2026届高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第16讲氯气的实验室制法卤族元素课件

这是一份2026届高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第16讲氯气的实验室制法卤族元素课件，共60页。PPT课件主要包含了考点二，考点一，还原性，2实验装置，利流下，2净化装置，3干燥装置，析题·图文诠释，考点二卤族元素，ns2np5等内容，欢迎下载使用。
第16讲　氯气的实验室制法　卤族元素
考点一　氯气的实验室制法
1．Cl2的实验室制法(1)制取原理强氧化剂[如KMnO4、KClO3、MnO2、Ca(ClO)2等]与浓盐酸反应可制取氯气。如MnO2和浓盐酸反应的化学方程式为_________________ _______________________________。浓盐酸表现的性质为__________和________。
MnO2＋4HCl(浓)
其他制备氯气的反应原理①14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
(3)制取过程(以MnO2与浓盐酸反应为例)
(4)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。
2．实验装置改进(1)制备装置
橡皮管a的作用：___________________________________________ _________。
使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺
改进后的作用①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞，则现象为长颈漏斗中液面上升。②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
改进后的作用：用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气，且操作方便安全，但不能用碱石灰。
3．Cl2的工业制法(1)电解饱和食盐水：______________________________________。(2)电解熔融NaCl：__________________________________。4．Cl2性质实验探究的示例分析
【正误辨析】(1)含4 ml HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4 L Cl2(标准状况)。(　　)[提示]　×　盐酸具有挥发性，同时浓盐酸变稀后反应不再发生。(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。(　　)[提示]　×　引入了CO2，应改用饱和食盐水。(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。(　　)[提示]　×　碱石灰为碱性干燥剂，不能干燥Cl2。
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。(　　)[提示]　√　Cl2难溶于饱和食盐水。(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2。(　　)[提示]　×　Ca(OH)2微溶。(6)用干燥的淀粉-碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。(　　)[提示]　×　用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。(7)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。(　　)
(8)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸。(　　)[提示]　×　吸收Cl2时，为了吸收充分，应将导气管伸到液面以下。(9)一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。(　　)[提示]　√
1．(2025·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(　　)
微考点1　氯气的制取及性质综合实验
[答案]　D[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。
2．(2025·山江滨州检测)实验室中利用下列装置制备并检验Cl2的性质：
下列说法不正确的是(　　)A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸中HCl仍不能被完全消耗B．Ⅱ图中：反应生成CuCl2固体，产生棕黄色的烟C．Ⅲ图中：试管中液面上升，发生了加成反应D．Ⅳ图中：湿润的有色布条能褪色，将浓硫酸滴入烧杯中，至溶液显酸性时，有Cl2生成[答案]　C
[解析]　用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气时，因浓盐酸逐渐变稀后与二氧化锰不反应，浓盐酸不可能消耗完，A正确；铜丝在氯气中燃烧，生成CuCl2固体，产生棕黄色的烟，B正确；光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，C错误；氯气与水反应生成的次氯酸可使有色布条褪色，过量的氯气进入烧杯中和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，再向烧杯中滴加浓硫酸，至溶液显酸性时，Cl－、ClO－和H＋可发生反应生成氯气，D正确。
3．(2025·安徽合肥模拟)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．丙中紫色石蕊试液先变红后褪色D．为吸收多余的Cl2，丁中可盛放NaOH溶液[答案]　A
4．(2025·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(　　)
微考点2　氯气的实验室制取创新设计及应用
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[答案]　A
[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。
5．三氯化碘(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[答案]　D[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。
6．(2025·湖北武汉检测)NaClO2受热易分解，是一种高效的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等。用如图所示的装置探究NaClO2的制备。
回答下列问题：(1)仪器a的名称为________，装置②的作用是___________________ ____________________________________________________________。(2)检查装置气密性的方法是__________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。(3)关闭K1，从分液漏斗中加入一定量浓硫酸，装置③中生成NaClO2的化学方程式为__________________________________________ ________________________________，该反应的氧化产物是________。
(4)实验完成后，为防止装置中残留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是打开止水夹K1，________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)从装置③的溶液中获得NaClO2晶体的主要操作有减压蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥等。
[答案]　(1)球形干燥管　作安全瓶，防止装置③中的溶液倒吸至装置①中(2)关闭K1，关闭分液漏斗活塞，向装置④的烧杯中加水浸没球形干燥管下端，微热装置①中烧瓶，当装置④中出现气泡时停止加热，若装置④中球形干燥管下端有一段水柱，一段时间后高度不变，则装置气密性良好(3)2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2　O2(4)从K1处通入空气，将残留气体鼓入装置④中(5)冷却结晶
1．卤族元素卤族元素又称卤素，位于元素周期表的第_______族，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)等，其基态原子的价电子排布均为___________。
2．卤素单质的物理性质
3.氯、溴、碘的化学性质比较
[微点归纳]　F2与水剧烈反应，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
4．卤素离子(X－)的检验(1)AgNO3溶液——沉淀法
(3)氧化——淀粉法检验I－
5．卤素单质及其化合物的特殊性
(2)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存，不能用橡胶塞。(3)I2易升华，淀粉遇I2变蓝。食用盐中加KIO3可防治甲状腺肿大。(4)AgF易溶于水，无感光性。AgBr可用于感光材料，AgI可用于人工降雨。
6．卤素的提取(1)海水提取氯——氯碱工业
电解过程反应的化学方程式为________________________________ __________。
(2)海水提取溴①工艺流程
(3)海带提取碘①实验流程
②加入适量Cl2时发生反应的离子方程式：____________________。
Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
7．卤素互化物、拟卤素(1)卤素互化物由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应。以IBr为例，写出下列反应的化学方程式
(2)拟卤素有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。
【正误辨析】(1)能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2。(　　)[提示]　×　H2O2、O3等都能将I－氧化成I2。(2)用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液。(　　)[提示]　√　AgCl为白色沉淀，AgBr为淡黄色沉淀，AgI为黄色沉淀。(3)某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－。(　　)[提示]　×　I2溶于CCl4显紫色。
(4)某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色。(　　)[提示]　×　CCl4密度比水大，分层，CCl4在下层，显橙红色。(5)溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯。(　　)[提示]　√　氯气和溴化钠反应生成溴单质，用汽油萃取。(6)溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性。(　　)[提示]　×　碘化银见光易分解。(7)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应。(　　)[提示]　×　2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl。
(8)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色。(　　)[提示]　×　CCl4比水重，下层呈紫红色。(9)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。(　　)[提示]　×　NH4Cl受热易分解。(10)实验室保存少量液溴时常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡胶塞。(　　)[提示]　√　液溴腐蚀橡胶。
(11)类比Fe与Cl2反应，可知Fe与I2反应产物为FeI3。(　　)[提示]　×　Fe和I2反应生成FeI2。(12)海水提溴中两次用到Cl2，目的是进行溴的富集。(　　)[提示]　√　海水中Br－浓度太低，使用Cl2与Br－发生氧化还原反应可富集溴。
1．某同学进行如下实验：
微考点1　卤素单质的性质及变化
下列分析不正确的是(　　)A．Ⅰ中CCl4层显橙色，说明CCl4层含Br2B．Ⅱ中的现象说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C．Ⅲ中CCl4层显紫色，说明Cl2的氧化性强于I2D．Ⅲ中CCl4层变为橙色时，水层中仍含有大量I－[答案]　D
卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
2.下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　)
[答案]　B[解析]　A项，淀粉-KI溶液一般作为指示剂，设计用双氧水滴定淀粉-KI溶液无法判断终点，实验不合理；B项，KIO3与KI在酸性条件下反应生成I2，正确；C项，NO2溶于水变为硝酸，硝酸也具有强氧化性，也可使淀粉-KI试纸变蓝，错误；D项，加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱，错误。
3．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是_________________________。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是____________________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是____________ __________________________________________________________________________________________________________________________。(5)过程Ⅲ实验的目的是______________________________________ ___________________________________________________________________________________________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，______________________，得电子能力逐渐减弱。
(2)湿润的淀粉-KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大
[解析]　A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)=== 2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
4．(2025·河北衡水检测)空气吹出法工艺，是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
微考点2　卤素单质的提取及分析
A．“吹出塔”步骤中利用了溴的挥发性
C．工业溴中含少量Cl2，可用NaOH溶液除去D．在该流程中，每提取1 ml溴，理论上至少消耗氯气44.8 L(标准状况)[答案]　C
5．(2025·山东青岛二中检测)海带中含有丰富的碘元素，某化学兴趣小组设计的海带提碘实验流程如下图，下列说法中正确的是(　　)
A．上述流程中各步操作用到的仪器包括分液漏斗、直形冷凝管、漏斗、蒸馏烧瓶和坩埚B．“氧化”时，试剂可选用O2、H2O2或Br2
C．上述流程包括三个氧化还原反应和三种分离操作
[答案]　A[解析]　题给流程中灼烧用到坩埚，萃取分液用到分液漏斗，蒸馏用到直形冷凝管和蒸馏烧瓶，过滤用到漏斗，A正确；氧化过程将碘离子变成碘单质，可选用的氧化剂为O2、H2O2，选Br2会引入杂质，B错误；该过程中海带灼烧、氧化过程中碘离子氧化成碘单质、反萃取过程中碘单质与氢氧化钠溶液反应、酸化分离过程中生成碘单质，共4个氧化还原反应，涉及过滤、分液、蒸馏三种分离操作，C错误；反萃取时反应的离子方程式为I2＋2OH－===I－＋IO－＋H2O，D错误。
6．拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似，能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(CN)2的氧化性介于Br2和I2之间，下列说法中不正确的是(　　)A．(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2OB．等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2，发生反应：2I－＋(CN)2===I2＋2CN－C．BrCl与水生成HBrO和HCl，则1 ml BrCl反应时转移1 ml电子D．IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2
微考点3　拟卤素和卤素互化物
[答案]　C[解析]　类似于Cl2与NaOH溶液反应，(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O，A正确；(CN)2的氧化性介于Br2和I2之间，由于还原性：I－>Br－，故等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2，只氧化I－生成I2，B正确；BrCl与水生成HBrO和HCl，该反应是非氧化还原反应，不存在电子转移，C错误；IBr的化学性质类似于Cl2，与金属Zn反应生成ZnBr2和ZnI2，D正确。
7．卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等标为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似，则下列关于卤素互化物的性质的描述及发生的相关反应正确的是(　　)A．IF5和卤素单质分子都是非极性分子B．IBr与Fe发生反应：3IBr＋2Fe===FeI3＋FeBr3C．1 ml BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子的物质的量为1 mlD．IBr与NaOH溶液发生的反应不是氧化还原反应[答案]　D
[解析]　IF5的分子结构不对称，是极性分子，A错误；由于氧化性：Fe3＋>I2，IBr与Fe反应生成FeI2，B错误；BrCl与足量FeBr2反应相当于溴单质与FeBr2反应生成三价铁离子，电子转移情况为BrCl～2e－，故1 ml BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子的物质的量为 2 ml，C错误；IBr中溴显－1价、碘显＋1价，IBr与NaOH溶液生成NaIO和NaBr，不是氧化还原反应，D正确。
8．卤素互化物如ICl、ICl3等具有与卤素单质相似的性质。利用反应I2＋Cl2===2ICl，实验室可用如图所示装置(夹持仪器已略去)制取少量ICl。已知：ICl的熔点为27.2 ℃，沸点为97.4 ℃，容易水解，能发生反应：ICl＋Cl2===ICl3。下列叙述错误的是(　　)
A．圆底烧瓶中的固体可以为KMnO4或KClO3B．装置B、C中的试剂分别为饱和食盐水和浓硫酸C．装置E的作用为吸收尾气，可用装置F替代D．浓盐酸的滴加速度过快，ICl的产率会明显降低
[解析]　装置A为氯气制备装置，此装置为固液不加热装置，故可以使用KMnO4或KClO3与浓盐酸反应制取氯气，A正确；制取的氯气中含有杂质氯化氢和水，故装置B中盛有饱和食盐水可除去HCl，装置C中盛有浓硫酸可除去H2O，B正确；因为ICl容易水解且氯气有毒，装置E的作用为吸收尾气和防止空气中水蒸气进入D装置，装置F中的氢氧化钠溶液能吸收尾气，但不能防止水蒸气进入装置D，C错误；若浓盐酸的滴加速度过快，会使反应过于剧烈，氯气与ICl继续反应生成ICl3，使ICl的产率降低，D正确。
1.(2022·广东选择考)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(　　)
[答案]　D[解析]　浓盐酸易挥发，挥发出的HCl可以用饱和食盐水除去，可用浓硫酸干燥氯气，故A不符合题意；氯气的密度比空气大，则用向上排空气法收集氯气，故B不符合题意；干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色，干燥的氯气能使湿润的红布条褪色，可用于检验氯气的性质，故C不符合题意；氯气有毒，且在水中的溶解度较小，因而不能选用水作尾气处理的试剂，应选用氢氧化钠溶液作尾气处理的试剂，故D符合题意。
A．产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 ml e－B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
4．(2023·江苏卷，3)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是(　　)
[答案]　C[解析]　实验室制取氯气是用浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意导气管应长口进入便于充分吸收，B错误；氯气的密度大于空气的，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集氯气注意导气管应长进短出，C正确；对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。
氯气制备把握五个方面(1)制取原理
(2)除杂试剂：饱和食盐水、浓硫酸。(3)尾气吸收原理：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(4)气体制备的四个装置①制气；②净化；③收集；④尾气吸收。