第2讲 氯气的制备（学案）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第2讲 氯气的制备 2025届高三化学第一轮复习 第2讲 氯气的制备 世间最大的快乐，莫过于发现世人从未见过的新物质。——舍勒 复习目标 1．由氧化还原反应原理，认识Cl2的实验室制取和氯碱工业原理。 2．从原料、原理、装置、净化、尾气处理等方面认识氯气的实验室制备。 3．知道其他气体的实验室制备原理及装置的选择。 教学重点难点 1．氯气的制备原理。 2．实验装置的选择。 教学方法 讨论、归纳 教学过程 请列举Cl－(以NaCl为例)转化为Cl2的可能的反应途径，并写出反应的方程式。 类型 离子方程式 化学方法 （寻找氧化剂） MnO2＋ Cl－＋ H＋＝____________________ ClO－＋ Cl－＋ H＋＝__________________ ClO3－＋ Cl－＋ H＋＝____________________ 电化学方法 NaCl____________ NaCl＋ H2O______________________________ 操作先后流程 安装仪器时 先下后上，先左后右 加入试剂时 先固后液 实验开始时 先检查装置的气密性，再加药品，后点酒精灯 净化气体时 一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气 防倒吸实验 往往是最后停止加热或停止通气 防氧化实验 往往是最后停止通气 气体净化装置 先洗气后干燥 洗气时 进气管长，出气管短 干燥管 大口进气，小口出气 粗盐的精制 海水―→粗盐(含Fe3＋、Mg2＋、Ca2＋、SO)溶解、过滤过滤蒸发结晶 其中，①依次加NaOH、BaCl2、Na2CO3或依次加BaCl2、NaOH、Na2CO3或依次加BaCl2、Na2CO3、NaOH；②过滤后，在溶液中滴入盐酸，调节溶液的pH＝7。 【问题解决1】 （2023·江苏）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 A.制取Cl2 B.除去Cl2中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2 【答案】C 【解析】A项，实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，错误；B项，除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长导管进入便于充分吸收，错误；C项，氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，正确；D项，对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，错误。 氯气的实验室制备 离子方程式：____________________________ ①因浓盐酸有挥发性，制氯装置应使用分液漏斗（仪器）并盖上玻璃塞 ②反应中盐酸表现了二重性：______还原性和______酸性，其中被氧化的HCl占反应总量的____1/2。 ③为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下，可采取的方法有：一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管 基础知识 联想与拓展 阴离子氧化法：用强氧化性的物质（如MnO2、KMnO4等）将浓盐酸中的－1价的氯氧化。 用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂与浓盐酸反应 固＋液气 固＋液气(H2、CO2) 固＋固气 Cl2（HCl、水蒸气）Cl2 根据气体性质的不同 选择适当的方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 收集方法的选择与气体密度、溶解性及在空气中的稳定性等有关 用NaOH溶液吸收，离子方程式为： Cl2＋ OH－＝___________________________ 根据有害气体的性质，常用点燃转化、试剂吸收、气球收集等处理方式。 ①用湿润的KI淀粉试纸：试纸变蓝色 ②根据氯气的颜色判断：瓶中是否充满黄绿色气体 根据气体的颜色或化学性质判断 温馨提醒 ①加热方式为____微热，滴加浓盐酸不能过快，减少HCl挥发 ②必须用浓盐酸，稀盐酸不反应 ③实验结束后，先停止反应并排出残留的Cl2，再拆装置，以免污染空气 ④澄清石灰水中含Ca(OH)2量少，不能用来吸收尾气 （2024·无锡、常州、苏州、镇江等第2次联考）实验小组利用如图所示装置制备氯酸钠。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氯气 B．用装置乙处理余氯 C．用装置丙除去氯化氢 D．用装置戊检验氯气 【答案】A 【解析】A项，装置甲中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，但该反应需要在加热的条件下进行，错误；B项，氯气能够和NaOH溶液反应，可以用装置乙处理多余的氯气，正确；C项，生成的氯气中混有HCl气体，可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，正确；D项，氯气具有氧化性，能够和KI溶液反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，可以用装置戊检验氯气，正确。 【问题解决2】 气体 实验室制备方程式 发生装置 收集装置 H2 Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ② ⑤⑥⑨ O2 2KClO32KCl＋3O2↑ ① ⑤⑥⑧ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋ O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ ② Cl2 MnO2+4HCl(浓)_______________ ④ ⑥⑧ 2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O ② SO2 Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O ② ⑥⑧ CO2 CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O ②③ ⑤⑦⑨ NH3 ________________________________ ① ⑦⑨ NH3·H2ONH3↑＋H2O ② NH3·H2O＋CaO＝Ca(OH)2＋NH3↑ ② NO 3Cu+8HNO3(稀)＝___________________________ ② ⑤ NO2 Cu+4HNO3(浓)＝________________________ ② ⑧ 常见气体的实验室制备 气体实验装置的设计 装置顺序 制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置 安装顺序 由下向上，从左向右 操作顺序 装配仪器→检验气密性→加入药品（先固后液） 常见的实验装置分类 气体 发生装置 包括固—固反应、固—液反应、液—液反应装置及一些简易装置如：水蒸气、乙醇蒸汽发生器等 安全装置 包括常见的缓冲瓶和安全瓶（防倒吸） 收集装置 排空气、排水、排其他液体，排水且量气的装置，还有收集液体的冷水冷凝、流水冷凝等 后继反应装置 比如产生的氯气和铝反应等 吸收装置 包括尾气吸收(注意洗气瓶、干燥管的使用)，特别提醒：有时将洗气瓶和干燥管接在装置的末端以阻止空气中的二氧化碳及水蒸气侵入反应体系 气体的净化与干燥 气体洗涤装置 液体干燥剂 固体干燥剂 净化 常见干燥剂 浓硫酸 碱石灰 无水CaCl2 P2O5 加热时用固体 除去气体中的气体杂质 不能干燥气体 NH3 HI HBr Cl2 HCl NH3 NH3 如用灼热铜除去N2中O2等 （2023·北京高三清华附中校考阶段练习）实验室制备下列气体所选用的发生装置、制备试剂和除杂试剂均正确的是 选项 气体 发生装置 制备试剂 除杂试剂 A NH3 a NH4Cl Ca(OH)2 碱石灰 B Cl2 c MnO2 浓盐酸 NaOH溶液 浓硫酸 C CO2 b 大理石 稀硫酸 浓硫酸 D C2H2 b 电石 饱和食盐水 NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A项，使用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体制备NH3，采用装置a，用碱石灰干燥NH3，正确；B项，MnO2和浓盐酸在加热的条件下制备Cl2选用发生装置c，得到的氯气先用饱和饱和食盐水除去其中的HCl，再用浓硫酸进行干燥，错误；C项，大理石稀硫酸反应生成的CaSO4微溶，覆盖在CaCO3表面会阻碍反应进行，故应采用稀盐酸，错误；D项，电石+饱和食盐水反应制取C2H2，选用发生装置b，得到的C2H2中混有H2S和PH3等杂质，应用CuSO4溶液将其除去，错误。 【问题解决3】 （2023·青海西宁高二校考期末）用石墨电极完成如图电解实验，下列对实验现象的描述或解释不合理的是 A．a处试纸变蓝 B．b处变红 C．c处：Fe－2e－＝Fe2＋ D．d处：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 【答案】B 【解析】a极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，b为阳极，氯离子放电生成氯气。 A项，a生成氢氧根离子，溶液显碱性，试纸变蓝，正确；B项，b出生成氯气，氯气和水生成漂白性次氯酸，最终试纸褪色，错误；C项，c为电解池阳极，铁为活泼电极，发生氧化反应生成亚铁离子，Fe－2e－＝Fe2＋，正确；D项，d为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，正确。 氯气的工业制备 电解饱和食盐水 （氯碱工业） 阳极电极反应式 ________________________________________ 装置图 阴极电极反应式 ________________________________________ 实验现象 ①铁棒加入酚酞试液后溶液呈红色 ②b极生成的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 离子方程式 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 电解熔融的氯化钠 化学方程式：2NaCl2Na＋Cl2↑ 离子交换膜电解槽 电解槽：阴极——碳钢网，阳极——金属钛网、离子交换膜 离子交换摸：只允许Na＋通过，Cl－、OH－和气体不能通过，从而把电解槽隔为阴极室和阳极室，既防止H2和Cl2反应，又防止Cl2与NaOH反应。 食盐精制 溶解—→过滤—→BaCl2—→NaOH—→Na2CO3—→HCl （BaCl2务必在Na2CO3之前！） （2023·江苏南通如皋高二下学期期末）氯碱工业上可用如下图所示装置制取Cl2和NaOH溶液。下列说法正确的是 A．电极A可以使用铁电极 B．电极B上所发生的电极反应为：2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－ C．装置所使用的离子交换膜为阴离子交换膜 D．该装置工作时可将化学能转化为电能 【答案】B 【解析】由题干信息可知，电极A与电源正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应为：2Cl－－2e－＝Cl2↑，电极B与电源负极相连为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，电极A区的Na＋移向电极B区，据此分析解题。 A项，由分析可知，电极A与电源正极相连为阳极，发生氧化反应，若使用铁电极，则电极反应为：Fe－2e－＝Fe2＋，错误；B项，由分析可知，电极B与电源负极相连为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，正确；C项，由分析可知，电极A区的Na＋移向电极B区，装置所使用的离子交换膜为阳离子交换膜，错误；D项，由题干图示信息可知，该装置工作时为电解池，故将电能转化为化学能，错误。 1．（2023·北京通州高三统考期中）某小组同学用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气后，按照净化、收集、性质检验和尾气处理的顺序进行实验，下列装置不能达到实验目的的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】氯气的制备装置中二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气。 A项，盛有饱和食盐水的洗气瓶用于除去氯化氢气体，盛有的浓硫酸的洗气瓶用于干燥氯气，则题给装置能达到净化氯气的实验目的，正确；B项，氯气的密度比空气大，应用向上排空气法收集氯气，则题给装置能达到收集氯气的实验目的，正确；C项，氯气不能使干燥红布条褪色，能使湿润的红布条褪色说明氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸因强氧化性而表现漂白性，则题给装置能达到验证氯气是否有漂白性的实验目的，正确；D项，氯气与水反应为可逆反应，氯气不可能完全溶于水，会逸出污染空气，则题给装置不能达到吸收氯气，防止污染空气的实验目的，错误。 2．（2023·镇江高三期末）某实验小组利用以下装置制备少量的氯气，并检验氯气的性质。实验过程中 ，下列说法正确的是 A．参与反应的HCl全部被氧化为Cl2 B．发生的所有反应均是氧化还原反应 C．观察到淀粉－KI试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性 D．湿润的pH试纸变红，干燥的pH试纸不变色 【答案】C 【解析】A项，高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、水和氯气，参与反应的HCl一部分作还原剂被氧化为Cl2，另一部分体现了酸性，错误；B项，酸使pH试纸变色发生的不是氧化还原反应，错误；C项，观察到淀粉－KI试纸变蓝，发生反应：2I－＋Cl2＝I2＋2Cl－，说明Cl2具有氧化性，正确；D项，氯气与水反应生成的盐酸是强酸、次氯酸具有漂白性，故湿润的pH试纸先变红后褪色，错误。 3．（2023·浙江嘉兴高二统考期末）ClO2是一种广谱、安全和高效的消毒剂。目前开发出一定条件下用电解法制取ClO2的新工艺，简易装置如图所示。下列说法不正确的是 A．X接电源的负极 B．H＋由A室迁移至B室 C．产生ClO2的电极反应式Cl－－5e—＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋ D．阴极产生的气体体积为448 mL(标准状况)时，通过质子交换膜的H＋数目为0.04 NA 【答案】A 【解析】根据题意可知，Cl－在阳极发生失电子的氧化反应生成ClO2，阳极电极反应式为Cl－－5e—＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋，即X电极为阳极，Y电极为阴极，阴极反应为2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，阳极生成的ClO2能与NaOH溶液反应，则OH－不能通过质子交换膜进入阳极，阳极接电源的正极、阴极接电源的负极，即Y连电源负极，X连电源正极，据此分析解答。 A项，由分析可知，X接电源的正极，错误；B项，由分析可知，X解电源的正极，即A室为阳极室，B室为阴极室，故H＋通过质子交换膜由A室迁移至B室，正确；C项，由分析可知，阳极室产生ClO2，则产生ClO2的电极反应式：Cl－－5e—＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋，正确；D项，由分析可知，阴极产生H2，故阴极产生的气体体积为448 mL(标准状况)即为＝0.02 mol时，根据电子守恒可知，通过质子交换膜的H＋数目为0.04NA，正确。 4．（2023·江苏苏州高三统考阶段练习）利用NaClO＋2HCl(浓)＝NaCl＋Cl2↑＋H2O制备Cl2，下列装置能达到实验目的的是 A．制备氯气 B．除去氯气中少量HCl C．干燥氯气 D．收集氯气 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A项，根据NaClO＋2HCl(浓)＝NaCl＋Cl2↑＋H2O制备氯气，符合题意；B项，除去氯气中少量HCl，应该是“长进短出”，不符合题意；C项，碱石灰与氯气反应，因此不能用碱石灰干燥氯气，可以用浓硫酸干燥，不符合题意；D项，氯气密度比空气小，用向上排空气法收集氯气，但集气瓶不能密闭，不符合题意。 5．实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是 A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性 B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2 C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2 D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水 【答案】A 【解析】A项，向恒压分液漏斗中注水，无论气密性是否良好，水都能顺利流下，不能检查装置的气密性，符合题意；B项，图1装置中，浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应可制备Cl2，不符合题意；C项，饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，浓硫酸干燥氯气，且氯气密度比空气的大，可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2，不符合题意；D项，连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，制备氯气，氯气通入蒸馏水中，可制备少量氯水，不符合题意。 6．（2023·扬州模拟）KMnO4是一种常用的氧化剂，某实验小组利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略)。 已知：K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO＋2H2O＝2MnO＋MnO2↓＋4OH－。 下列说法错误的是 A．试剂X可以是漂白粉或KClO3 B．装置连接顺序是c→a→b→e→d→f C．装置C中每生成1 mol KMnO4，消耗0.5 mol Cl2 D．若去掉装置A，会导致KMnO4产率降低 【答案】C 【解析】A项，试剂X可以是漂白粉或KClO3，与浓盐酸发生价态归中的氧化还原反应生成氯气，正确；B项，装置B生成氯气，通过装置A洗气除去氯气中混有的氯化氢，Cl2进入装置C中氧化K2MnO4制备KMnO4，装置D用于吸收未反应完的氯气，防止污染空气，正确；C项，因氯气会与氢氧化钾反应，故装置C中每生成1 mol KMnO4，消耗Cl2的物质的量大于0.5 mol，错误；D项，若去掉装置A，挥发的氯化氢与氢氧化钾反应，使溶液碱性减弱，生成MnO2，会导致KMnO4产率降低，正确。 7．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．溶液A的溶质是NaOH B．阴极附近溶液pH升高 C．气体a为氯气，其电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑ D．与产生气体b的电极相连的是电源的正极 【答案】D 【解析】A项，由装置图可知右边电极的电极反应式为2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，生成的OH－与Na＋形成NaOH，正确；B项，由A项分析，阴极产生OH－，pH升高，正确；C项，左边电极是Cl－放电，正确；D项，由A项分析，与产生气体b的电极相连的是电源的负极，错误。 8．（2023·河北张家口高三河北省尚义县第一中学校联考阶段练习）下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2，下列有关说法错误的是 A．装置甲制取NO气体存在设计缺陷，将长颈漏斗改为分液漏斗 B．装置乙收集NO气体时气流应短进长出 C．装置丙进行NO的尾气处理时通入足量氧气可保证尾气吸收充分 D．装置丁蒸干溶液可获得Cu(NO3)2固体 【答案】D 【解析】A项，为避免气体从长颈漏斗逸出，改为分液漏斗，正确；B项，NO不溶于水，能与氧气反应，只能用排水法收集，气流应短进长出，正确；C项，NO不与NaOH溶液反应，通入足量氧气可以发生反应吸收充分，正确；D项，硝酸铜溶液中存在Cu(NO3)2＋2H2OCu(OH)2＋2HNO3，加热促进水解，HNO3易挥发或受热分解，有利于平衡正向进行。因此采用该方法不能得到硝酸铜固体，错误。 9．（2023·北京海淀统考二模）利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去) 选项 气体 试剂I 试剂II 试剂Ⅲ A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 B CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 C SO2 浓硝酸 Na2SO3(s) 饱和NaHSO3溶液 D C2H4 浓硫酸 C2H5OH(1) KMnO4酸性溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A项，实验室中制备的Cl2中含有HCl，除去Cl2中的HCl应该用饱和食盐水，而不是NaOH溶液，不合题意；B项，实验室用稀盐酸和CaCO3制备CO2，此时CO2中含有少量的杂质HCl，可用饱和NaHCO3溶液来除去CO2中的HCl，符合题意；C项，浓硝酸具有强氧化性，能将Na2SO3氧化为Na2SO4，故不能用浓硝酸和Na2SO3来制备SO2，而应该用70%H2SO4和Na2SO3来制备SO2，不合题意；D项，实验室可以将浓硫酸和无水乙醇的混合液迅速加热到170℃来制备乙烯，这样制得的乙烯中含有SO2、CO2和乙醇蒸气等杂质，由于乙烯也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故不能用酸性高锰酸钾溶液来除杂，应该用NaOH溶液来除杂，不合题意。 10．（2023·北京丰台区高二上学期期中）电解是海水资源综合利用的重要手段。 （1）电解饱和食盐水的原理如图所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是_____________________________________。 ②电极a接电源的_______(填“正”或“负”)极。 ③离子交换膜是_______交换膜(填阳离子或阴离子)。 ④已知水的电离过程可表示为：H2OH＋＋OH－，图中NaOH溶液质量分数大小关系为a%_______b%(填“＞”、“＝”或“＜”)，结合电极反应解释原因：_______________________________________________________________________________。 （2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 ①生成锂单质的电极反应式是____________________________。 ②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。 ⅰ．生成O2的电极反应式是____________________________。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能原因_______________________________。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl－放电。实验所用的试剂及现象是__________________________________。 【答案】（1）①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ②正 ③阳离子 ④＜ 电极b是阴极，电极反应为2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，同时Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，a%＜b%或H＋放电，2H＋＋2e—＝H2↑，导致c(H＋)下降，促进水的电离平衡正向移动，c(OH－)增大，同时Na＋通过阳离子交换膜进入B极，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，a%＜b%；（2）①Li＋＋e—＝Li ②2H2O－4e—＝O2↑+4H＋或4OH――4e—＝O2↑＋2H2O 氯气溶于水，与水反应 KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 【解析】根据图示可知，产生氯气的电极为电解池的阳极，发生氧化反应，电极a与电源正极相连，产生氢气的电极为电解池的阴极，电极b与电源负极相连，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜，最终在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和浓度大的氢氧化钠溶液；根据图示可知，太阳能电池作为电源，该装置是电解池，锂离子移向上面的电极，则可知上面的电极为阴极，发生还原反应：Li＋＋e—＝Li；下面的电极为阳极，发生氧化反应，据此分析。 （1）①电解饱和食盐水的化学方程式是：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；答案为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；②左室电极a应为阳极，接电源的正极；答案为：正；③a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，则离子交换膜为阳离子交换膜，允许Na＋(或Na＋、H＋)离子通过，答案为：阳离子；④电极b是阴极，电极反应为2H2O＋2e—＝H2↑+2OH－，同时Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，，a%＜b%或H＋放电，2H＋＋2e—＝H2↑，导致c(H＋)下降，促进水的电离平衡正向移动，c(OH－)增大，同时Na＋通过阳离子交换膜进入B极，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，a%＜b%；答案为：＜；电极b是阴极，电极反应为2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，同时Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，a%＜b%或H＋放电，2H＋＋2e—＝H2↑，导致c(H＋)下降，促进水的电离平衡正向移动，c(OH－)增大，同时Na＋通过阳离子交换膜进入B极，因此NaOH稀溶液转变为浓溶液，a%＜b%；（2）①生成锂单质的电极反应式是Li＋＋e—＝Li，答案为：Li＋＋e—＝Li；②生成O2的电极反应式是2H2O－4e—＝O2↑＋4H＋或4OH――4e—＝O2↑＋2H2O；故答案为：2H2O－4e—＝O2↑＋4H＋或4OH――4e—＝O2↑＋2H2O；氯气溶于水，Cl2与水反应，使氯气含量降低，故气体中未检测到Cl2；答案为：氯气溶于水，与水反应；阳极Cl－放电生成Cl2，检验Cl2的生成即可，Cl2可以氧化碘离子成为碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝；答案为：KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 � eq \o\ac(○,A)� � eq \o\ac(○,–)�� eq \o\ac(○,A)� a 溶液A 精制饱和食盐水 阳离子 交换膜 H2O(含少 量NaOH) 淡盐水 b Na+ $$第2讲 氯气的制备 2025届高三化学第一轮复习 第2讲 氯气的制备 世间最大的快乐，莫过于发现世人从未见过的新物质。——舍勒 复习目标 1．由氧化还原反应原理，认识Cl2的实验室制取和氯碱工业原理。 2．从原料、原理、装置、净化、尾气处理等方面认识氯气的实验室制备。 3．知道其他气体的实验室制备原理及装置的选择。 写出下列反应的方程式。 类型 离子方程式 化学方法 （寻找氧化剂） MnO2＋ Cl－＋ H＋＝____________________ ClO－＋ Cl－＋ H＋＝__________________ ClO3－＋ Cl－＋ H＋＝____________________ 电化学方法 NaCl____________ NaCl＋ H2O______________________________ 操作先后流程 安装仪器时 先下后上，先左后右 加入试剂时 先固后液 实验开始时 先检查装置的气密性，再加药品，后点酒精灯 净化气体时 一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气 防倒吸实验 往往是最后停止加热或停止通气 防氧化实验 往往是最后停止通气 气体净化装置 先洗气后干燥 洗气时 进气管长，出气管短 干燥管 大口进气，小口出气 粗盐的精制 海水―→粗盐(含Fe3＋、Mg2＋、Ca2＋、SO)溶解、过滤过滤蒸发结晶 其中，①依次加NaOH、BaCl2、Na2CO3或依次加___________________________或依次加_________________________________；②过滤后，在溶液中滴入______，调节溶液的pH＝7。 【问题解决1】 （2023·江苏）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 A.制取Cl2 B.除去Cl2中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2 氯气的实验室制备 离子方程式： _________________________________________ ①因浓盐酸有挥发性，制氯装置应使用_______________（仪器）并盖上玻璃塞 ②反应中盐酸表现了二重性：______性和______，其中被氧化的HCl占反应总量的____。 ③为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下，可采取的方法有：________________________________、二是在分液漏斗下端套一个小试管 基础知识 联想与拓展 阴离子氧化法：用强氧化性的物质（如MnO2、KMnO4等）将浓盐酸中的－1价的氯氧化。 用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂与浓盐酸反应 固＋液气 固＋液气(H2、CO2) 固＋固气 Cl2（HCl、水蒸气）Cl2 根据气体性质的不同 选择适当的方法 向上排空气法或排____________法 收集方法的选择与气体密度、溶解性及在空气中的稳定性等有关 用NaOH溶液吸收，离子方程式为： Cl2＋ OH－＝___________________________ 根据有害气体的性质，常用点燃转化、试剂吸收、气球收集等处理方式。 ①用湿润的_________试纸：试纸变蓝色 ③根据氯气的颜色判断：瓶中是否______色气体 根据气体的颜色或化学性质判断 温馨提醒 ①加热方式为____热，滴加浓盐酸不能过快，减少HCl挥发 ②必须用浓盐酸，稀盐酸不反应 ③实验结束后，先停止反应并排出残留的Cl2，再拆装置，以免污染空气 ④澄清石灰水中含Ca(OH)2量少，不能用来吸收尾气 （2024·无锡、常州、苏州、镇江等第2次联考）实验小组利用如图所示装置制备氯酸钠。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氯气 B．用装置乙处理余氯 C．用装置丙除去氯化氢 D．用装置戊检验氯气 【问题解决2】 气体 实验室制备方程式 发生装置 收集装置 H2 ______________________________ ______ _________ O2 2KClO32KCl＋3O2↑ ___ ⑤⑥⑧ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ __________________ ② Cl2 MnO2＋4HCl(浓)_________________________ ___ ______ 2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O ___ SO2 Na2SO3＋H2SO4＝__________________ ② ______ CO2 CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O ______ _________ NH3 ___________________________________ ① ⑦⑨ NH3·H2O_______________ ② NH3·H2O＋CaO＝Ca(OH)2＋NH3↑ ② NO 3Cu＋8HNO3(稀)＝ __________________________ ___ ___ NO2 Cu＋4HNO3(浓)＝________________________ ___ ___ 常见气体的实验室制备 气体实验装置的设计 装置顺序 制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置 安装顺序 由下向上，从左向右 操作顺序 装配仪器→检验气密性→加入药品（先___后___） 常见的实验装置分类 气体 发生装置 包括固—固反应、固—液反应、液—液反应装置及一些简易装置如：水蒸气、乙醇蒸汽发生器等 安全装置 包括常见的缓冲瓶和安全瓶（防倒吸） 收集装置 排空气、排水、排其他液体，排水且量气的装置，还有收集液体的冷水冷凝、流水冷凝等 后继反应装置 比如产生的氯气和铝反应等 吸收装置 包括尾气吸收(注意洗气瓶、干燥管的使用)，特别提醒：有时将洗气瓶和干燥管接在装置的末端以阻止空气中的二氧化碳及水蒸气侵入反应体系 气体的净化与干燥 气体洗涤装置 液体干燥剂 固体干燥剂 净化 常见干燥剂 浓硫酸 碱石灰 无水CaCl2 P2O5 加热时用固体 除去气体中的气体杂质 不能干燥气体 ____________ _________ ______ NH3 如用灼热铜除去N2中O2等 （2023·北京高三清华附中校考阶段练习）实验室制备下列气体所选用的发生装置、制备试剂和除杂试剂均正确的是 选项 气体 发生装置 制备试剂 除杂试剂 A NH3 a NH4Cl Ca(OH)2 碱石灰 B Cl2 c MnO2 浓盐酸 NaOH溶液 浓硫酸 C CO2 b 大理石 稀硫酸 浓硫酸 D C2H2 b 电石 饱和食盐水 NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 【问题解决3】 （2023·青海西宁高二校考期末）用石墨电极完成如图电解实验，下列对实验现象的描述或解释不合理的是 A．a处试纸变蓝 B．b处变红 C．c处：Fe－2e－＝Fe2＋ D．d处：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 氯气的工业制备 电解饱和食盐水 （氯碱工业） 阳极电极反应式 ________________________________________ 装置图 阴极电极反应式 ________________________________________ 实验现象 铁棒加入酚酞试液后溶液呈___色 b极生成的气体能使湿润的KI淀粉试纸变___色 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 离子方程式 ______________________________ 电解熔融的氯化钠 化学方程式：________________________ 离子交换膜电解槽 电解槽：阴极——碳钢网，阳极——金属钛网、离子交换膜 离子交换摸：只允许Na＋通过，Cl－、OH－和气体不能通过，从而把电解槽隔为阴极室和阳极室，既防止H2和Cl2反应，又防止Cl2与NaOH反应。 食盐精制 溶解—→过滤—→BaCl2—→NaOH—→Na2CO3—→HCl （BaCl2务必在Na2CO3之前！） （2023·江苏南通如皋高二下学期期末）氯碱工业上可用如下图所示装置制取Cl2和NaOH溶液。下列说法正确的是 A．电极A可以使用铁电极 B．电极B上所发生的电极反应为：2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－ C．装置所使用的离子交换膜为阴离子交换膜 D．该装置工作时可将化学能转化为电能 1．（2023·北京通州高三统考期中）某小组同学用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气后，按照净化、收集、性质检验和尾气处理的顺序进行实验，下列装置不能达到实验目的的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 2．（2023·镇江高三期末）某实验小组利用以下装置制备少量的氯气，并检验氯气的性质。实验过程中 ，下列说法正确的是 A．参与反应的HCl全部被氧化为Cl2 B．发生的所有反应均是氧化还原反应 C．观察到淀粉－KI试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性 D．湿润的pH试纸变红，干燥的pH试纸不变色 3．（2023·浙江嘉兴高二统考期末）ClO2是一种广谱、安全和高效的消毒剂。目前开发出一定条件下用电解法制取ClO2的新工艺，简易装置如图所示。下列说法不正确的是 A．X接电源的负极 B．H＋由A室迁移至B室 C．产生ClO2的电极反应式Cl－－5e—＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋ D．阴极产生的气体体积为448 mL(标准状况)时，通过质子交换膜的H＋数目为0.04NA 4．（2023·江苏苏州高三统考阶段练习）利用NaClO＋2HCl(浓)＝NaCl＋Cl2↑＋H2O制备Cl2，下列装置能达到实验目的的是 A．制备氯气 B．除去氯气中少量HCl C．干燥氯气 D．收集氯气 5．实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是 A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性 B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2 C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2 D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水 6．（2023·扬州模拟）KMnO4是一种常用的氧化剂，某实验小组利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略)。下列说法错误的是 已知：K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO＋2H2O＝2MnO＋MnO2↓＋4OH－。 A．试剂X可以是漂白粉或KClO3 B．装置连接顺序是c→a→b→e→d→f C．装置C中每生成1 mol KMnO4，消耗0.5 mol Cl2 D．若去掉装置A，会导致KMnO4产率降低 7．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．溶液A的溶质是NaOH B．阴极附近溶液pH升高 C．气体a为氯气，其电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑ D．与产生气体b的电极相连的是电源的正极 8．（2023·河北张家口高三河北省尚义县第一中学校联考阶段练习）下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2，下列有关说法错误的是 A．装置甲制取NO气体存在设计缺陷，将长颈漏斗改为分液漏斗 B．装置乙收集NO气体时气流应短进长出 C．装置丙进行NO的尾气处理时通入足量氧气可保证尾气吸收充分 D．装置丁蒸干溶液可获得Cu(NO3)2固体 9．（2023·北京海淀统考二模）利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去) 选项 气体 试剂I 试剂II 试剂Ⅲ A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 B CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 C SO2 浓硝酸 Na2SO3(s) 饱和NaHSO3溶液 D C2H4 浓硫酸 C2H5OH(1) KMnO4酸性溶液 A．A B．B C．C D．D 10．（2023·北京丰台区高二上学期期中）电解是海水资源综合利用的重要手段。 （1）电解饱和食盐水的原理如图所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是_____________________________________________________。 ②电极a接电源的_______(填“正”或“负”)极。 ③离子交换膜是_______交换膜(填阳离子或阴离子)。 ④已知水的电离过程可表示为：H2OH＋＋OH－，图中NaOH溶液质量分数大小关系为a%_______b%(填“＞”、“＝”或“＜”)，结合电极反应解释原因：_______________________________________________________________________________。 （2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 ①生成锂单质的电极反应式是____________________________。 ②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。 ⅰ．生成O2的电极反应式是____________________________。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能原因_______________________________。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl－放电。实验所用的试剂及现象是__________________________________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 � eq \o\ac(○,A)� � eq \o\ac(○,–)�� eq \o\ac(○,A)� a 溶液A 精制饱和食盐水 阳离子 交换膜 H2O(含少 量NaOH) 淡盐水 b Na+ $$