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
【7+1模式】
一、单选（7×6分=42分）
1．实验室制备氯气的装置如下图。

图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是
( )
A．①B．②C．③D．④
2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。

所得的氯气( )
A．①比②多B．②比①多 C．一样多D．无法比较
3．化学小组用如图所示的装置制取氯气，下列说法不正确的是( )
A．该装置图中至少存在两处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法不正确
C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
4．用如图装置进行实验，下列所得结论正确的是( )
甲乙丙结论
A 盐酸石灰石苯酚钠溶液酸性：HCl>H2CO3>苯酚
B 盐酸硫化亚铁溴水还原性：Cl－>Br－>S2－
C 浓盐酸高锰酸钾溴化钾溶液氧化性：浓盐酸>Cl2>Br2
D 水电石溴水稳定性：H2O>C2H2>Br2
5323
定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是( )
A．NaCl B．NaCl、NaBr、Na2SO4
C．NaCl、Na2SO4、I2D．NaCl、NaI、Na2SO4
6．将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中，在此过程溶液的c(H＋)与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积视为不变)( )
7．将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol/L盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发) ( ) A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol C．大于0.3 mol D．以上结论都不正确
二、填空（18分）
8．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。

（1）下列方法中，可制得氯气的正确组合是。

①MnO2和浓盐酸混合共热②KMnO4和浓盐酸混合③次氯酸钠和浓盐酸混合④K2Cr2O7和浓盐酸混合⑤KClO3和浓盐酸混合
A．①②⑤B．②④⑤C．①②④D．全部可以
（2）若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是。

（3）①装置B的作用是，现象是。

②装置D和E出现的不同现象说明的问题是。

③装置F的作用是。

④写出装置G中发生反应的离子方程式：。

（4）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。

为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。

你认为装置应加在与之间(填装置字母序号)，装置中应放试剂。

考点三十七氯气的实验室及工业制法
扫描与历练
【正误判断】
题号正误解析
1 ×应该用可逆符号
2 √略
3 ×用于漂白纸张利用其漂白性，不是不稳定性。

4 ×电解熔融NaCl无水参加反应。

5 ×酸性溶液中的不能生成 OH－
6 ×略
7 √略
8 √略
9 ×生成碳酸氢钙不是碳酸钙
实训与超越
【7+1模式】
题号答案解析
1 C 装置③的导气管长短错误，应长进短出。

2 B 146gHCl的物质的量为4mol，87gMnO2的物质的量为1mol，由方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====
△
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。

3 B 应使用酒精灯加热，尾气应处理，A、C项正确；用向上排空气法收集Cl2方法正确，B项错误；在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出，若有则变蓝，反之则不变色，D项正确。

4 A A项中，盐酸与石灰石反应产生CO2气体可证明酸性是HCl>H2CO3，生成的CO2气体通入苯酚钠溶液中可以生成苯酚，则酸性是H2CO3大于苯酚，所以A项正确；盐酸与硫化亚铁的反应是一个非氧化还原反应，产生的硫化氢气体通入溴水中，可使溴水褪色，由此可证明还原性是S2－>Br－，而不能证明题中表格中的还原性结论，B项不正确；浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，氯气通入溴化钾溶液中可产生单质溴，可证明氧化性是KMnO4>Cl2>Br2，而不是题中表格中的结论，C项不正确；物质的稳定性往往是通过受热是否分解，或与同一反应物反应的难易程度来区分，而不是题中的这种反应方式，故D项不正确。

10 ×漂白粉在空气中失效生成碳酸钙：
11 ×未配平
12 ×在强碱溶液不能生成 H＋
13 ×用饱和NaHCO3吸收氯化氢气体会有CO2产生，引入新杂质。

14 ×CaCl2与CO2不反应
15 √略
16 √略
17 √略
18 √略
19 ×用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气
20 √略。