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第08讲 氯气的实验室制法 -【暑假衔接】新高一化学暑假讲义+习题（人教版2019必修第一册）
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第08讲 氯气的实验室制法
1、掌握氯气的制备原理及装置。
2、能结合实验室制取Cl2的装置特点设计制备其他气体的实验装置，提升实验能力。
3、通过对比实验掌握氯离子的检验方法，培养证据推理与科学探究能力。
一、氯气的实验室制法
1、反应原理
(1)在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \(===,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(===,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2)该反应的氧化剂是MnO2，浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。
2、制备装置
(1)气体发生装置类型：固＋液气。
(2)发生装置所用主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。
(3)除杂装置：装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体；装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
3、收集方法
(1)向上排空气法(氯气的密度大于空气的)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4、验满方法
(1)方法一：观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。
(2)方法二：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(3)方法三：将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
5、尾气处理
烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液，该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
(1)稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。
(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少，吸收不完全。
(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。
6、实验室制取氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。
二、氯离子的检验
1．氯离子的检验实验
2、氯离子检验方法
(1)试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。
(2)方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。
(3)现象：产生白色沉淀。
(4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
三、实验室制取气体的基本思路
1、设计气体制取装置的基本思路
2、气体制取装置的连接顺序
3、各种装置的选择
(1)实验室制取气体的发生装置的选择
①选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
②装置的基本类型
a．固体＋固体气体。
b．固体＋液体―→气体。
c．固体＋液体气体。
(2)实验室制取气体的净化装置的选择
①净化原则
不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。
②净化装置
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
(3)实验室制取气体的收集装置的选择
①选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的成分发生反应来确定气体的收集方法。
②方法选择
a．排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。
b．向上排空气法：气体不与空气中的成分反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
c．向下排空气法：气体不与空气中的成分反应，且密度比空气小，如H2、CH4等。
(4)实验室制取气体的尾气处理装置的选择
①吸收法
a可用于NaOH溶液吸收Cl2、CO2(气体溶解或反应速率不快，不易引起倒吸)。b、c可用于收集极易溶且溶解速率很快的气体，如HCl等。
②燃烧法
可用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。如图，但点燃前必须对气体进行验纯。
③收集法
将气体用气球收集，然后处理，如图。
考点一：氯气的制法
例1．（2023福建龙岩第二中学高一月考）下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行一系列反应的装置，回答下列问题。（已知：①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑,②Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4,③ Ba(OH)2+CO2＝BaCO3↓+H2O）
（1）写出a仪器的名称___；
（2）装置D产生白色沉淀现象的原因___________；
（3）E装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为CO2和HCl。试写出E中反应的化学方程式_______；
（4）F处烧杯溶液中最终___（填“有”或“没有”）白色沉淀；
（5）F装置无法确认E处反应中有CO2产生，为了证明CO2的存在，要对F装置进行改造，下列装置符合要求的是___。
【答案】(1)分液漏斗 (2)Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4，硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀 (3)2Cl2+C+2H2OCO2+4HCl (4)没有 (5)b
【解析】通过装置A制得氯气，由于浓盐酸具有挥发性，制得的氯气不纯，其中混有氯化氢气体，B装置是安全瓶，C装置是为了除去氯化氢，DE装置为了探究氯气的性质，F装置为了除去尾气，防止污染。(1)根据图示，仪器a为分液漏斗。
(2)氯气和二氧化硫发生氧化还原反应：Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4，生成的硫酸又与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀。(3)氯气有强氧化性，碳有还原性，在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应生成氯化氢和二氧化碳，反应方程式为：2Cl2+C+2H2O CO2+4HCl。(4)剩余氯气在F装置中和水反应生成盐酸和次氯酸，氯化氢、次氯酸和氢氧化钡反应都生成可溶性的盐和水，即使二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，生成的碳酸钡又被盐酸溶解，所以反应过程无白色沉淀生成。(5)因通入F装置的气体中含有氯气、氯化氢、二氧化碳，需除去氯气和氯化氢，且除去这两种气体过程中不能产生二氧化碳，装置a：氯气、氯化氢、二氧化碳一同通入无法确认E处反应中有CO2产生；装置b：少量氯气能溶于水，氯化氢极易溶于水，二氧化碳在水中溶解度不大，用水可除去氯气和氯化氢两种气体，剩余的气体与氢氧化钡作用变浑浊，能确认E处反应中有CO2产生；装置c：碳酸钠与氯化氢反应生成二氧化碳，无法确认E处反应中有CO2产生；装置d：氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，无法确认E处反应中有CO2产生。
考点二：氯离子检验
例2.（2023广东省广州大学附属东江中学期末）自来水使用Cl2杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充蒸馏水，为辨真伪，可采用的试剂是
A．酚酞溶液 B．FeCl3溶液 C．AgNO3溶液 D．NaOH溶液
【答案】C
【解析】自来水用Cl2消毒时会生成HCl和HClO，电离出Cl—能与Ag＋结合生成白色沉淀，其余试剂均无明显变化，C正确。
考点三：气体的制备
例3．（2023福建省泉州第十六中学高一期中）实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）．仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是
【答案】D
【解析】氨气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，收集方法错误，①错误；用浓盐酸与MnO2反应制取氯气时需加热，②错误；③、NO与可与空气中的O2反应，收集NO用排水法收集，③错误；④、制取、收集及尾气处理都合理，④正确，D正确。
1、（2023科尔沁左翼中旗实验高级中学高一期末）实验室制取时，能用于干燥的试剂是
A．碱石灰 B．浓硫酸 C．固体烧碱 D．生石灰
【答案】B
【解析】碱石灰和氯气反应，不能干燥氯气，A错误；浓硫酸和氯气不反应且可以吸收水蒸气，B正确；固体烧碱是氢氧化钠，可以和氯气反应，不能干燥氯气，C错误；生石灰主要含有氧化钙，可以和氯气反应不能干燥氯气，D错误。
2、（2023吉林省公主岭市范家屯镇第一中学高一期中）下列说法中，正确的是( )
A. 氯原子和氯离子的化学性质相同 B. 氯离子比氯原子多一个电子
C. 氯气有毒，氯离子也有毒 D. 氯气和氯离子都显黄绿色
【答案】B
【解析】氯原子和氯离子的最外层电子数不同，因此二者的化学性质不相同，A错误；Cl原子最外层有7个电子，不稳定，容易从外界获得1个电子变为Cl-，所以氯离子比氯原子多一个电子，B正确；氯气有毒，而氯离子是食盐的主要成分，用于调味，没有毒性，C错误；氯气是黄绿色有毒的气体，而氯离子无色，与阳离子共存于物质中，D错误。
3、（2023湖南高一期末）实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气，对于该反应，下列说法正确的是
A．二氧化锰是该反应的催化剂
B．该反应涉及的氧化物有两种
C．可用浓硫酸除去氯气中的氯化氢气体杂质
D．反应中，还原剂与氧化产物的分子个数之比为
【答案】B
【解析】二氧化锰与浓盐酸共热生成氯气，反应方程式为：；该反应中二氧化锰为反应物，作氧化剂，A错误；由反应可知反应物中的二氧化锰和生成物中的水为氧化物，B正确；浓硫酸不能氯化氢反应，不能用浓硫酸除去氯气中的氯化氢，C错误；反应中二氧化锰作氧化剂，浓盐酸作还原剂，氯气为氧化产物，由反应可知还原剂与氧化产物的分子个数之比为2:1，D错误。
4、(2023大庆铁人中学开学考试）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
【答案】D
【解析】a处变蓝，b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性：Cl2＞I2,Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；e处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，证明还原性：Fe2+＞Cl-,D项正确。
5、（2023衡东县欧阳遇实验中学高一期末）下列除去杂质的实验方法正确的是
A．除去Cl2中的少量HCl：通过饱和NaHCO3溶液，收集气体
B．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热
C．除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤
D．除去氢氧化铁胶体中的Cl－：渗析
【答案】D
【解析】Cl2通过饱和NaHCO3溶液，发生反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O，因此氯气会被饱和NaHCO3溶液吸收，A错误；NaHCO3受热分解生成Na2CO3，因此不能得到纯净的K2CO3，B错误；加入适量NaOH溶液生成NaCl，引入新杂质，C错误；胶体粒子不能透过半透膜，而离子能透过半透膜，故除去氢氧化铁胶体中的Cl-可用渗析的方法，D正确。
6、（2023内蒙古科左后旗甘旗卡第二高级中学高一期末）实验室用下列两种方法制取氯气：①用含292g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用174g MnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的质量( )
A．方法①比方法②多 B．方法②比方法①多
C．两种方法一样多 D．无法比较
【答案】B
【解析】浓盐酸与MnO2反应的方程式为：，①用含292g l HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；实际消耗不足292g HCl，因为随着消耗，盐酸浓度变小，反应停止了，故产生氯气不足142g，②用174g MnO2与足量浓盐酸反应，174gMnO2可产生142g氯气，则B说法正确，A、C、D错误。
7、（2023陕西渭南高一期末）某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法正确的是
A．该装置中只存在两处错误
B．如果过量，浓盐酸就可全部被消耗
C．可用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验氯气
D．若要干燥氯气，可使用碱石灰
【答案】C
【解析】装置中没有酒精灯加热，尾气未进行处理，使用的是长颈漏斗，收集的时候应该长进短出，A错误；二氧化锰只能与浓盐酸反应与稀盐酸不反应，所以浓盐酸不能全部被消耗，B错误氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，C正确；氯气能够与碱性物质反应，不能用碱性干燥剂，碱石灰为碱性干燥剂，不能干燥氯气，D错误。
8、（2023天津市南开中学滨海生态城学校高一期中）下列说法中，不正确的是（ ）
A Cl2能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物
B. 新制氯水中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
C. 欲除去Cl2中的大量HCl气体，可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
D. 漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2，应密封保存
【答案】D
【解析】Cl2具有强的氧化性，能与大多数金属化合，对于具有多种化合价的金属元素，可以使该金属反应生成高价金属氯化物，A正确；新制氯水中含有HCl，HCl电离产生Cl-，因此加入AgNO3溶液，有白色AgCl沉淀生成，B正确；Cl2溶于水，与水发生反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，该反应是可逆反应，增大c(Cl-)的浓度，化学平衡逆向移动，降低氯气的反应，同时溶液中的水可以溶解HCl气体，故欲除去Cl2中的大量HCl气体，将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，C正确；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，由于Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应，导致变质，所以应密封保存，D错误。
9、（2023天津市耀华中学期中）某研究小组制备84消毒液(主要成分NaClO)设计了如图装置。并查阅到下列资料，“在加热情况下卤素和碱液发生如下反应：3X2+6OH－5X－+XO3−+3H2O。”
回答下列问题：
（1）装置中的大试管内发生反应的离子方程式为_______。
（2）装置中能否省去盛饱和NaCl 溶液的洗气瓶？______(填“能”或“不能”，下同)，理由是_______。
（3）装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？________，理由是________。
（4）装置中能否省去盛冰水的烧杯？______，理由是_______。
【答案】(1)Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O (2)不能 氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了NaClO的产量和纯度
(3)能 少量水蒸气进入试管中不影响反应 (4)不能 (7)氯气和水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能会引起副反应，生成NaClO3
【解析】(1)大试管在冰水中进行冷却，所以氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O；(2)氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了NaClO的产量和纯度，饱和氯化铵溶液是为了除去氯化氢气体，所以不能省去。(3)试管中为氢氧化钠溶液，有水，少量水蒸气进入试管中不影响反应，所以能省去浓硫酸的装置；(4)根据信息分析，氯气和水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能会引起副反应，生成NaClO3，所以不能省去冰水的烧杯。
10、（2023上海嘉定育才中学校考期末）在实验室里，可以用氯酸钾和浓盐酸的反应制取氯气：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O
(1)用单线桥标明上述氧化还原反应的电子转移方向和数目_______
(2)氧化剂_______，被氧化的元素是_______。
(3)当有0.5个电子转移时，生成_____个氯气。
(4)氧化产物与还原产物分子个数之比为_______
【答案】(1)
(2)KClO3 Cl
(3)0.3
(4)5：1
【解析】（1）该氧化还原反应中，KClO3中Cl元素化合价降低为0价，HCl中Cl元素化合价升高为0价，化合价降低值=化合价升高值=转移电子数=5，该反应为归中反应，则用单线桥标明上述氧化还原反应的电子转移方向和数目为：。
（2）该氧化还原反应中，KClO3中Cl元素化合价降低为0价，得电子，则氧化剂为KClO3，HCl中Cl元素化合价升高为0价，失去电子，HCl作还原剂，被氧化的元素是Cl。
（3）根据第(1)问分析知，生成3个氯气，转移5个电子，则当有0.5个电子转移时，生成氯气0.3个。
（4）化合价升高元素所在物质HCl是还原剂，被氧化，得到氧化产物，化合价降低的Cl元素所在物质KClO3是氧化剂，被还原，得到还原产物，在参加反应的6个盐酸中在，只有5个作还原剂，故氧化产物与还原产物的分子个数之比为2.5：0.5=5：1。
1、（2023山东省菏泽一中高一月考）下列叙述中，正确的是（ ）
A. 氯气不溶于水，因此可用排水法收集氯气
B. 新制氯水可以使干燥的有色布条退色
C. 因为氯气具有刺激性气味，所以可以杀死细菌和病毒
D. 氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰
【答案】B
【解析】氯气能溶解于水，所以不能用排水法收集氯气，应用排饱和食盐水的方法或排空气的方法收集，A错误；新制氯水中含HClO，具有漂白性，则新制氯水可以使干燥有色布条褪色，B正确；氯气与水反应生成具有强氯化性的HClO，可以杀死细菌、病毒，C错误；氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰，生成HCl气体，还观察到白雾，D错误。
2、(2023山东日照一模)ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上用ClO2气体制备NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2＋H2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2＋2H＋
C．工业上可将ClO2制成NaClO2固体，便于贮存和运输
D．通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被吸收器充分吸收
【答案】B
【解析】经步骤a得到NaClO2固体的操作为过滤、洗涤和干燥，A项正确；反应在碱性条件下进行，吸收器中发生反应的离子方程式为2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2＋2H2O，B项错误；固体比气体便于贮存和运输，工业上可将ClO2制成NaClO2固体，C项正确；发生器中通入空气可将ClO2排出，确保其在吸收器中被充分吸收，D项正确。
3、（2023福建省漳平市第一中学高一月考）某同学用下列装置进行有关Cl2的实验。下列说法不正确的是（ ）
A. 图中：实验现象证明氯气无漂白作用，氯水有漂白作用
B. 图中：收集氯气
C. 图中：生成棕黄色的烟，加少量水溶解得到蓝绿色溶液
D. 图中：若气球干瘪，证明可与NaOH溶液反应
【答案】D
【解析】氯气能使湿润的有色布条褪色，而不能使干燥的有色布条褪色，说明氯气无漂白性，有漂白性的是氯水，A正确；氯气的密度比空气大，收集氯气时导气管应该长进短出，用氢氧化钠溶液吸收氯气防止大气污染，B正确；铜丝在氯气能够燃烧生成氯化铜固体，产生棕黄色的烟，氯化铜溶于水，溶液呈蓝绿色，C正确；氯气能溶于水，也能与氢氧化钠反应，导致烧瓶中气体的压强减小，气球会由瘪变大，D错误。
4、（2023阜新市第二高级中学高一期末）下列装置应用于实验室制取氯气并回收氯化锰溶液，不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙收集氯气并防止污染空气
D．用装置丁分离二氧化锰和氯化锰溶液
【答案】B
【解析】实验室用MnO2、浓盐酸共热制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A能达到实验目的；实验室除去氯气中的氯化氢是通过饱和氯化钠溶液，B不能达到实验目的；氯气的密度大于空气的密度，收集时用向上排空气法收集，且氯气有毒，注意尾气的处理，一般用碱吸收，C能达到实验目的；二氧化锰不溶于水，氯化锰溶于水，采用过滤法分离，D能达到实验目的。
5、（2023天津六校高一上学期期中联考）在实验室中，常用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应制取氯气，其反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋5Cl2↑＋2KCl＋8H2O，下列叙述中正确的是
A. 反应中KMnO4被氧化
B. 每生成1个Cl2时，反应中转移的电子为2个
C. 氧化产物与还原产物的分子个数之比为2:5
D. 每消耗16个HCl时，其中作氧化剂的HCl是10个
【答案】B
【解析】KMnO4中锰元素化合价降低，被还原，A错误；反应中一个氯离子升高一个价态，两个氯离子升高2个价态变为一个氯气，因此每生成1个Cl2时，反应中转移的电子为2个，B正确；氧化产物为氯气，还原产物氯化锰，其分子个数之比为5:2，C错误；每消耗16个HCl时，其中作还原剂的HCl是10个，D错误。
6、（2023浙江省高二期末）下列实验装置或操作与实验目的相符的是
【答案】A
【解析】当NaBr溶液变为橙黄色，说明氯气可以氧化NaBr溶液中的Brˉ生成Br2，证明Cl2的氧化性强于Br2，A正确；纯碱为粉末状固体，与稀盐酸迅速反应，使用该装置会无法控制生成的CO2的量，B错误；观察K元素的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；洗气瓶中气体应长进短出才能达到洗气的目的，D错误。
7、（2023天津市南开中学滨海生态城学校高一期中）18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法，下列关于实验室制氯气的说法中正确的是（ ）
A. 浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B. 将87g MnO2和足量浓盐酸反应，与将含有146gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C. 为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用饱和石灰水
D. 收集氯气时，可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
【答案】D
【解析】软锰矿与浓盐酸混合加热，发生反应的方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，在该反应中，浓盐酸中的一部分Cl由-1价变为Cl2中的0价，失去电子，表现还原性，一部分化合价没有变化，与Mn2+结合形成盐，所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用，A错误；87gMnO2完全反应，产生71gCl2；但随着反应的进行，盐酸浓度降低，当为稀盐酸时反应停止，所以生成的氯气小于71g，故两种情况反应产生的Cl2不同，B错误；Cl2是大气污染物，在尾气排放前要进行处理，可根据Cl2能够与碱反应的性质，用溶解度大的NaOH溶液进行吸收，由于Ca(OH)2微溶于水，因此一般不使用饱和石灰水吸收，C错误；氯气具有强的氧化性，在溶液中会发生反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，因此可用湿润的淀粉KI试纸进行验满，D正确。
8、（2023安徽省阜阳颍上一中期末）洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)实验室制氯气的化学方程式：________________________，此反应的氧化剂为：_________；还原剂为：_________；氧化剂与还原剂分子个数的之比为：__________；
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，写出化学反应方程式，并画出双线桥，标出电子转移的方向和数目：__________________________________。
(3)漂白粉的有效成分是________________________（填化学式）。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2 HCl 1：2
（2） （3）Ca(ClO)2
【解析】(1)在实验室中用二氧化锰与浓盐酸混合加热制氯气，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。在该反应中Mn元素的化合价由反应前MnO2中的+4价变为反应后MnCl2中的+2价，化合价降低，获得电子，所以MnO2为氧化剂；Cl元素的化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价，化合价升高，失去电子，所以HCl为还原剂；在反应方程式中4个HCl参加反应，只有2个失去电子变为氯气，所以氧化剂与还原性的分子个数的比为1：2；
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，该反应的化学反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，在该反应中，只有Cl元素的化合价发生变化，2个Cl2中，有2个Cl原子失去电子，变为Ca(ClO)2，有2个Cl原子获得电子，变为CaCl2，用双线桥法表示电子转移为： ；
(3)漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。
9、（2023浙江省嘉兴一中、湖州中学期中联考）ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）。其中E中盛有CCl4液体（用于除去ClO2中的未反应的Cl2）。
（1）仪器P的名称是___。
（2）实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应，写出D中发生反应的方程式：___。
（3）B装置中所盛的试剂是___。
（4）F为ClO2收集装置，应选用的装置是___（填序号），其中与E装置导管相连的导管口是___（填接口字母）。
【答案】(1)分液漏斗 (2)2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl (3)饱和食盐水 (4)② d
【解析】⑴仪器P的名称是分液漏斗；⑵亚氯酸钠固体与氯气反应生成ClO2和氯化钠， D中发生反应的方程式：2NaClO2+Cl2== 2ClO2+2NaCl；⑶B装置作用是除掉氯气中的氯化氢气体，因此用饱和食盐水；⑷F为ClO2收集装置，因密度比空气大，应该伸入到集气瓶底部，因此应选用的装置是②，其中与E装置导管相连的导管口是d。
10、（2023天津一中高一期中模块质量调查）如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：
（1）指出上图中的各处错误：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
③____________________________________________________
④____________________________________________________
（2）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是 ________
A、向烧瓶中加入MnO2粉末 B、加热 C、向烧瓶中加入浓盐酸
（3）如果将过量二氧化锰与含146gHCl的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于71g。其主要原因有：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
（4）为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
（5）写出圆底烧瓶中发生反应的离子反应方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目________________
（6）NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题
①浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间漂白效果更好，结合离子方程式解释原因 ____________（已知酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-）
②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，则会产生黄绿色的有毒气体，其反应的离子方程式是____________________________________________。
【答案】 (1)反应试剂应使用浓盐酸，不能用稀盐酸 (2)缺少酒精灯
(3)除杂装置中，导管应长管进气，短管出气
(4)生成的氯气应先通入饱和食盐水，再通入浓硫酸 (5)ACB
(6)加热使HCl大量挥发 (7). 盐酸变稀后不再发生反应
(8)缓慢滴加浓盐酸 (9)小火加热 (10)
(11)放置一段时间后，84消毒液中的NaClO可以和空气中的CO2反应，2ClO-+H2O+2CO2=2H++2Cl-+O2↑+2HCO3-（或CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-，2HClO2HCl+O2↑）
(12)Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O (13)1:3
【解析】（1）①制备氯气，不能用稀盐酸，而应用浓盐酸；②二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，不加热不反应，应用酒精灯加热；③先除杂后干燥，盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒；④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对；（2）实验顺序是先加样品再加热，所以先检查装置的气密性，接下来的操作依次是向烧瓶中加入MnO2粉末、向烧瓶中加入浓盐酸、加热 ；（3）加热使HCl大量挥发、盐酸变稀后不再发生反应，所以生成的氯气明显少于71g；（4）为了提高浓盐酸利用率，尽可能减少氯化氢的挥发，可以采用的方法是缓慢滴加浓盐酸、小火加热；（5）圆底烧瓶中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，反应中锰元素化合价由+4降低为+2，氯元素化合价由-1升高为0，反应离子方程式是；（6）①根据强酸制取弱酸，浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间，次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸氢钠，CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-，有次氯酸生成，所以漂白效果更好；②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，次氯酸钠与盐酸发生归中反应产生氯气，反应的离子方程式是Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O。试液2～3 mL
实验现象
离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液
加入少量稀硝酸
①稀盐酸
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
②氯化钠溶液
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
③碳酸钠溶液
有白色沉淀生成
沉淀溶解，有气泡产生
COeq \\al(2－,3)＋2Ag＋===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
①
浓氨水
NaOH
NH3
H2O
②
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
③
稀硝酸
Cu
NO
H2O
④
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋>Cl－
A．证明氧化性强于
B．制取少量的
C．检验溶液中是否含有
D．除去中的少量
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第08讲 氯气的实验室制法
1、掌握氯气的制备原理及装置。
2、能结合实验室制取Cl2的装置特点设计制备其他气体的实验装置，提升实验能力。
3、通过对比实验掌握氯离子的检验方法，培养证据推理与科学探究能力。
一、氯气的实验室制法
1、反应原理
(1)在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \(===,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(===,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2)该反应的氧化剂是MnO2，浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。
2、制备装置
(1)气体发生装置类型：固＋液气。
(2)发生装置所用主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。
(3)除杂装置：装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体；装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
3、收集方法
(1)向上排空气法(氯气的密度大于空气的)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4、验满方法
(1)方法一：观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。
(2)方法二：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(3)方法三：将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
5、尾气处理
烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液，该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
(1)稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。
(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少，吸收不完全。
(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。
6、实验室制取氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。
二、氯离子的检验
1．氯离子的检验实验
2、氯离子检验方法
(1)试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。
(2)方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。
(3)现象：产生白色沉淀。
(4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
三、实验室制取气体的基本思路
1、设计气体制取装置的基本思路
2、气体制取装置的连接顺序
3、各种装置的选择
(1)实验室制取气体的发生装置的选择
①选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
②装置的基本类型
a．固体＋固体气体。
b．固体＋液体―→气体。
c．固体＋液体气体。
(2)实验室制取气体的净化装置的选择
①净化原则
不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。
②净化装置
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
(3)实验室制取气体的收集装置的选择
①选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的成分发生反应来确定气体的收集方法。
②方法选择
a．排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。
b．向上排空气法：气体不与空气中的成分反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
c．向下排空气法：气体不与空气中的成分反应，且密度比空气小，如H2、CH4等。
(4)实验室制取气体的尾气处理装置的选择
①吸收法
a可用于NaOH溶液吸收Cl2、CO2(气体溶解或反应速率不快，不易引起倒吸)。b、c可用于收集极易溶且溶解速率很快的气体，如HCl等。
②燃烧法
可用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。如图，但点燃前必须对气体进行验纯。
③收集法
将气体用气球收集，然后处理，如图。
考点一：氯气的制法
例1．（2023福建龙岩第二中学高一月考）下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行一系列反应的装置，回答下列问题。（已知：①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑,②Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4,③ Ba(OH)2+CO2＝BaCO3↓+H2O）
（1）写出a仪器的名称___；
（2）装置D产生白色沉淀现象的原因___________；
（3）E装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为CO2和HCl。试写出E中反应的化学方程式_______；
（4）F处烧杯溶液中最终___（填“有”或“没有”）白色沉淀；
（5）F装置无法确认E处反应中有CO2产生，为了证明CO2的存在，要对F装置进行改造，下列装置符合要求的是___。
【答案】(1)分液漏斗 (2)Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4，硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀 (3)2Cl2+C+2H2OCO2+4HCl (4)没有 (5)b
【解析】通过装置A制得氯气，由于浓盐酸具有挥发性，制得的氯气不纯，其中混有氯化氢气体，B装置是安全瓶，C装置是为了除去氯化氢，DE装置为了探究氯气的性质，F装置为了除去尾气，防止污染。(1)根据图示，仪器a为分液漏斗。
(2)氯气和二氧化硫发生氧化还原反应：Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4，生成的硫酸又与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀。(3)氯气有强氧化性，碳有还原性，在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应生成氯化氢和二氧化碳，反应方程式为：2Cl2+C+2H2O CO2+4HCl。(4)剩余氯气在F装置中和水反应生成盐酸和次氯酸，氯化氢、次氯酸和氢氧化钡反应都生成可溶性的盐和水，即使二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，生成的碳酸钡又被盐酸溶解，所以反应过程无白色沉淀生成。(5)因通入F装置的气体中含有氯气、氯化氢、二氧化碳，需除去氯气和氯化氢，且除去这两种气体过程中不能产生二氧化碳，装置a：氯气、氯化氢、二氧化碳一同通入无法确认E处反应中有CO2产生；装置b：少量氯气能溶于水，氯化氢极易溶于水，二氧化碳在水中溶解度不大，用水可除去氯气和氯化氢两种气体，剩余的气体与氢氧化钡作用变浑浊，能确认E处反应中有CO2产生；装置c：碳酸钠与氯化氢反应生成二氧化碳，无法确认E处反应中有CO2产生；装置d：氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，无法确认E处反应中有CO2产生。
考点二：氯离子检验
例2.（2023广东省广州大学附属东江中学期末）自来水使用Cl2杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充蒸馏水，为辨真伪，可采用的试剂是
A．酚酞溶液 B．FeCl3溶液 C．AgNO3溶液 D．NaOH溶液
【答案】C
【解析】自来水用Cl2消毒时会生成HCl和HClO，电离出Cl—能与Ag＋结合生成白色沉淀，其余试剂均无明显变化，C正确。
考点三：气体的制备
例3．（2023福建省泉州第十六中学高一期中）实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）．仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是
【答案】D
【解析】氨气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，收集方法错误，①错误；用浓盐酸与MnO2反应制取氯气时需加热，②错误；③、NO与可与空气中的O2反应，收集NO用排水法收集，③错误；④、制取、收集及尾气处理都合理，④正确，D正确。
1、（2023科尔沁左翼中旗实验高级中学高一期末）实验室制取时，能用于干燥的试剂是
A．碱石灰 B．浓硫酸 C．固体烧碱 D．生石灰
【答案】B
【解析】碱石灰和氯气反应，不能干燥氯气，A错误；浓硫酸和氯气不反应且可以吸收水蒸气，B正确；固体烧碱是氢氧化钠，可以和氯气反应，不能干燥氯气，C错误；生石灰主要含有氧化钙，可以和氯气反应不能干燥氯气，D错误。
2、（2023吉林省公主岭市范家屯镇第一中学高一期中）下列说法中，正确的是( )
A. 氯原子和氯离子的化学性质相同 B. 氯离子比氯原子多一个电子
C. 氯气有毒，氯离子也有毒 D. 氯气和氯离子都显黄绿色
【答案】B
【解析】氯原子和氯离子的最外层电子数不同，因此二者的化学性质不相同，A错误；Cl原子最外层有7个电子，不稳定，容易从外界获得1个电子变为Cl-，所以氯离子比氯原子多一个电子，B正确；氯气有毒，而氯离子是食盐的主要成分，用于调味，没有毒性，C错误；氯气是黄绿色有毒的气体，而氯离子无色，与阳离子共存于物质中，D错误。
3、（2023湖南高一期末）实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气，对于该反应，下列说法正确的是
A．二氧化锰是该反应的催化剂
B．该反应涉及的氧化物有两种
C．可用浓硫酸除去氯气中的氯化氢气体杂质
D．反应中，还原剂与氧化产物的分子个数之比为
【答案】B
【解析】二氧化锰与浓盐酸共热生成氯气，反应方程式为：；该反应中二氧化锰为反应物，作氧化剂，A错误；由反应可知反应物中的二氧化锰和生成物中的水为氧化物，B正确；浓硫酸不能氯化氢反应，不能用浓硫酸除去氯气中的氯化氢，C错误；反应中二氧化锰作氧化剂，浓盐酸作还原剂，氯气为氧化产物，由反应可知还原剂与氧化产物的分子个数之比为2:1，D错误。
4、(2023大庆铁人中学开学考试）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
【答案】D
【解析】a处变蓝，b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性：Cl2＞I2,Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；e处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，证明还原性：Fe2+＞Cl-,D项正确。
5、（2023衡东县欧阳遇实验中学高一期末）下列除去杂质的实验方法正确的是
A．除去Cl2中的少量HCl：通过饱和NaHCO3溶液，收集气体
B．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热
C．除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤
D．除去氢氧化铁胶体中的Cl－：渗析
【答案】D
【解析】Cl2通过饱和NaHCO3溶液，发生反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O，因此氯气会被饱和NaHCO3溶液吸收，A错误；NaHCO3受热分解生成Na2CO3，因此不能得到纯净的K2CO3，B错误；加入适量NaOH溶液生成NaCl，引入新杂质，C错误；胶体粒子不能透过半透膜，而离子能透过半透膜，故除去氢氧化铁胶体中的Cl-可用渗析的方法，D正确。
6、（2023内蒙古科左后旗甘旗卡第二高级中学高一期末）实验室用下列两种方法制取氯气：①用含292g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用174g MnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的质量( )
A．方法①比方法②多 B．方法②比方法①多
C．两种方法一样多 D．无法比较
【答案】B
【解析】浓盐酸与MnO2反应的方程式为：，①用含292g l HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；实际消耗不足292g HCl，因为随着消耗，盐酸浓度变小，反应停止了，故产生氯气不足142g，②用174g MnO2与足量浓盐酸反应，174gMnO2可产生142g氯气，则B说法正确，A、C、D错误。
7、（2023陕西渭南高一期末）某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法正确的是
A．该装置中只存在两处错误
B．如果过量，浓盐酸就可全部被消耗
C．可用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验氯气
D．若要干燥氯气，可使用碱石灰
【答案】C
【解析】装置中没有酒精灯加热，尾气未进行处理，使用的是长颈漏斗，收集的时候应该长进短出，A错误；二氧化锰只能与浓盐酸反应与稀盐酸不反应，所以浓盐酸不能全部被消耗，B错误氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，C正确；氯气能够与碱性物质反应，不能用碱性干燥剂，碱石灰为碱性干燥剂，不能干燥氯气，D错误。
8、（2023天津市南开中学滨海生态城学校高一期中）下列说法中，不正确的是（ ）
A Cl2能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物
B. 新制氯水中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
C. 欲除去Cl2中的大量HCl气体，可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
D. 漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2，应密封保存
【答案】D
【解析】Cl2具有强的氧化性，能与大多数金属化合，对于具有多种化合价的金属元素，可以使该金属反应生成高价金属氯化物，A正确；新制氯水中含有HCl，HCl电离产生Cl-，因此加入AgNO3溶液，有白色AgCl沉淀生成，B正确；Cl2溶于水，与水发生反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，该反应是可逆反应，增大c(Cl-)的浓度，化学平衡逆向移动，降低氯气的反应，同时溶液中的水可以溶解HCl气体，故欲除去Cl2中的大量HCl气体，将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，C正确；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，由于Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应，导致变质，所以应密封保存，D错误。
9、（2023天津市耀华中学期中）某研究小组制备84消毒液(主要成分NaClO)设计了如图装置。并查阅到下列资料，“在加热情况下卤素和碱液发生如下反应：3X2+6OH－5X－+XO3−+3H2O。”
回答下列问题：
（1）装置中的大试管内发生反应的离子方程式为_______。
（2）装置中能否省去盛饱和NaCl 溶液的洗气瓶？______(填“能”或“不能”，下同)，理由是_______。
（3）装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？________，理由是________。
（4）装置中能否省去盛冰水的烧杯？______，理由是_______。
【答案】(1)Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O (2)不能 氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了NaClO的产量和纯度
(3)能 少量水蒸气进入试管中不影响反应 (4)不能 (7)氯气和水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能会引起副反应，生成NaClO3
【解析】(1)大试管在冰水中进行冷却，所以氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O；(2)氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了NaClO的产量和纯度，饱和氯化铵溶液是为了除去氯化氢气体，所以不能省去。(3)试管中为氢氧化钠溶液，有水，少量水蒸气进入试管中不影响反应，所以能省去浓硫酸的装置；(4)根据信息分析，氯气和水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能会引起副反应，生成NaClO3，所以不能省去冰水的烧杯。
10、（2023上海嘉定育才中学校考期末）在实验室里，可以用氯酸钾和浓盐酸的反应制取氯气：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O
(1)用单线桥标明上述氧化还原反应的电子转移方向和数目_______
(2)氧化剂_______，被氧化的元素是_______。
(3)当有0.5个电子转移时，生成_____个氯气。
(4)氧化产物与还原产物分子个数之比为_______
【答案】(1)
(2)KClO3 Cl
(3)0.3
(4)5：1
【解析】（1）该氧化还原反应中，KClO3中Cl元素化合价降低为0价，HCl中Cl元素化合价升高为0价，化合价降低值=化合价升高值=转移电子数=5，该反应为归中反应，则用单线桥标明上述氧化还原反应的电子转移方向和数目为：。
（2）该氧化还原反应中，KClO3中Cl元素化合价降低为0价，得电子，则氧化剂为KClO3，HCl中Cl元素化合价升高为0价，失去电子，HCl作还原剂，被氧化的元素是Cl。
（3）根据第(1)问分析知，生成3个氯气，转移5个电子，则当有0.5个电子转移时，生成氯气0.3个。
（4）化合价升高元素所在物质HCl是还原剂，被氧化，得到氧化产物，化合价降低的Cl元素所在物质KClO3是氧化剂，被还原，得到还原产物，在参加反应的6个盐酸中在，只有5个作还原剂，故氧化产物与还原产物的分子个数之比为2.5：0.5=5：1。
1、（2023山东省菏泽一中高一月考）下列叙述中，正确的是（ ）
A. 氯气不溶于水，因此可用排水法收集氯气
B. 新制氯水可以使干燥的有色布条退色
C. 因为氯气具有刺激性气味，所以可以杀死细菌和病毒
D. 氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰
【答案】B
【解析】氯气能溶解于水，所以不能用排水法收集氯气，应用排饱和食盐水的方法或排空气的方法收集，A错误；新制氯水中含HClO，具有漂白性，则新制氯水可以使干燥有色布条褪色，B正确；氯气与水反应生成具有强氯化性的HClO，可以杀死细菌、病毒，C错误；氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰，生成HCl气体，还观察到白雾，D错误。
2、(2023山东日照一模)ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上用ClO2气体制备NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2＋H2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2＋2H＋
C．工业上可将ClO2制成NaClO2固体，便于贮存和运输
D．通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被吸收器充分吸收
【答案】B
【解析】经步骤a得到NaClO2固体的操作为过滤、洗涤和干燥，A项正确；反应在碱性条件下进行，吸收器中发生反应的离子方程式为2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2＋2H2O，B项错误；固体比气体便于贮存和运输，工业上可将ClO2制成NaClO2固体，C项正确；发生器中通入空气可将ClO2排出，确保其在吸收器中被充分吸收，D项正确。
3、（2023福建省漳平市第一中学高一月考）某同学用下列装置进行有关Cl2的实验。下列说法不正确的是（ ）
A. 图中：实验现象证明氯气无漂白作用，氯水有漂白作用
B. 图中：收集氯气
C. 图中：生成棕黄色的烟，加少量水溶解得到蓝绿色溶液
D. 图中：若气球干瘪，证明可与NaOH溶液反应
【答案】D
【解析】氯气能使湿润的有色布条褪色，而不能使干燥的有色布条褪色，说明氯气无漂白性，有漂白性的是氯水，A正确；氯气的密度比空气大，收集氯气时导气管应该长进短出，用氢氧化钠溶液吸收氯气防止大气污染，B正确；铜丝在氯气能够燃烧生成氯化铜固体，产生棕黄色的烟，氯化铜溶于水，溶液呈蓝绿色，C正确；氯气能溶于水，也能与氢氧化钠反应，导致烧瓶中气体的压强减小，气球会由瘪变大，D错误。
4、（2023阜新市第二高级中学高一期末）下列装置应用于实验室制取氯气并回收氯化锰溶液，不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙收集氯气并防止污染空气
D．用装置丁分离二氧化锰和氯化锰溶液
【答案】B
【解析】实验室用MnO2、浓盐酸共热制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A能达到实验目的；实验室除去氯气中的氯化氢是通过饱和氯化钠溶液，B不能达到实验目的；氯气的密度大于空气的密度，收集时用向上排空气法收集，且氯气有毒，注意尾气的处理，一般用碱吸收，C能达到实验目的；二氧化锰不溶于水，氯化锰溶于水，采用过滤法分离，D能达到实验目的。
5、（2023天津六校高一上学期期中联考）在实验室中，常用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应制取氯气，其反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋5Cl2↑＋2KCl＋8H2O，下列叙述中正确的是
A. 反应中KMnO4被氧化
B. 每生成1个Cl2时，反应中转移的电子为2个
C. 氧化产物与还原产物的分子个数之比为2:5
D. 每消耗16个HCl时，其中作氧化剂的HCl是10个
【答案】B
【解析】KMnO4中锰元素化合价降低，被还原，A错误；反应中一个氯离子升高一个价态，两个氯离子升高2个价态变为一个氯气，因此每生成1个Cl2时，反应中转移的电子为2个，B正确；氧化产物为氯气，还原产物氯化锰，其分子个数之比为5:2，C错误；每消耗16个HCl时，其中作还原剂的HCl是10个，D错误。
6、（2023浙江省高二期末）下列实验装置或操作与实验目的相符的是
【答案】A
【解析】当NaBr溶液变为橙黄色，说明氯气可以氧化NaBr溶液中的Brˉ生成Br2，证明Cl2的氧化性强于Br2，A正确；纯碱为粉末状固体，与稀盐酸迅速反应，使用该装置会无法控制生成的CO2的量，B错误；观察K元素的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；洗气瓶中气体应长进短出才能达到洗气的目的，D错误。
7、（2023天津市南开中学滨海生态城学校高一期中）18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法，下列关于实验室制氯气的说法中正确的是（ ）
A. 浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B. 将87g MnO2和足量浓盐酸反应，与将含有146gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C. 为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用饱和石灰水
D. 收集氯气时，可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
【答案】D
【解析】软锰矿与浓盐酸混合加热，发生反应的方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，在该反应中，浓盐酸中的一部分Cl由-1价变为Cl2中的0价，失去电子，表现还原性，一部分化合价没有变化，与Mn2+结合形成盐，所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用，A错误；87gMnO2完全反应，产生71gCl2；但随着反应的进行，盐酸浓度降低，当为稀盐酸时反应停止，所以生成的氯气小于71g，故两种情况反应产生的Cl2不同，B错误；Cl2是大气污染物，在尾气排放前要进行处理，可根据Cl2能够与碱反应的性质，用溶解度大的NaOH溶液进行吸收，由于Ca(OH)2微溶于水，因此一般不使用饱和石灰水吸收，C错误；氯气具有强的氧化性，在溶液中会发生反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，因此可用湿润的淀粉KI试纸进行验满，D正确。
8、（2023安徽省阜阳颍上一中期末）洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)实验室制氯气的化学方程式：________________________，此反应的氧化剂为：_________；还原剂为：_________；氧化剂与还原剂分子个数的之比为：__________；
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，写出化学反应方程式，并画出双线桥，标出电子转移的方向和数目：__________________________________。
(3)漂白粉的有效成分是________________________（填化学式）。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2 HCl 1：2
（2） （3）Ca(ClO)2
【解析】(1)在实验室中用二氧化锰与浓盐酸混合加热制氯气，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。在该反应中Mn元素的化合价由反应前MnO2中的+4价变为反应后MnCl2中的+2价，化合价降低，获得电子，所以MnO2为氧化剂；Cl元素的化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价，化合价升高，失去电子，所以HCl为还原剂；在反应方程式中4个HCl参加反应，只有2个失去电子变为氯气，所以氧化剂与还原性的分子个数的比为1：2；
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，该反应的化学反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，在该反应中，只有Cl元素的化合价发生变化，2个Cl2中，有2个Cl原子失去电子，变为Ca(ClO)2，有2个Cl原子获得电子，变为CaCl2，用双线桥法表示电子转移为： ；
(3)漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。
9、（2023浙江省嘉兴一中、湖州中学期中联考）ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）。其中E中盛有CCl4液体（用于除去ClO2中的未反应的Cl2）。
（1）仪器P的名称是___。
（2）实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应，写出D中发生反应的方程式：___。
（3）B装置中所盛的试剂是___。
（4）F为ClO2收集装置，应选用的装置是___（填序号），其中与E装置导管相连的导管口是___（填接口字母）。
【答案】(1)分液漏斗 (2)2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl (3)饱和食盐水 (4)② d
【解析】⑴仪器P的名称是分液漏斗；⑵亚氯酸钠固体与氯气反应生成ClO2和氯化钠， D中发生反应的方程式：2NaClO2+Cl2== 2ClO2+2NaCl；⑶B装置作用是除掉氯气中的氯化氢气体，因此用饱和食盐水；⑷F为ClO2收集装置，因密度比空气大，应该伸入到集气瓶底部，因此应选用的装置是②，其中与E装置导管相连的导管口是d。
10、（2023天津一中高一期中模块质量调查）如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：
（1）指出上图中的各处错误：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
③____________________________________________________
④____________________________________________________
（2）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是 ________
A、向烧瓶中加入MnO2粉末 B、加热 C、向烧瓶中加入浓盐酸
（3）如果将过量二氧化锰与含146gHCl的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于71g。其主要原因有：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
（4）为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
（5）写出圆底烧瓶中发生反应的离子反应方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目________________
（6）NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题
①浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间漂白效果更好，结合离子方程式解释原因 ____________（已知酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-）
②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，则会产生黄绿色的有毒气体，其反应的离子方程式是____________________________________________。
【答案】 (1)反应试剂应使用浓盐酸，不能用稀盐酸 (2)缺少酒精灯
(3)除杂装置中，导管应长管进气，短管出气
(4)生成的氯气应先通入饱和食盐水，再通入浓硫酸 (5)ACB
(6)加热使HCl大量挥发 (7). 盐酸变稀后不再发生反应
(8)缓慢滴加浓盐酸 (9)小火加热 (10)
(11)放置一段时间后，84消毒液中的NaClO可以和空气中的CO2反应，2ClO-+H2O+2CO2=2H++2Cl-+O2↑+2HCO3-（或CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-，2HClO2HCl+O2↑）
(12)Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O (13)1:3
【解析】（1）①制备氯气，不能用稀盐酸，而应用浓盐酸；②二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，不加热不反应，应用酒精灯加热；③先除杂后干燥，盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒；④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对；（2）实验顺序是先加样品再加热，所以先检查装置的气密性，接下来的操作依次是向烧瓶中加入MnO2粉末、向烧瓶中加入浓盐酸、加热 ；（3）加热使HCl大量挥发、盐酸变稀后不再发生反应，所以生成的氯气明显少于71g；（4）为了提高浓盐酸利用率，尽可能减少氯化氢的挥发，可以采用的方法是缓慢滴加浓盐酸、小火加热；（5）圆底烧瓶中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，反应中锰元素化合价由+4降低为+2，氯元素化合价由-1升高为0，反应离子方程式是；（6）①根据强酸制取弱酸，浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间，次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸氢钠，CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-，有次氯酸生成，所以漂白效果更好；②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，次氯酸钠与盐酸发生归中反应产生氯气，反应的离子方程式是Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O。试液2～3 mL
实验现象
离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液
加入少量稀硝酸
①稀盐酸
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
②氯化钠溶液
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
③碳酸钠溶液
有白色沉淀生成
沉淀溶解，有气泡产生
COeq \\al(2－,3)＋2Ag＋===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
①
浓氨水
NaOH
NH3
H2O
②
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
③
稀硝酸
Cu
NO
H2O
④
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋>Cl－
A．证明氧化性强于
B．制取少量的
C．检验溶液中是否含有
D．除去中的少量
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