第四章第3课时 重点专攻氯水氯气的制备Word格式文档下载.docx
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c（HClO）增大，氯水的漂白性增强
加入碱
c（H＋）、c（HClO）减小
Cl2的尾气处理、漂白粉的制备
光照
HClO分解，
c（HClO）减小
氯水需避光保存，久置的氯水最终会变成盐酸
[提醒] 新制氯水作氧化剂时，若Cl2能发生反应，则认为主要是Cl2反应，若Cl2不能发生反应，则认为是HClO发生反应；
新制氯水与足量强碱反应时，可认为Cl2先与水反应，生成的HCl、HClO再与碱反应生成氯化物和次氯酸盐。
[考法精析]
考法一 新制氯水成分的实验探究
[典例1] 在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是（ ）
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气
体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条褪色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成
棕黄色
氯水具有氧化性
[解析] 氯气为黄绿色气体，氯水呈浅黄绿色，是因为溶解了氯气，A正确；
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水，有无色气体产生，是因为HCO
与氯水中的H＋发生反应生成水和二氧化碳，B错误；
红色纸条褪色，说明氯水具有漂白性，C正确；
向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变成棕黄色，是因为发生反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，说明氯水具有氧化性，D正确。
[答案] B
[备考方略] 新制氯水成分的实验探究方法
参与反应
的微粒
所加试剂
（或材料）
实验现象
离子方程式或解释
Cl－
硝酸酸化的AgNO3溶液
白色沉淀
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
H＋
Na2CO3固体
有气泡
产生
2H＋＋CO
===
CO2↑＋H2O
HClO
有色布条
布条颜
色褪去
HClO具有漂白性
Cl2
FeCl2溶液
溶液由浅黄绿色变为棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===
2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O
SO2
溶液浅黄绿色褪去
SO2＋Cl2＋2H2O===
4H＋＋2Cl－＋SO
H＋、HClO
石蕊溶液
溶液先变红后褪色
酸性和漂白性
考法二 新制氯水与久置氯水的比较
[典例2] 下列关于新制氯水及久置氯水的说法，不正确的是（ ）
A．新制的氯水呈浅黄绿色，而久置的氯水无色
B．新制的氯水漂白作用强，而久置的氯水漂白作用很弱
C．新制的氯水所含成分多，而久置的氯水所含成分少
D．新制的氯水中无氯离子，而久置的氯水中则含氯离子
[解析] 新制氯水中含有氯气，呈浅黄绿色，而久置氯水溶质为HCl，溶液为无色，A正确；
新制氯水含有次氯酸，具有漂白性，HClO不稳定，见光易分解，久置氯水中HClO浓度较小，漂白作用很弱，B正确；
氯气与水发生反应：
Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO不稳定，见光易分解，促进平衡向正反应方向移动，久置的氯水所含Cl2少，新制氯水含有Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－等粒子，C正确、D错误。
[答案] D
[备考方略] 液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子
种类
Cl2、HClO、H2O、H＋、
Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、
Cl－、OH－
[综合训练]
1．向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是（ ）
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸
C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液
解析：
选A 在氯水中存在反应：
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白能力会增强。
A项，由于酸性HCl>
H2CO3>
HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：
2HCl＋CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO正向移动，导致c（HClO）增大，溶液的漂白能力会增强，正确；
B项，若加入稀硫酸，使溶液中c（H＋）增大，平衡逆向移动，溶液的漂白能力减弱，错误；
C项，加入氯化钙溶液，不能发生反应，但对氯水起稀释作用，使溶液的漂白能力减弱，错误；
D项，加入二氧化硫的水溶液，SO2与Cl2反应，平衡左移，c（HClO）减小，溶液的漂白能力减弱，错误。
2．SO2是大气污染物之一，某同学在实验室中对SO2与氯水的反应进行了探究。
制备SO2与氯水可供选择的仪器如图所示，请回答下列问题：
（1）该同学选用KMnO4和浓盐酸快速制备Cl2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
欲利用上图中的装置制备一瓶饱和氯水，正确的连接顺序为____________（按气流方向，用字母表示）。
（2）制备SO2选用的最合适试剂为________（填代号）。
①Na2SO3固体 ②Na2SO3溶液 ③20%H2SO4溶液
④70%H2SO4溶液 ⑤铜片
（3）对SO2与氯水的反应进行探究
①用注射器吸入一定量的饱和氯水和SO2，振荡，静置，再吸入少量品红溶液，发现品红溶液不褪色，解释其原因（用化学方程式表示）：
________________________________________________________________________。
②改变氯水用量，重复①操作，发现品红溶液褪色，你认为可能的原因是___________
_________________________，设计实验来验证你的假设：
____________________
（说明操作方法、现象及结论）。
（4）请设计一个实验，测定饱和氯水中氯元素的含量：
________________________________________________________________________
（1）KMnO4和浓盐酸反应的离子方程式为2MnO
＋10Cl－＋16H＋===5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O，发生装置为固液不加热型，故选择B装置制备氯气，并将生成的氯气先通入饱和食盐水中除去HCl，再通入水中，尾气可以用NaOH溶液或碱石灰吸收，防止污染。
（2）SO2在水中的溶解度较大，制备SO2可以选用Na2SO3固体和70%H2SO4溶液。
（3）①氯气与SO2在水中能够反应生成HCl和H2SO4，反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，HCl和H2SO4均没有漂白性。
②改变氯水用量，过量氯水将品红氧化漂白或过量SO2与品红结合成无色物质；
氯水漂白后的物质不能恢复成原来的颜色，SO2漂白后的物质加热后能够恢复原来的颜色，将实验②注射器中的溶液注入试管少许，加热，若无红色出现，原因为前者，反之则为后者。
（4）氯水具有氧化性，可加入还原剂将氯水中的氯全部转化为氯离子，再转化为氯化银沉淀，通过称量氯化银的质量进行测定，具体步骤为量取一定量的试样，加入足量的Fe（NO3）2溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。
答案：
（1）2MnO
＋10Cl－＋16H＋===5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O BFEH（或BFEC）
（2）①④ （3）①Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4 ②过量氯水将品红氧化漂白或过量SO2与品红结合成无色物质 将实验②注射器中的溶液注入试管少许，加热，若无红色出现，则是过量氯水将品红氧化漂白，反之则是过量SO2与品红结合成无色物质 （4）量取一定量的试样，加入足量的Fe（NO3）2溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀质量（或其他合理答案也可）
考点二 氯气的实验室制法
氯气的制备是中学化学中最典型的固—液制气实验，高考既可直接考查Cl2的制备，又可以此实验为基础，考查相关的陌生气体的制备，因此是命题者眼中的极好素材。
高考“题在书外，理在书中”，高考实验无非是教材实验的创新考查而已。
本书对一些经典实验的编排不囿旧规，创新编排思路——在用直观的实验图示展示实验流程的同时，又巧妙地将一些高考创新实验给予对照比较，旨在让考生迁移思维、开阔视野，记牢更要用活，学会更要学通。
[装置图解]
[思考交流]
1．如何检验集气瓶中已收集满氯气？
提示：
（1）实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。
（2）将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
（3）将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
2．实验室里能否用K2Cr2O7（或KClO3）代替MnO2与浓盐酸反应制取Cl2？
若能，写出反应的离子方程式。
能；
常温下即可反应，故不需要酒精灯加热，离子方程式为Cr2O
＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O，ClO
＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O。
3．400mL10mol·
L－1的浓盐酸与足量的MnO2混合共热，能否得到1molCl2?
不能；
因为MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1mol。
[考法精析]
考法一 氯气的制取与性质探究
[典例1] 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持装置已略）。
（1）制备氯气选用的试剂为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是________________________________________；
同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：
_____________________________________________________________
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________（填字母）。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的
湿润的
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。
当向D装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性强于溴。
（5）打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。
观察到的现象是________________________________________________________________________。
[解析]
（1）根据氧化还原反应的规律，次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应的化学方程式为Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
（2）浓盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；
若装置C发生堵塞，装置B中的压强会增大，长颈漏斗中液面上升，形成水柱。
（3）验证氯气是否具有漂白性，要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性，因此Ⅰ处应为湿润的有色布条，Ⅱ处应为干燥剂，Ⅲ处应为干燥的有色布条，U形管中应用固体干燥剂。
（4）当向装置D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色，发生反应：
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。
（5）打开活塞，将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中，发生反应：
Br2＋2KI===2KBr＋I2，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡后静置，观察到的现象是装置E中液体分为两层，上层（苯层）为紫红色。
[答案]
（1）Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
（2）除去Cl2中的HCl 长颈漏斗中液面上升，形成水柱
（3）d
（4）棕黄
（5）装置E中液体分为两层，上层（苯层）为紫红色
考法二 陌生氯化物的制备
[典例2] TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4，设计实验如下（夹持装置略去）：
相关信息如下表所示：
化合物
熔点/℃
沸点/℃
密度/
（g·
cm－3）
水溶性
TiCl4
－25
136
1.5
易水解生成难溶于水的物质，能溶于有机溶剂
CCl4
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题：
（1）按照气流由左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为a→___→___→f→g→___→___→d→e→j。
（填仪器接口字母）
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：
检查装置气密性后，装入试剂，________________________________________________________________________
（按正确的顺序填入下列操作的序号）。
①关闭分液漏斗活塞 ②打开分液漏斗活塞
③停止加热，充分冷却④加热装置D中陶瓷管
（3）装置A中导管m的作用是______________________________________________。
（4）装置D中除生成TiCl4外，同时生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（5）设计实验证明装置E中收集到的液体中含有TiCl4：
_______________________。
（6）制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为_________。
[解析]
（1）由于TiCl4易溶于水，所以参加反应的Cl2必须先干燥，而收集TiCl4的装置后面必须有防止水蒸气进入的装置，则正确的连接顺序为a→c→b→f→g→h→i→d→e→j。
（2）为防止炭粉在高温下被氧化，防止装置内的水蒸气使TiCl4变质，所以应先通入Cl2一段时间后再加热装置D，正确的操作顺序为②④③①。
（3）分液漏斗上连接的导管是为了平衡压强，使液体顺利流下。
（4）装置D中的反应物为TiO2、C和Cl2，而生成物为TiCl4和CO，所以反应的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2
TiCl4＋2CO。
（5）根据表中信息，TiCl4遇水生成难溶物，所以可取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，液体变浑浊，即证明收集到的液体中含有TiCl4。
（6）由于二者的沸点相差较大，所以可用蒸馏的方法分离TiCl4中含有的CCl4。
[答案]
（1）c b h i
（2）②④③①
（3）平衡压强，使浓盐酸更易滴落
（4）TiO2＋2C＋2Cl2
TiCl4＋2CO
（5）取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，液体变浑浊，则收集到的液体中含有TiCl4（或其他合理答案也可）
（6）蒸馏
[综合训练]
1．（2019·
郑州质检）某同学设计如图装置制备少量的AlCl3（易水解）。
下列说法错误的是（ ）
A．B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液，其作用是除去Cl2中的HCl
B．装置C和F中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入E中
C．用50mL12mol·
L－1的盐酸与足量的MnO2反应，所得氯气可以制取26.7gAlCl3
D．实验过程中应先点燃A处的酒精灯，待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯
选C 实验室利用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2，制得的Cl2中混有HCl和水蒸气，HCl极易溶于水，而Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，因此B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液，用于除去Cl2中的HCl，A正确；
因为AlCl3易水解，所以铝和氯气反应必须在干燥的环境下进行，因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入E中，B正确；
50mL12mol·
L－1的盐酸与足量的MnO2反应，由于浓盐酸不断消耗，变为稀盐酸，不再与二氧化锰反应，所以50mL12mol·
L－1的盐酸产生氯气的量小于0.15mol，因此氯气与铝反应生成AlCl3的量少于0.1mol，质量小于13.35g，C错误；
实验过程中应先点燃A处的酒精灯，反应产生氯气，利用氯气排净装置内的空气，再点燃D处的酒精灯，D正确。
2．硫酰氯（SO2Cl2）是一种重要的化工试剂，氯化法是合成硫酰氯（SO2Cl2）的常用方法。
实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示（部分夹持装置未画出）：
已知：
①SO2（g）＋Cl2（g）===SO2Cl2（l）
ΔH＝－97.3kJ·
mol－1。
②常温下硫酰氯为无色液体，熔点－54.1℃，沸点69.1℃，在潮湿空气中“发烟”。
③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯气。
回答下列问题：
（1）硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是_______________________________
________________________________________________________________________（用化学方程式表示）。
（2）装置B中盛放的试剂是____________；
仪器D的名称为____________。
（3）装置E的作用是________，E中冷凝水的入口是______（填“a”或“b”）；
整套装置存在的一处缺陷是____________。
（4）当装置A中生成氯气1.12L（已折算成标准状况）时，硫酰氯的产率为44%，则最终得到纯净的硫酰氯________g。
（5）氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为____________________________，分离两种产物的方法是__________________。
（6）硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸，请你设计实验验证其中含有硫酸（写出实验方案及相关实验现象，不必写出具体实验操作。
可选试剂：
稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液）。
由图中信息可知，该实验先用浓盐酸和KMnO4反应制备氯气，然后通过B和C两装置净化氯气，最后在D中合成硫酰氯。
（1）硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是其遇空气中水蒸气发生水解生成酸雾，该反应的化学方程式为SO2Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。
（2）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢杂质，故B中盛放的试剂是饱和食盐水；
仪器D的名称是三颈烧瓶。
（3）装置E的作用是冷凝回流。
为保证冷凝回流的效率，E中冷凝水的入口是a；
整套装置存在的一处缺陷是缺少尾气处理装置。
（4）当装置A中生成氯气1.12L（已折算成标准状况）时，氯气的物质的量为0.05mol，由于硫酰氯的产率为44%，则生成硫酰氯的物质的量为0.05mol×
44%＝0.022mol，所以最终得到纯净的硫酰氯的质量为0.022mol×
135g·
mol－1＝2.97g。
（5）氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，由质量守恒可知，该反应的化学方程式为2ClSO3H
SO2Cl2＋H2SO4，硫酸沸点高，由题中信息可知，硫酰氯的沸点较低，故分离两种产物的方法是蒸馏。
（6）欲设计实验验证硫酰氯的工业品中含有少量硫酸，可根据硫酸的组成和性质用题给试剂进行检验。
（1）SO2Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
（2）饱和食盐水 三颈烧瓶
（3）冷凝回流 a 缺少尾气处理装置
（4）2.97
（5）2ClSO3H
SO2Cl2＋H2SO4 蒸馏
（6）取少量产品在干燥条件下加热至硫酰氯完全挥发，剩余物质冷却并用水稀释。
取少量所得的溶液滴加紫色石蕊溶液，溶液变红；
再另取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。
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