高考化学复习考点氯气的实验室及工业制法

考点37 氯气的实验室及工业制法

聚焦与凝萃

1．掌握氯气的实验室制法； 2．了解氯气的工业制法。

解读与打通

常规考点

1．氯气的实验室制法

（1）反应原理：MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

①盐酸是浓盐酸，一般为12mol·L －1

、1.9g·mL －1

，稀溶液中的HCl 不能被MnO 2氧化；HCl 是还原剂，但还表现出酸性。

②必须加热，在常温下，MnO 2与浓盐酸是不反应的。 （2）实验装置图：

图中：A 是分液漏斗，加浓盐酸；B 是圆底烧瓶，用于反应，液体不超过容积的2/3，加热时必须垫石棉网；C 是洗气瓶，瓶中装饱和食盐水，除去Cl 2中混有的HCl(氯气在饱和食盐水中比在水中溶解度小，可减少氯气的损耗)；D 是洗气瓶，瓶中装浓H 2SO 4，干燥Cl 2；E 为收集装置，用向上排空气法收集Cl 2，进气管伸入集气瓶的底部；F 是尾气吸收装置，因氯气有毒，多余氯气要用NaOH 的溶液将其吸收(用水和石灰水吸收效果都不好。) （3）氯气的检验：

氯气可用湿润的KI 淀粉试纸检验，试纸变蓝，其原理是：Cl 2＋2KI=2KCl ＋I 2，置换出的碘与淀粉反应生成蓝色物质。

隐性考点

2．工业制法——电解饱和食盐水法 2NaCl ＋2H 2O=====通电

2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑

融合与应用

例1．实验室用如下图所示装置制备Cl 2，并进行Cl 2的性质实验。

（1）A中加入KMnO4固体(反应后产物是MnCl2)，B中盛有浓盐酸，烧瓶中发生反应的化学方程式为

。

（2）C中盛有紫色石蕊试液，C中的现象是；D中有白色沉淀生成，D中盛放的试剂可能是；E 中溶液由无色变为蓝色，E中盛放的试剂可能是。

（3）F中一般盛放，其作用是。

【答案】

（1）2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

（2）先变红后褪色AgNO3溶液KI淀粉溶液

（3）NaOH溶液吸收多余的Cl2

（2）产生的Cl2通入紫色石蕊试液中，Cl2与水反应产生的盐酸使石蕊由紫色变为红色，产生的HClO又可将红色漂白。Cl2通入D中产生白色沉淀，应为Cl2与H2O反应产生的HCl与Ag＋作用产生AgCl的结果，E中溶液由无色变成蓝色应是KI与Cl2反应产生的I2与淀粉作用的结果。（3）吸收尾气中的Cl2常用NaOH溶液，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。例2．现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为。

（2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去精盐中Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，使用的试剂有：a．Na2CO3 b．Ba(OH)2溶液 c．稀盐酸

其合理的加入顺序为（填试剂序号）

（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min可在阴极产生11.2 L（标准状况）Cl2，这时溶液的pH是（设体积维持不变）。

（4）Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl-，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为。

【答案】（1）2Cl--2e-=Cl2↑（2）b a c （3）13 （4）5∶2

扫描与历练

【正误判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)（每个判断2分，共40分） （）1．将氯气溶于水制备次氯酸：Cl 2＋H 2O===2H ＋

＋Cl －

＋ClO －

(2010·天津，5C) （）2．氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度 (2010·全国Ⅱ，8A) （）3．因漂白粉在空气中不稳定，故可用于漂白纸张 (2014·江苏，4C)

（）4．用惰性电极电解熔融NaCl ：2Cl －＋2H 2O=====通电Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －

(2010·江苏，3A) （）5．用KIO 3氧化酸性溶液中的KI ：5I －

＋IO －

3＋3H 2O===3I 2＋6OH －

(2012·江苏，9A) （）6．氯碱工业未涉及氧化还原反应 (2016·上海，2B)

（）7．用惰性电极电解饱和食盐水：2Cl －＋2H 2O=====通电Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －

（）8．FeBr 2溶液与等物质的量Cl 2反应：2Fe 2＋

＋2Br －

＋2Cl 2=2Fe 3＋

＋4Cl －

＋Br 2(2010·课标全国卷，13D)

（）9．向次氯酸钙溶液中通入过量CO 2：Ca 2＋

＋2ClO －

＋H 2O ＋CO 2=CaCO 3↓＋2HClO (2009·宁夏，12A)

（）10．漂白粉在空气中失效：ClO －

＋CO 2＋H 2O===HClO ＋HCO －

3 (2009·江苏，11A)

（）11．用浓盐酸与MnO 2反应制取少量氯气：MnO 2＋2H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O(2009·江

苏，11B)

（）12．在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na 2FeO 4：3ClO －

＋2Fe(OH)3=2FeO 2－

4＋3Cl －

＋H 2O ＋4H ＋

(2009·江苏，11D)

（）13．制氯气时，用饱和NaHCO 3溶液和浓硫酸净化气体 (2014·天津，2B) （）14．漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的CaCl 2与空气中的CO 2反应生成CaCO 3(2014·新课标全国卷Ⅰ，8B)

（）15．验证Br 2的氧化性强于I 2，可以将少量溴水加入KI 溶液中，再加入CCl 4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色 (2014·四川，4C)

（）16．除去Cl 2中的HCl(g)可通过饱和食盐水、浓H 2SO 4进行洗气 (2014·大纲全国卷，10C) （）17．氯气用向上排空气法或排饱和食盐水法收集

（）18．实验室制备后氯气不能直接排放到空气中，可以用将多余的氯气通入碱溶液中或通过装有碱石灰的干燥管

（）19．用二氧化锰和稀盐酸反应制取氯气（2008·广东文基，67C ） （）20．验室制备Cl 2，可用排放和食盐水集气法收集（2009·山东，10C ）

实训与超越