内容正文:
微课时突破2 综合深化解重难(氯气的制备及卤素的制取)
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
其他制取Cl2的原理:
①14HCl(浓)+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl(浓)+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
⑤PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
2.实验装置
3.制取过程
装置特点
固体+液体气体
净化方法
用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓硫酸除去水蒸气
收集方法
①Cl2的密度比空气大,可用向上排空气法收集;②Cl2能溶于水,但在饱和食盐水中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集
验满方法
①用湿润的淀粉KI试纸,试纸变蓝;②用湿润的品红试纸,试纸褪色;③根据氯气的颜色
尾气处理
多余的Cl2须用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
[注意] ①反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2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:不宜过高,以减少HCl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,避免污染空气。④尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
[全训题点考法]
考法(一) 氯气的制取原理及性质探究
1.(2022·广东等级考)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
解析:选D 浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,故A正确;氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B正确;湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C正确;氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,故D错误。
2.实验室制取并收集少量Cl2,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置乙除去Cl2中的HCl和水蒸气
C.用装置丙收集Cl2
D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
解析:选C 由实验装置图可知,装置甲中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置乙中盛有饱和食盐水的洗气瓶用于除去氯化氢气体,盛有浓硫酸的洗气瓶用于干燥氯气,装置丙为空载仪器,起到安全瓶、防倒吸的作用,收集Cl2时,导管应长进短出;装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。
3.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。
请回答下列问题:
(1)该实验中A部分的装置是________(填标号)。
(2)装置B中的现象是________________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式:__________________________,装置E的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种,若A部分的装置是a,请再写出一种制备方法:______________________________________________(用化学方程式表示)。
解析:(1)从化学方程式可知反应物是固体和液体,反应条件是加热,所以应