高中化学专题：氯气的实验室制取.docx

高中化学专题：氯气的实验室制取.docx

《高中化学专题：氯气的实验室制取.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学专题：氯气的实验室制取.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1、氯气的实验室制法

（1）实验装置

①发生装置：

用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的固液加热型制气装置。

②净化装置：

饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体，浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。

③收集装置：

向上排空气法或排饱和食盐水法。

④尾气处理：

用 NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防Cl2污染空气。

（2）验满方法

①将湿润的淀粉−碘化钾试纸靠近收集Cl2的集气瓶瓶口，若观察到试纸立即变蓝，则证明已收集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，若观察到试纸先变红后褪色，则证明已收集满。

③根据氯气的颜色判断是否收集满：

若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体，则证明已收集满。

（3）反应原理

MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O

MnO2也可用KMnO4、K2Cr2O7等氧化剂代替，如：

2KMnO4+16HCl（浓）===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。

（4）实验室制取氯气的注意事项

①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热时温度不宜过高，以减少HCl的挥发。

②制取时一定要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”，一旦浓盐酸变为稀盐酸，反应将不再发生。

③尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为澄清石灰水中Ca（OH）2浓度小，吸收不完全。

工业上常采用石灰乳来吸收Cl2。

2、氯气实验室制法的本质

（1）若无浓盐酸，可用NaCl和浓H2SO4代替：

MnO2+2NaCl+3H2SO4（浓）MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O。

（2）反应物若无MnO2，可用其他强氧化剂如KClO3、Ca（ClO）2、KMnO4等代替：

KClO3+6HCl（浓） ===KCl+3Cl2↑+3H2O

Ca（ClO）2+4HCl（浓） ===CaCl2+2Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl（浓） ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

【考试规范答题】

规范书写装置中试剂的作用

装置中试剂的用途回答时一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列模板回答：

发生装置     生成……产生……制取……

↓

除杂装置     除去（吸收） ……防止……干扰（影响）

除去……中的杂质，以免影响测量结果

↓

性质实验装置 与……反应  验证……说明……

　　　　　　比较……   检验…… 

↓

收集装置

尾气吸收装置 吸收……防止……的污染（影响）

【例题】

为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：

（1）请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口顺序：

b接________，________接________，________接a。

（2）U形管中所盛试剂的化学式为 _____________________。

（3）装置③中CCl4的作用是________________________________。

（4）乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。

为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某个装置之后再加装置⑤。

你认为装置⑤应加在________之后（填装置序号），瓶中可以放入________。

（5）丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。

你认为可将溶液换成________，如果观察到__________的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出。

（6）若取过量的MnO2与一定体积的浓HCl（含溶质HCl为0.4mol）制备Cl2（假设HCl的挥发不计，装置气密性良好），则制备的Cl2总小于0.1mol的原因是______________。

【答案】

（1）efdc（e和f顺序可以交换）

（2）CuSO4　（3）吸收Cl2

（4）③　湿润的KI淀粉试纸（或湿润的有色布条等其他合理答案）

（5）紫色石蕊试液　紫色石蕊试液变红而不褪色

（6）随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应

【解析】

为验证其猜测，应先检验水蒸气的存在，之后再检验HCl的存在。

水蒸气的检验一般使用无水CuSO4（变蓝），HCl的检验一般使用AgNO3溶液（生成白色沉淀）。

但是Cl2的存在会干扰HCl的检验，故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2（用CCl4吸收）。

在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽，可在③之后增加装置⑤，其中可以放入湿润的KI淀粉试纸或湿润的有色布条等。

由于HCl的水溶液有酸性，能够使酸碱指示剂变为红色，而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性，能够使紫色的石蕊试液先变红，后褪色，所以丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液，可将溶液换成紫色石蕊试液，如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出。