高考化学氯气的实验室制取

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↑+2H2OMnO2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↑+3H2OCa(ClO)2+4HCl(浓) ===CaCl2+2Cl2↑+2H2O2KMnO4+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0.4 mol)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0.1 mol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。