2.3.3 氧化还原反应的应用 -2021-2022学年高一化学精讲精练（新鲁科版必修第一册）

2.3.3 氧化还原反应的应用 考点精讲 考点1：实验室制备氯气 1．发生装置： （1）反应原理 ①试剂：浓盐酸和二氧化锰。 ②反应的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。 （2）装置类型：固体+液体气体 （3）主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。 2．净化装置： 先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。除去Cl2中的HCl可用图（a）所示的试剂和装置。除去Cl2中的H2O可用图（b）、图（c）和图（d）所示的试剂和装置。 3．收集装置： （1）Cl2密度大于空气，可用向上排空气法收集，如图（e）。 （2）Cl2能溶于水，1体积水溶解2体积Cl2，用排饱和食盐水法收集，如图（f）。 排饱和食盐水法收集的Cl2较纯，但不干燥。向上排空气法可收集到干燥的Cl2，但不纯。 4．吸收装置： 因氯气有毒，在制备和使用氯气时，为了防止对环境污染，需要尾气处理。在实验室中通常用NaOH溶液吸收多余的氯气。 【特别提醒】实验室制取氯气的其他方法 实验室制备Cl2时，可用KMnO4或KClO3等强氧化剂代替MnO2，利用“固体+液体→气体（不需要加热）”装置制备：16HCl（浓）+2KMnO4＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，6HCl（浓）+KClO3＝KCl+3Cl2↑+3H2O。 【典例1】（2021·保定高一检测）纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4，某化学小组的同学设计了如下实验装置进行制备。 已知：①金属锡熔点为231℃，化学活泼性与铁相似；②SnCl4的沸点为114℃；③SnCl4易与水反应。请根据上图装置回答： （1）装置I中反应的化学方程式是_________________________________。 （2）试管II中的试剂是________，试管III中的试剂是____________。 （3）装置V的作用是____________。 （4）裝置Ⅵ最好选用下列装置中的________（填标号）。 （5）实验结束后，欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2，需要的玻璃仪器有_________。 【解析】（1）装置I是制备氯气的装置，加热条件下，浓盐酸和MnO2反应生成氯气，离子方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）装置II中装有饱和食盐水吸收HCl；装置III中装有浓硫酸干燥氯气；（3）SnCl4的沸点较低，装置V中的冰水可以使得SnCl4冷凝，得到SnCl4液体；（4）氯气有毒，需要进行尾气处理，故装置VI应为尾气处理装置，吸收未反应完的氯气，SnCl4易与水反应，所以不仅要除去氯气中的水蒸气，还要防止外界水蒸气进入，所以装置VI还要能防止水蒸气进入装置V，氢氧化钠溶液可以吸收未反应完的氯气，但不能防止水蒸气进入装置Ⅴ，故A不选；气体进入装置中导管应该长进短出，装置错误，故B不选；碱石灰不仅可以吸收氯气，也可以吸收水蒸气和二氧化碳，能避免空气中二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅴ，故C选；（5）回收利用装置I中未反应完的MnO2，MnO2难溶于水，可以用过滤操作回收，过滤需要的仪器有：漏斗、玻璃棒、烧杯。 【答案】（1）MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O （2）饱和食盐水；浓硫酸（3）冷凝（收集）SnCl4 （4）C（5）漏斗、玻璃棒、烧杯 【举一反三】 （1）装置I中发生的反应中，浓盐酸表现的性质有哪些？ 提示：反应MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O中，部分氯化氢中氯元素化合价升高，此时盐酸表现还原性；另一部分氯化氢中的氯、氢元素的化合价都不变化，此时盐酸表现酸性。 （2）为了顺利完成实验，是先点燃I处酒精灯还是Ⅳ处酒精灯？ 提示：锡能与氧气反应，故应先通氯气排除装置中的空气，防止锡与空气中的氧气反应，所以在加热制备SnCl4，故先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯。 【技巧与方法】常见的冷凝装置 类型 实验装置 说明 空气 长导管起导气（平衡内外气压）和冷凝作用。 冷水冷凝 冷凝管下口为进水口，上口为出水口。 冰水冷凝 冰盐冷凝 用冰和某些盐的混合物做冷却剂，温度最低可达－55℃ 【针对训练】 1．（2020~2021学年湖南长沙高一上期中）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验．下列收集Cl2的正确装置是（ ）。 A． B． C． D． 【解析】选C。收集气体时，集气瓶不能用橡胶塞堵住，应用双孔橡胶塞，故A错误；该装置收集的是密度小于空气的气体，而氯气密度大于空气，且氯气有毒不能直接排放，故B错误；该装置收集比空气密度大的气体氯气，剩余