（人教版）新高一化学暑假衔接第08讲 氯气的实验室制法及氯离子的检验（学生版+教师版）讲义

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2．能根据氯气制备原理及氯气的性质，认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。
3．了解氯离子的检验原理、所用试剂，能规范书写氯离子的检验方法。
一、氯气实验室制法
1. 原料：含有Cl－的物质(如浓盐酸)和___________(除MnO2外还可以是KMnO4、KClO3等)
2．反应原理：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
【易错提醒】①反应物的选择：必须用浓盐酸，MnO2与___________不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度：为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度___________，因为浓盐酸易挥发。
③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___________。
④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用___________吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不充分。
⑤参加反应的HCl中，只有___________被氧化。
⑥如果没有MnO2，可用其他___________如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替，
如KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；
Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O；
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
⑦若无浓盐酸，可用NaCl和浓H2SO4代替：MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓) MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O。
3. 仪器装置：
【注意】①使用分液漏斗一是可防止盐酸挥发，二是可控制反应速率及氯气的量
②为了在反应过程，使___________，可采用以下装置：
4. 净化装置：
由于氯气含有HCl、水蒸气，需除去。
用饱和食盐水除去HCl，用___________除去水蒸气(氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰)。
5. 收集方法：___________（或排饱和食盐水法）；
依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
饱和食盐水
6. 验满方法：①___________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___________，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。
7. 尾气处理：用 NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防Cl2___________。
Cl2有毒，易污染空气，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2(Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O)。
NaOH溶液
【注意】Ca(OH)2溶解度小，不能用澄清石灰水吸收Cl2，否则不能充分吸收多余的Cl2。
8. 氯气制备、净化装置的改进
(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___________。
(2)净化装置
①长颈漏斗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，现象为___________。
②该装置的作用之一是___________。
9.卤素互化物与拟卤素
（1）由两种卤素___________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。如与金属反应：2IBr+2MgMgBr2+MgI2。
注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：ICl中，I显+1价，Cl显－1价。所以卤素互化物与H2O、NaOH等反应一般属于非氧化还原反应：IBr+H2OHBr+HIO，IBr+2NaOHNaBr+NaIO+H2O。
（2）拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似，___________。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN－当作X－。
二、卤素离子的检验方法
1. AgNO3溶液——沉淀法
未知液eq \(――――――→,\s\up7(滴加稀硝酸和,AgNO3溶液))生成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(白色沉淀，则有Cl－,淡黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))
①原理
Cl－＋Ag＋＝AgCl↓ AgCl不溶于稀硝酸
②试剂
AgNO3溶液和稀硝酸
③答题模板
【说明】①检验时要先加稀HNO3,以排除CO32-等离子的干扰。不能用H2SO4,因为Ag2SO4微溶于水，会干扰实验，___________，因为盐酸中含有C1-。
②如果SOeq \\al(2－,4)和Cl－同时存在，先用过量Ba(NO3)2溶液除去SOeq \\al(2－,4)，然后再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl－。
2. 置换——萃取法
未知液eq \(――――――――→,\s\up11(加适量新制饱和氯水),\s\d4(振荡))
eq \(―――――――――――――→,\s\up11(加入CCl4下层或汽油上层),\s\d4(振荡))
有机层呈eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))
3. 氧化——淀粉法检验I－
未知液eq \(―――――――――――――――→,\s\up11(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\d4(振荡)) eq \(―――→,\s\up11(淀粉溶液),\s\d4(振荡))蓝色溶液，表明有I－
4. 卤素的提取
（1）氯的提取——氯碱工业
电解___________的化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
（2）海水提取溴
①工艺流程
②发生反应的化学方程式
2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
（3）海带中提取碘
①工艺流程
②发生反应的离子方程式： 。
考点一：氯气的实验室制法
【例1】实验室用如图所示装置来制取少量氯气，下列说法正确的是（）
A．A中加入的是稀盐酸
B．C的作用是收集氯气
C．F中加入NaOH溶液吸收多余的氯气
D．用该装置制取氯气前不需要检查装置的气密性
【归纳提升】实验室制取气体各种装置的选择
1．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：
①固体＋固体eq \(――→,\s\up7(△))气体；②固体＋液体―→气体；③固体＋液体eq \(――→,\s\up7(△))气体。
2．实验室制备气体的除杂装置的选择
(1)除杂原则：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)除杂装置：
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(球形干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
3．实验室制备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O2发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择：①排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。
②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。
4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择：①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。
②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
③转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化为无毒气体后再排放，如NO、NO2若能转化为N2，即可排放。
考点二：氯离子的检验
【例2】（2022年河南省新乡市期中）下列说法正确的是
A．向某溶液中加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊无色气体，则溶液中一定含有CO32－
B．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有SO42－
C．向某溶液中依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Ag＋
D．向某溶液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Cl－
1．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）下列关于氯及其化合物的说法错误的是
A．漂白粉的主要成分是B．液氯可以储存在钢瓶中
C．光照会使新制氯水酸性增强D．新制氯水中加入溶液，产生白色沉淀
2．（2023·江苏·统考二模）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
3．（2022秋·江苏连云港·高一统考期中）下列装置用于实验室制Cl2并回收MnCl2·4H2O晶体，能达到实验目的的是
A．用装置甲制取Cl2
B．用装置乙除去Cl2中的少量HCl
C．用装置丙分离MnO2固体和MnCl2溶液
D．用装置丁蒸干MnCl2溶液制得MnCl2·4H2O
4．氯化铁是有机合成中常用的催化剂，如图是实验室模拟化工厂利用工业废铁屑(杂质不与盐酸反应)制备催化剂氯化铁的部分装置图，下列相关说法正确的是
A．实验室也可以用装置甲制备SO2、H2
B．实验过程中应该关闭弹簧夹3，让装置丙中的NaOH溶液充分吸收多余的Cl2
C．反应结束后将三领烧瓶中的溶液加热浓缩、冷却结晶，可制得氯化铁晶体
D．实验过程中，应先让装置乙中的反应进行一段时间后，再开始装置甲中的反应
5．（2023春·广东广州·高一广东番禺中学校考期中）某化学课外活动小组通过下列实验验证与的反应，下列有关说法错误的是

资料：氯气易溶于四氯化碳，氨气极易溶于水，却难溶于四氯化碳
A．用和浓盐酸制备时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B．A装置制备，E装置制备
C．反应时，装置C中能观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明生成了
D．尾气中的可用F装置来吸收
6．（2023春·四川成都·高一校联考期中）下列相关实验原理或操作能达到实验目的的是
A．装置①可用于制备并收集SO2
B．装置②可作为氨气吸收装置
C．装置③可作为氨气发生装置
D．装置④烧瓶中溶液最终呈红色
7．（安徽省十校2022-2023学年高一下学期开学摸底联考化学试题）利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析称为数字化实验，如图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图像，横坐标代表时间，纵坐标代表某种物理量，下列物理量的变化与图像不相符的是
A．溶液的电导率B．溶液中的Cl-物质的量浓度
C．溶液的漂白能力D．瓶中氧气的物质的量
8．（2023秋·江苏泰州·高三校联考期末）实验室制取少量Cl2并研究其性质，下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
9．（2022秋·上海徐汇·高一上海中学校考期末）检验溶液中是否含有某种离子，取样后，下列操作方法正确的是
A．加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明含有Cl-
B．加浓NaOH溶液后加热，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明有
C．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明有
D．加入盐酸后产生能够使澄清的石灰水变浑浊的气体，则原溶液中含
10．（2022秋·河南开封·高一河南省杞县高中校联考期中）下列实验装置不能达到实验目的的是
A．利用装置①验证Na和水反应是否为放热反应
B．利用装置②观察氢氧化钾的焰色试验的现象
C．利用装置③证明燃烧不一定需要氧气
D．利用装置④证明久置氯水中是否含有Cl-
一、单选题
1．（2023秋·福建三明·高一统考期末）下列有关离子的检验方法和结论均正确的是
A．向某溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定含有
B．向某溶液中加入盐酸，产生的气体使澄清石灰水变浑浊，溶液中一定含有
C．向某溶液中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，再滴加稀硝酸沉淀不溶解，溶液中一定含有
D．向某溶液中加入NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸不变蓝，溶液中一定不含
2．（2022秋·四川成都·高一树德中学校考期末）下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是
A．AB．BC．CD．D
3．（2022秋·新疆省直辖县级单位·高一校考期中）检验某溶液中是否含有Cl-，正确的操作是
A．取样，滴加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成
B．取样，先加足量的稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有Cl-
C．取样，先加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则证明溶液中含有Cl-
D．取样，先加稀盐酸酸化，再加AgNO3溶液，有白色沉淀，则证明溶液中含有Cl-
4．（2022秋·宁夏吴忠·高一统考期中）下列有关离子鉴别或鉴定的描述，错误的是
A．可用焰色试验鉴别溶液中的K+和Na+
B．可用硝酸钡溶液鉴别Cl-和CO
C．可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别Cl-和CO
D．未知溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不消失，则未知液中含有Cl-
5．（2022秋·广东广州·高一广州四十七中校考期中）某无色、澄清溶液中可能含有①②③④⑤⑥⑦中的几种，且每种离子的物质的量相等。依次进行下列实验，每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
下列结论正确的是
A．该实验无法确定是否含有③B．肯定含有的离子是①②⑥
C．可能含有的离子是①③D．①④⑤⑦离子肯定不含有
6．（2023·湖北·校联考二模）如图是制备漂白粉的实验装置，下列说法正确的是

A．将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B．三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C．冰水浴的作用是降低反应温度，防止发生副反应
D．锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
二、实验题
7．（2022秋·广东广州·高一西关外国语学校校考期中）制备物质是化学工作者的重要任务之一。
I.某同学设计如图所示装置制备少量的AlCl3(易与水反应)。请回答下面问题：
(1)装置A中发生反应的化学方程式是______。
(2)装置B的作用是______。
(3)装置C中盛放的物质是______。
(4)装置D中反应方程式是______。
(5)装置F的作用是______。
II.NaCl是一种化工原料，可用海盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、SO等杂质)为原料制备。制备流程简图如图：
海盐→→→→→滤液→饱和溶液……→NaCl
(6)根据除杂原理，在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。
(7)操作X为______。
8．（2022秋·广东广州·高一统考期中）是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。制取的装置如图所示。
已知：的熔点为，沸点为，的沸点为；。回答下列问题。
(1)写出①中发生的化学反应方程式_______；该反应中显示出来的性质为_______。
(2)装置②中盛放的试剂为_______；装置③的作用为_______。
(3)产物在装置_______中收集。
(4)从装置⑤中逸出的气体主要成分为_______。
9．（2023秋·吉林·高一统考期末）已知氯气与强碱溶液反应时，生成的产物受温度的影响。实验室中利用如图1装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，并探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是_______。
(2)装置A产生氯气的化学方程式为_______。
(3)装置B中的试剂为_______，该装置作用为_______。
(4)装置C采用的加热方式是_______，装置D中发生反应的离子方程式为_______。
(5)装置E的作用是_______，可选用试剂_______。(填标号)
a.NaCl溶液b.NaOH溶液c.稀硫酸
(6)探究KClO3和NaClO的氧化能力(图2)
操作：向1号(KClO3)和2号(NaClO)试管中，滴加中性KI溶液。
现象：1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色。
结论：该条件下氧化能力KClO3_______NaClO。(填“大于”或“小于”)
(7)工业上常用氯碱工业来制备氯气，其原理为电解饱和食盐水，生成氯气的同时还可得到氢气和烧碱，请写出该反应的离子方程式_______。
10．84消毒液是常用消毒剂，某化学兴趣小组在实验室制备84消毒液并探究其相关性质。回答下列问题：
Ⅰ.实验室制备84消毒液。
(1)装置甲中盛放高锰酸钾的仪器名称是_______，装置甲中反应的离子方程式为_______。
(2)装置乙的作用是_______。
(3)装置丙中制备次氯酸钠为放热反应，该反应需要控制温度在40℃以下，写出一种(除搅拌外)控制该反应温度的操作方法_______。
Ⅱ.探究相关性质
为了进一步研究消毒液的性质，兴趣小组向盛有2 mL 84消毒液的试管中，逐滴加入10%的双氧水，发现有大量的气泡产生，对此作出以下猜测。
猜测1：双氧水与消毒液发生反应产生氧气。猜测2：……
(4)猜测1中反应的化学方程式为_______。猜测2可能为_______。
(5)为了验证猜想，某探究小组设计用如图装置进行实验，所选药品有：10%的双氧水、一定浓度的84消毒液、二氧化锰等。该小组通过实验得出猜测1正确，请依据此装置和所给的药品推测该探究小组的实验设计是_______。




甲
乙
丙
丁
A．制取
B．除去杂质
C．测量氯水pH
D．吸收尾气的Cl2
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向紫色石蕊溶液中加入氯水，溶液先变红，随后褪色
氯水中含有酸性物质和漂白性物质
B
向某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含有CO
C
向某溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀
该溶液中一定含有Cl—
D
某化合物进行焰色反应，只看到黄色火焰
该化合物含有Na元素没有K元素
步骤
操作
现象
(1)
向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液
溶液变红
(2)
向溶液中滴加溶液和稀盐酸
有白色沉淀生成
(3)
将(2)中所得沉淀过滤，向滤液中加入溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成
实验步骤
试剂
预期沉淀的离子
步骤1
BaCl2溶液
SO
步骤2
_____
_____
步骤3
_____
_____