考点10 氯气的制备-2023-2024学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第一册）

考点10 氯气的制备 【知识梳理】 一、氯气的实验室制法 1．反应原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2足量，HCl不能完全反应，因为浓盐酸变稀后，反应停止。 2．仪器装置 装置特点：固＋液气。 3．除杂装置：分别用盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去Cl2中的HCl和H2O(g)。干燥也可用固体干燥剂P2O5、CaCl2等，但固体干燥剂需用干燥管或U形管。 4．收集方法 ①向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。 ②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。 5．验满方法 ①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 ②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 6．尾气处理 Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。 7．实验室制取氯气的其他方法 可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热)，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。 【归纳总结】氯气的实验室制取流程及相应原理 氯气的尾气处理，用较浓的氢氧化钠或石灰乳吸收尾气。不能用澄清石灰水吸收处理氯气，因为氢氧化钙溶解度小，澄清石灰水只能吸收少量氯气（即使饱和的澄清石灰水也不能用来吸收氯气）。 二、氯气的工业生产原理 以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业，是目前化学工业的重要支柱之一。 电解装置 电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 【对点例题】 例1．（2022·北京大兴·高一期末）某化学小组用图示装置制取氯气，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．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理 C．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 D．该实验中收集氯气的方法不正确 【答案】　D 【解析】　MnO2与浓盐酸在加热的条件下反应，图中缺少加热装置，实验时一般不用长颈漏斗，氯气有毒，气体不能直接排放到空气中，应有尾气吸收装置，A、B正确；氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，C正确；氯气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，装置中的收集方法正确，D错误。 例2．（2022·广西·高一学业考试）某校化学兴趣小组拟用浓盐酸与二氧化锰加热反应，制取并收集2瓶干燥、纯净的氯气。为防止换集气瓶时生成的氯气污染空气，设计了如下装置： (1)写出Ⅰ装置烧瓶中发生反应的化学方程式：________________________。 (2)装置Ⅱ中盛放的药品是饱和氯化钠溶液，其作用是__________________； 装置Ⅲ的作用是干燥氯气，应盛放________。 (3)实验开始后，先________a________b(填“关闭”或“打开”，下同)；当集满一瓶氯气时，为减少换集气瓶时氯气的外逸，再________a________b，换好集气瓶后，继续收集氯气。 (4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中恰当的是________(填序号)。 A．氢氧化钠溶液　　B．浓硫酸　　C．水 【答案】　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)除去Cl2中混有的HCl　浓硫酸 (3)关闭　打开　打开　关闭　(4)A 【解析】　(1)Ⅰ装置是制取氯气的发生装置，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)Ⅱ、Ⅲ部分属于净化装置，饱和氯化钠溶液是除去氯气中的HCl气体；装置Ⅲ应盛放浓硫酸，用来干燥氯气。 (3)首先明确装置Ⅳ的作用——用来临时储存氯气，防止换集气瓶时生成的氯气排出；故实验开始时，关闭a，打开b，换瓶时关闭b，打开a。 (4)要吸收多余的氯气一般用碱液，而氯气在水和浓硫酸中溶解度都非常小 【达标检测】 1．（2022秋·上海闵行·高一校考期末）实验室制取Cl2过程中，下列处理达不到目的的是 A B C D 收集Cl2 除Cl2中少量HCl 干燥Cl2 尾气Cl2吸收 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．氯气密度大于空气，可以使用向上排空气法收集，A正确； B．饱和食盐水可以吸收氯气中氯化氢气体，用于除Cl2中少量HCl，B正确； C．氯气能和碱性物质氧化钙反应，不能干燥氯气，C错误； D．氯气能被碱液吸收，可以减少污染，D正确； 故