，干燥的紅色布條不褪色，可驗(yàn)證干燥的氯氣不具有漂白性，故 C 不符合題意；
D．氯氣在水中的溶解度較小，應(yīng)用 NaOH 溶液吸收尾氣，D 裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?D 符合題意；
答案選 D。
演練·提能力
1．（2024·河北·高考真題）圖示裝置不能完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)的是(加熱、除雜和尾氣處理裝置
任選)
選項(xiàng) 氣體 試劑
A SO2 飽和Na2SO3 溶液+濃硫酸
B Cl2 MnO2 +濃鹽酸
C NH3 固體NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀鹽酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】如圖所示的氣體發(fā)生裝置可以為固液加熱型反應(yīng)，也可以是固液不加熱型；右側(cè)氣體收集裝置，
長(zhǎng)進(jìn)短出為向上排空氣法，短進(jìn)長(zhǎng)出為向下排空氣法，裝滿水后短進(jìn)長(zhǎng)出為排水法；
【解析】A．飽和Na2SO3 溶液和濃硫酸反應(yīng)可以制SO2 ，使用固液不加熱制氣裝置，SO2 密度比空氣大，用
向上排空氣法收集，可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，A 不符合題意；
B．MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)可以制Cl2 ，使用固液加熱制氣裝置，Cl2 密度比空氣大，用向上排空氣法收集，
可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，B 不符合題意；
C．固體NH4Cl與熟石灰加熱可以制NH3需要使用固固加熱制氣裝置，圖中裝置不合理，不能完成相應(yīng)氣體
的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，C 符合題意；
D．石灰石(主要成分為CaCO3 )和稀鹽酸反應(yīng)可以制CO2，使用固液不加熱制氣裝置，CO2密度比空氣大，
用向上排空氣法收集，可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，D 不符合題意；
本題選 C。
2．（2023·天津·高考真題）實(shí)驗(yàn)室制備和收集相應(yīng)氣體可使用下圖裝置的是
A．Fe 與稀硝酸反應(yīng)制 NO
B．MnO2與濃鹽酸共熱制備 Cl2
C．NaOH 與濃氨水制備 NH3
D．Na2SO3與濃硫酸制備 SO2
【答案】D
【解析】A．NO 與 O2反應(yīng)生成 NO2，不能用排空氣法收集 NO，故不選 A；
B．二氧化錳與濃鹽酸共熱制備 Cl2，反應(yīng)需要吸熱，缺少加熱裝置，故不選 B；
C．氨氣的密度比空氣小，需要用向下排空氣法收集 NH3，故不選 C；
D．Na2SO3與濃硫酸反應(yīng)生成 SO2，SO2密度比空氣大，用向上排空氣法收集 SO2，故選 D；
選 D。
3．（2024·浙江·高考真題）下列實(shí)驗(yàn)裝置使用不正確的是
A．圖①裝置用于二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣
B．圖②裝置用于標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知堿溶液
C．圖③裝置用于測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱
D．圖④裝置用于制備乙酸乙酯
【答案】A
【解析】A．圖①裝置沒有加熱裝置，不適用于二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣，A 錯(cuò)誤；
B．利用酸式滴定管中裝有的標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知堿溶液，裝置和操作正確，B 正確；
C．圖③裝置用于測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，溫度計(jì)測(cè)溫度、玻璃攪拌器起攪拌作用，裝置密封、隔熱保溫效
果好，C 正確；
D．圖④裝置用于制備乙酸乙酯，導(dǎo)管末端不伸入液面下，利用飽和碳酸鈉收集乙酸乙酯，D 正確；
故選 A。
4．實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3 制備金屬 W 的裝置如圖所示( Zn 粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于
吸收少量氧氣)，下列說(shuō)法正確的是
A．①、②、③中依次盛裝KMnO4 溶液、濃H2SO4 、焦性沒食子酸溶液
B．裝置 Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣
C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞 K，再停止加熱
D．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過(guò)聲音判斷氣體純度
【答案】D
【分析】H2還原 WO3制備金屬 W，裝置 Q 用于制備氫氣，因鹽酸易揮發(fā)，則①、②、③應(yīng)分別用于除去
HCl、H2S、氧氣和水，得到干燥的氫氣與 WO3在加熱條件下制備 W，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先停止加熱再停止通入
氫氣，以避免 W 被重新氧化，以此解答該題。
【解析】A．氣體從焦性沒食子酸溶液中逸出，得到的氫氣混有水蒸氣，應(yīng)最后通過(guò)濃硫酸干燥，故 A 錯(cuò)
誤；
B．裝置 Q 優(yōu)點(diǎn)是隨開隨用，隨關(guān)隨停，僅適用于塊狀固體和液體的反應(yīng)，且裝置不能加熱；故該裝置不能
用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，因?yàn)槎趸i是粉末狀固體，且該反應(yīng)需要加熱，故 B 錯(cuò)誤；
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先停止加熱再停止通入氫氣，使 W 處在氫氣的氛圍中冷卻，以避免 W 被重新氧化，故 C
錯(cuò)誤；
D．點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱前，應(yīng)檢驗(yàn)氫氣的純度，以避免不純的氫氣發(fā)生爆炸，可點(diǎn)燃?xì)怏w，通過(guò)聲音判斷
氣體濃度，聲音越尖銳，氫氣的純度越低，故 D 正確；
答案選 D。
5．(2022·廣東)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?　　)
【答案】　D
【解析】　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(rùn)的紅布條褪色，干燥
的紅布條不褪色，可驗(yàn)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。
6．（2022·北京·高考真題）某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)錳化合物的反應(yīng)
資料：
i．Mn2+在一定條件下被 Cl2或 ClO-氧化成 MnO2(棕黑色)、MnO2-4 (
-
綠色)、MnO4 (紫色)。
ii - 2-．濃堿條件下，MnO4可被 OH-還原為MnO4 。
iii．Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無(wú)關(guān)，NaClO 的氧化性隨堿性增強(qiáng)而減弱。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略)
C
序 中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
物質(zhì) a
號(hào) 通入 Cl2前 通入 Cl2后
I 水 得到無(wú)色溶液 產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化
產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?br/>Ⅱ 5%NaOH 溶液
色沉淀 仍有沉淀
40%NaOH 溶 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?br/>Ⅲ
液 色沉淀 仍有沉淀
(1)B 中試劑是 。
(2)通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜W(xué)方程式為 。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn) I、Ⅱ通入 Cl2后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于二價(jià)錳化合物還原性的認(rèn)識(shí)是 。
(4)根據(jù)資料 ii，Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液，實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：
原因一：可能是通入 Cl2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。
MnO2- -原因二：可能是氧化劑過(guò)量，氧化劑將 4 氧化為MnO4 。
①化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因 ，但通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定溶液的堿性變化很小。
②取Ⅲ中放置后的 1mL 懸濁液，加入 4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶
液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為 ，溶液綠色緩慢加深，原因是 MnO2被 (填“化學(xué)式)氧化，
可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過(guò)量；
③取Ⅱ中放置后的 1mL 懸濁液，加入 4mL 水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生的反應(yīng)是 。
④從反應(yīng)速率的角度，分析實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因 。
【答案】(1)飽和 NaCl 溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)
(4) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 4 MnO-4 +4OH-=4 MnO
2-
4 +O2↑+2H2O Cl2
3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO-4 +3Cl-+H2O 過(guò)量 Cl2與 NaOH 反應(yīng)產(chǎn)生 NaClO，使溶液的堿性減弱，c(OH-)
- 2-
降低，溶液中的MnO4 被還原為MnO4 的速率減小，因而實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液
【分析】在裝置 A 中 HCl 與 KMnO4發(fā)生反應(yīng)制取 Cl2，由于鹽酸具有揮發(fā)性，為排除 HCl 對(duì) Cl2性質(zhì)的干
擾，在裝置 B 中盛有飽和 NaCl 溶液，除去 Cl2中的雜質(zhì) HCl，在裝置 C 中通過(guò)改變?nèi)芤旱?pH，驗(yàn)證不同
條件下 Cl2與 MnSO4反應(yīng)，裝置 D 是尾氣處理裝置，目的是除去多余 Cl2，防止造成大氣污染；
【解析】（1）B 中試劑是飽和 NaCl 溶液，作用是吸收 Cl2中的雜質(zhì) HCl 氣體，故答案為：飽和 NaCl 溶液；
（2）通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中 Mn2+與堿性溶液中 NaOH 電離產(chǎn)生的 OH-反應(yīng)產(chǎn)生 Mn(OH)2白色沉淀，該沉淀
不穩(wěn)定，會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色 MnO2，則沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜W(xué)方程式為：
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O，故答案為：2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O；
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn) I、Ⅱ通入 Cl2后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于二價(jià)錳化合物還原性的認(rèn)識(shí)是：Mn2+的還原性隨溶液堿性
的增強(qiáng)而增強(qiáng)，故答案為：Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)；
（4）①Cl2與 NaOH 反應(yīng)產(chǎn)生 NaCl、NaClO、H2O，使溶液堿性減弱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案為：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
②取Ⅲ中放置后的 1 mL 懸濁液，加入 4 mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶
- 2-
液紫色變?yōu)榫G色就是由于在濃堿條件下，MnO -4可被 OH 還原為MnO4 ，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守
- 2-
恒，可知該反應(yīng)的離子方程式為：4 MnO -4 +4OH =4 MnO4 +O2↑+2H2O；溶液綠色緩慢加深，原因是 MnO2
被 Cl - 2-2氧化，可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過(guò)量，故答案為：4 MnO4 +4OH-=4 MnO4 +O2↑+2H2O；Cl2；
③取Ⅱ中放置后的 1 mL 懸濁液，加入 4 mL 水，溶液堿性減弱，溶液紫色緩慢加深，說(shuō)明 ClO-將 MnO2氧
MnO-化為 4 ，發(fā)生的反應(yīng)是：3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO
-
4 +3Cl-+H2O，故答案為：3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO
-
4
+3Cl-+H2O；
④從反應(yīng)速率的角度，過(guò)量 Cl2與 NaOH 反應(yīng)產(chǎn)生 NaClO -，使溶液的堿性減弱，c(OH-)降低，溶液中MnO4
的被還原為MnO2-4 的速率減小，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液，故答案為：過(guò)量 Cl2與 NaOH 反應(yīng)產(chǎn)生
NaClO，使溶液的堿性減弱，c(OH-)降低，溶液中的MnO-4 被還原為MnO
2-
4 的速率減小，因而實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到
綠色溶液。
7．某研究性學(xué)習(xí)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(xué)方程式為 Ca(ClO)2＋CaCl2＋
△
2H2SO4 == === 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他們?cè)O(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置制取氯氣并驗(yàn)證其性質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)該實(shí)驗(yàn)中 A 部分的裝置是________(填字母)。
(2)裝置 B 中的現(xiàn)象是__________________________________________________________。
(3)請(qǐng)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(qǐng) 幫 助 他 們 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 證 明 洗 氣 瓶 C 中 的 亞 硫 酸 鈉 已 被 氧 化 ( 簡(jiǎn) 述 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 ) ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5) 制 取 Cl2 的 方 法 有 多 種 ， 若 A 部 分 的 裝 置 是 a ， 請(qǐng) 再 寫 出 一 種 制 備 方 法 ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
【答案】　(1)b　(2)溶液變藍(lán)色　(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　吸收多余的 Cl2，防止污染空氣　(4)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　(5)2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
【解析】　(1)從化學(xué)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)氯氣具有強(qiáng)氧化性，與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)：2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2，淀粉溶液遇碘變藍(lán)色。(4)亞硫酸鈉被氧
化生成硫酸鈉，只要驗(yàn)證 SO 2－4 的存在就可證明亞硫酸鈉已經(jīng)被氧化，檢驗(yàn) SO 2－4 的存在選用稀鹽酸和氯化
鋇溶液。
8．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(shí)驗(yàn)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(wèn)題：
(1)盛放 MnO2粉末的儀器名稱是__________，a 中的試劑為__________。
(2)b 中 采 用 的 加 熱 方 式 是 _________________________ ， c 中 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 是
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷卻的目的是_______________________________________________________。
(3)d 的作用是______________，可選用試劑______(填標(biāo)號(hào))。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(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。
(5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分別置于 1 號(hào)和 2 號(hào)試管中，滴加中性 KI 溶液。1 號(hào)試管溶液顏色不變。2
號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣尤?CCl4 振蕩，靜置后 CCl4 層顯________色。可知該條件下 KClO3 的氧化能力
________NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】　(1)圓底燒瓶　飽和食鹽水
(2)水浴加熱　Cl －2＋2OH ===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成 NaClO3　(3)吸收尾氣(Cl2)　AC
(4)過(guò)濾　少量(冷)水洗滌　(5)紫　小于
【解析】　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。
(1)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(guò)飽和食
鹽水。(2)b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(shí)需要酒精燈加熱，生成次氯酸鹽時(shí)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。(3)d 是尾氣處理裝置，吸收氯氣可以用硫化鈉溶液
或氫氧化鈣濁液。(4)從溶液中獲得純凈氯酸鉀的操作是冷卻結(jié)晶，過(guò)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。(5)碘在四氯化碳中呈紫色；碘在水中的顏色為棕色或褐色，主要
由碘的濃度決定。2 號(hào)試管中溶液變棕色說(shuō)明生成 I2,1 號(hào)試管中沒有顏色變化，說(shuō)明沒有生成 I2，由此可以
判斷氯酸鉀的氧化能力小于次氯酸鈉的氧化能力。第 17 講 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及應(yīng)用
01 掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理、裝置和操作注意事項(xiàng)。增強(qiáng)設(shè)計(jì)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的綠色環(huán)保意識(shí)。
重點(diǎn)·夯基易錯(cuò)
1．制取原理
－1 強(qiáng)氧 化劑 0HC l (濃) ― ― ― ― ―除 M―nO ―外還―有 K―MnO― 、K― ―2 4 ClO3、K― ―2Cr2O7 等― ― ― ― →C l2
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：____________________________________________________________。
2．實(shí)驗(yàn)裝置
思考　(1)如何用最簡(jiǎn)單的方法判斷氯氣已收集滿？
(2)實(shí)驗(yàn)室常用排飽和食鹽水法收集氯氣，請(qǐng)解釋用此方法收集氯氣的原因。
【解析】(1)觀察集氣瓶中氣體顏色的變化，若集氣瓶上部充滿黃綠色氣體，則證明 Cl2已收集滿。
(2)飽和食鹽水中 Cl－濃度較大，抑制了 Cl2 與水的反應(yīng)，Cl2 在飽和食鹽水中的溶解度很小，因此可用排飽
和食鹽水法收集氯氣，且用此法可除去實(shí)驗(yàn)過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生的 HCl 氣體。
3．注意事項(xiàng)
(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(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，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(guò)高，以減少 HCl 揮發(fā)。
(3)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。
(4)尾氣處理時(shí)，用 NaOH 溶液吸收 Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因?yàn)槌吻迨宜泻?Ca(OH)2的量少，吸
收不完全。
1．含 0.4 mol HCl 的濃鹽酸與足量的 MnO2共熱，能得到 0.1 mol Cl2(　　)
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(yàn) Cl2是否收集滿(　　)
方法·規(guī)律總結(jié)
(1)必須用濃鹽酸，稀鹽酸不反應(yīng)。
(2)為了減少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加熱溫度不宜過(guò)高，以減少 HCl 揮發(fā)。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的 Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。
(4)尾氣吸收時(shí)，不能使用澄清的石灰水，因?yàn)槭宜疂舛忍。詹煌耆?br/>(5)工業(yè)制法
電解飽和食鹽水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
電解
2NaCl＋2H2O === == 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
點(diǎn)撥·能力培養(yǎng)
1．實(shí)驗(yàn)室用 MnO2 和濃鹽酸制 Cl2 時(shí)，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．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
2．下列方法中，可制得 Cl2的正確組合是(　　)
①M(fèi)nO2 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．②④⑥
C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥
真題·明考向
1．（2024·廣東·高考真題）1810 年，化學(xué)家戴維首次確認(rèn)“氯氣”是一種新元素組成的單質(zhì)。興趣小組利用以
下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中，難以達(dá)到預(yù)期目的的是
A B
制備Cl2 凈化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 驗(yàn)證Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·江蘇·高考真題）實(shí)驗(yàn)室制取Cl2 的實(shí)驗(yàn)原理及裝置均正確的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾氣中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
3．（2022·廣東·高考真題）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?br/>A．A B．B C．C D．D
演練·提能力
1．（2024·河北·高考真題）圖示裝置不能完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)的是(加熱、除雜和尾氣處理裝置
任選)
選項(xiàng) 氣體 試劑
A SO2 飽和Na2SO3 溶液+濃硫酸
B Cl2 MnO2 +濃鹽酸
C NH3 固體NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀鹽酸
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·天津·高考真題）實(shí)驗(yàn)室制備和收集相應(yīng)氣體可使用下圖裝置的是
A．Fe 與稀硝酸反應(yīng)制 NO
B．MnO2與濃鹽酸共熱制備 Cl2
C．NaOH 與濃氨水制備 NH3
D．Na2SO3與濃硫酸制備 SO2
3．（2024·浙江·高考真題）下列實(shí)驗(yàn)裝置使用不正確的是
A．圖①裝置用于二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣
B．圖②裝置用于標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知堿溶液
C．圖③裝置用于測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱
D．圖④裝置用于制備乙酸乙酯
4．實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3 制備金屬 W 的裝置如圖所示( Zn 粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于
吸收少量氧氣)，下列說(shuō)法正確的是
A．①、②、③中依次盛裝KMnO4 溶液、濃H2SO4 、焦性沒食子酸溶液
B．裝置 Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣
C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞 K，再停止加熱
D．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過(guò)聲音判斷氣體純度
5．(2022·廣東)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?　　)
6．（2022·北京·高考真題）某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)錳化合物的反應(yīng)
資料：
i．Mn2+在一定條件下被 Cl2或 ClO-氧化成 MnO2(棕黑色)、MnO2-4 (綠色)、MnO
-
4 (紫色)。
ii - 2-．濃堿條件下，MnO4可被 OH-還原為MnO4 。
iii．Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無(wú)關(guān)，NaClO 的氧化性隨堿性增強(qiáng)而減弱。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略)
C
序 中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
物質(zhì) a
號(hào) 通入 Cl2前 通入 Cl2后
I 水 得到無(wú)色溶液 產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化
產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?br/>Ⅱ 5%NaOH 溶液
色沉淀 仍有沉淀
40%NaOH 溶 產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?br/>Ⅲ
液 色沉淀 仍有沉淀
(1)B 中試劑是 。
(2)通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜W(xué)方程式為 。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn) I、Ⅱ通入 Cl2后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于二價(jià)錳化合物還原性的認(rèn)識(shí)是 。
(4)根據(jù)資料 ii，Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液，實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：
原因一：可能是通入 Cl2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。
2-
原因二：可能是氧化劑過(guò)量，氧化劑將MnO4 氧化為MnO
-
4 。
①化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因 ，但通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定溶液的堿性變化很小。
②取Ⅲ中放置后的 1mL 懸濁液，加入 4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶
液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為 ，溶液綠色緩慢加深，原因是 MnO2被 (填“化學(xué)式)氧化，
可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過(guò)量；
③取Ⅱ中放置后的 1mL 懸濁液，加入 4mL 水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生的反應(yīng)是 。
④從反應(yīng)速率的角度，分析實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因 。
7．某研究性學(xué)習(xí)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(xué)方程式為 Ca(ClO)2＋CaCl2＋
△
2H2SO4 == === 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他們?cè)O(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置制取氯氣并驗(yàn)證其性質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)該實(shí)驗(yàn)中 A 部分的裝置是________(填字母)。
(2)裝置 B 中的現(xiàn)象是__________________________________________________________。
(3)請(qǐng)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(qǐng) 幫 助 他 們 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 證 明 洗 氣 瓶 C 中 的 亞 硫 酸 鈉 已 被 氧 化 ( 簡(jiǎn) 述 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 ) ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5) 制 取 Cl2 的 方 法 有 多 種 ， 若 A 部 分 的 裝 置 是 a ， 請(qǐng) 再 寫 出 一 種 制 備 方 法 ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
8．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(shí)驗(yàn)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(wèn)題：
(1)盛放 MnO2粉末的儀器名稱是__________，a 中的試劑為__________。
(2)b 中 采 用 的 加 熱 方 式 是 _________________________ ， c 中 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 是
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷卻的目的是_______________________________________________________。
(3)d 的作用是______________，可選用試劑______(填標(biāo)號(hào))。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(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。
(5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分別置于 1 號(hào)和 2 號(hào)試管中，滴加中性 KI 溶液。1 號(hào)試管溶液顏色不變。2
號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣尤?CCl4 振蕩，靜置后 CCl4 層顯________色。可知該條件下 KClO3 的氧化能力
________NaClO(填“大于”或“小于”)。

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