备战2025届新高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第15讲氯气的实验室制法及应用课件

这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第15讲氯气的实验室制法及应用课件，共31页。PPT课件主要包含了课标指引，目录索引，素养发展进阶，必备知识•梳理，实验装置，关键能力•提升等内容，欢迎下载使用。

1.能利用氯气的性质和反应,设计氯气的制备、提纯、检验等简单任务的方案。2.能从物质类别和氯元素价态变化的视角说明含氯物质的转化路径。
考点一　氯气的实验室制法
考点二　氯气的实验室制法创新设计
1.制取原理实验室利用MnO2固体与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的离子方程式为_____________________________________。 
(1)制备Cl2实验中,饱和食盐水的作用是________________________,浓硫酸的作用是________________________________。 (2)用NaOH溶液吸收尾气Cl2的原因是____________________________ (离子方程式)。 (3)设计实验用最简单的方法判断Cl2已经收集满: ___________________。
除去Cl2中的HCl
除去Cl2中的水蒸气
Cl2+2OH-══ Cl-+ClO-+H2O
将湿润的淀粉KI试纸放在瓶口,试纸变蓝(或将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口,试纸先变红后褪色)
3.注意事项(1)反应物:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应;若MnO2足量,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸后,反应即停止,浓盐酸中HCl不能完全反应。(2)加热:采用小火缓慢加热,以减少HCl的挥发。(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,原因是澄清石灰水浓度较小,吸收不完全。(4)仪器拆卸:实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
考向 氯气的制取及性质综合实验例(2024·广东揭阳开学联考)在实验室进行氯气的制备和性质探究实验过程中,下列实验可以实现的是(　　)
解析 用MnO2与浓盐酸制备Cl2需要加热,缺少酒精灯,A错误;净化Cl2应先通入饱和食盐水,再通入浓硫酸干燥,B错误;Cl2能与NaBr反应,同时能与KI反应,不能确定是Cl2还是Br2与KI反应,不能证明氧化性Cl2>Br2>I2,C错误;氯气通入紫色石蕊溶液中先变红后褪色,验证氯水的酸性和漂白性,D正确。
[对点训练] (2023·广东深圳一模)利用如图所示装置进行Cl2的制备及性质探究实验时,下列说法不正确的是(　　)
A.甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4B.乙的作用为除去Cl2中的HClC.丙中紫色石蕊溶液先变红后褪色D.为吸收多余的Cl2,丁中可盛放NaOH溶液
考点二氯气的实验室制法创新设计
1.实验室制取Cl2的发生装置改进
(1)利用KMnO4、Ca(ClO)2等强氧化剂代替MnO2与浓盐酸在常温下发生反应制取Cl2:
分别写出KMnO4、Ca(ClO)2与浓盐酸反应制取Cl2的离子方程式:①KMnO4与浓盐酸: __________________________________________。 ②Ca(ClO)2与浓盐酸: _________________________________________。 (2)橡皮管的作用是保持分液漏斗和圆底烧瓶内气体压强平衡,便于液体顺利流下。
ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O
2.实验室制取Cl2的除杂装置改进
(1)该装置的作用之一是通过观察产生气泡的快慢,可控制生成Cl2的速率;(2)长颈漏斗可用于平衡气压,并用于检查整套装置是否发生堵塞。
考向氯气的实验室制取创新设计及应用例(2024·湖南名校联盟联考)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)。下列说法错误的是(　　)
A.装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2B.装置B具有除杂和贮存气体的作用C.实验结束后,振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色D.利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱
解析 若利用二氧化锰与浓盐酸制氯气,反应条件为加热,装置A没有加热,故烧瓶内的试剂应为KMnO4、KClO3等,A错误;制备的氯气中含有少量氯化氢气体,可用饱和食盐水除去,根据题给装置图可知,装置B具有除杂和贮存气体的作用,B正确;根据萃取原理,苯的密度比水小,故振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色,C正确;根据装置C、D中的颜色变化可知,装置A制备的氯气与装置C中的溴化钠反应生成溴单质,将生成的溴滴入装置D中,可生成碘单质,证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱,D正确。
[对点训练] 三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点:33 ℃,沸点:73 ℃,遇水易反应。实验室可用下图装置(部分夹持装置已略去)制取ICl3,制备的反应原理:I2+3Cl2═2ICl3。下列说法不正确的是(　　)
A.利用装置甲制备氯气可选用的药品为高锰酸钾和浓盐酸B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞C.装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2D.装置丁中生成ICl3,碘元素的化合价为-3价
解析 利用装置甲制备氯气可选用的药品为高锰酸钾和浓盐酸,不需要加热,直接反应生成氯气,A正确;若丙中U形管堵塞,则气体会滞留在装置乙中,导致乙中长颈漏斗液面上升,B正确;氯化钙是干燥剂,因此丙的作用是干燥制得的氯气,C正确;氯的非金属性强于碘,则氯为-1价,碘为+3价,D错误。
进阶1 练易错·避陷阱1.(2023·广东湛江期末)含氯消毒剂使用非常普遍,实验室模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO),基本原理如图所示(夹持装置略),下列说法正确的是(　　)
A.a中试剂瓶里固体为MnO2B.b中液体为饱和食盐水,主要目的是除去Cl2中HClC.c中液体是浓硫酸,主要目的是干燥氯气D.d中液体可为NaOH溶液,主要目的是吸收尾气HCl
解析 a中浓盐酸和KMnO4在不加热的条件下反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,生成的氯气中混有氯化氢和水蒸气,b装置盛饱和食盐水,除去氯化氢气体,c中盛有氢氧化钠溶液,且用冷水浴,降低温度,使氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,最后用d装置(盛氢氧化钠溶液)吸收尾气,防止污染大气。MnO2与浓盐酸要在加热条件下制氯气,a中试剂瓶里固体不能用MnO2,A错误;b中液体为饱和食盐水,主要目的是除去Cl2中HCl,B正确;c中盛有氢氧化钠溶液,且用冷水浴,降低温度,使氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯气不需要干燥,C错误;d中液体可为NaOH溶液,主要目的是吸收未反应的氯气,D错误。
2.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.用装置甲制备氯气B.用装置乙处理余氯C.用装置丙除去氯化氢D.用装置戊检验氯气
解析 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,A错误;氯气能够和NaOH溶液反应,可以用装置乙处理多余的氯气,B正确;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,C正确;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,D正确。
进阶2 练热点·提素能3.(2024·广东东莞七校联考)某实验小组利用以下装置制备少量的氯气,并检验氯气的性质。实验过程中,下列说法正确的是(　　)
A.参与反应的HCl全部被氧化为Cl2B.发生的所有反应均是氧化还原反应C.观察到淀粉KI试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性D.湿润的pH试纸变红,干燥的pH试纸不变色
解析 高锰酸钾和浓盐酸反应: 2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,参与反应的HCl一部分被氧化为Cl2,另一部分体现了酸性,A错误;酸使pH试纸变色发生的不是氧化还原反应,B错误;观察到淀粉KI试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性,发生反应2I-+Cl2═I2+2Cl-,C正确;氯气与水反应生成的盐酸是强酸,次氯酸具有漂白性,故湿润的pH试纸先变红后褪色,D错误。
4.利用Cl2氧化锰酸钾(K2MnO4)制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置已略):
已知:K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在,在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应。下列说法错误的是(　　)A.a能保证恒压分液漏斗中的浓盐酸顺利滴下B.将装置B中饱和食盐水换为浓硫酸也可以达到相同的目的C.装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气,防止污染环境D.由上述实验可推知,在强碱性条件下,氧化性:Cl2>KMnO4
解析 a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下,A正确;装置B中饱和食盐水的目的为除去Cl2中的HCl,换为浓硫酸后只能起干燥作用,不能除去Cl2中的HCl,B错误;装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气,防止污染环境,反应原理为2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,C正确;在强碱性条件下,发生反应:Cl2+2K2MnO4═2KMnO4+2KCl,反应中Cl2为氧化剂,KMnO4为氧化产物,故氧化性:Cl2>KMnO4,D正确。
进阶3 研真题·明考向5.(2022·广东卷)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(　　)
解析 浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A正确;氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,B正确;湿润的红布条褪色,干燥的红布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,C正确;氯气在水中的溶解度较小,可以用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,D错误。