专题3 第1单元 第1课时 氯气的发现与制备（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第一单元　氯气及氯的化合物 第1课时　氯气的发现与制备 [学习目标] 1．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 2．学会实验室制氯气的方法，通过分析、推理、设计实验并完成实验。 [对应学生用书P60] 知识点一　氯气的实验室制法 1．反应原理 实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液气 (2)发生装置所用仪器的名称为__分液漏斗、圆底烧瓶__。 (3)装置C的作用是__除去Cl2中少量的HCl气体__。 (4)装置D的作用是__干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)__。 3．收集方法 (1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。 (2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。 4．尾气处理 (1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是__NaOH溶液__。 (2)该液体的作用是__吸收过量的氯气，防止污染环境__。 1．在反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，若所用浓盐酸中含有146 g HCl，跟足量MnO2充分反应时，能否生成71 g Cl2? 提示　由于MnO2只能与浓盐酸反应，但随着反应的进行盐酸浓度会越来越小，当变为稀盐酸时，反应就自行停止了，所以盐酸一定会有剩余，则146 g HCl不能完全反应，则生成的Cl2一定少于71 g。 2．如何检验氯气已经收集满？ 提示　将湿润的淀粉­KI试纸放在集气瓶瓶口，若湿润的淀粉­KI试纸变蓝，则证明氯气已收集满。 1．稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。 2．制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。 3．尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中Ca(OH)2含量少，吸收不完全。 4．实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。 1．某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(　　) A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗 B．①中缺少加热装置 C．②中盛放的NaOH溶液可以净化氯气 D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气 解析　①中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；②中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确。 答案　C 2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2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 解析　由化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，87 g MnO2可以与146 g HCl反应，但是由于稀盐酸与MnO2不反应，所以含有4 mol HCl的浓盐酸不能与MnO2完全反应。 答案　B MnO2与盐酸反应特点 (1)浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，被氧化的Cl－为参加反应HCl的。 (2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。 知识点二　氯气的工业制法 1．仪器装置 2．实验现象与分析 (1)接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通过一段时间后，将小试管套在a管上，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。 (2)取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集的气体的颜色。 (3)关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液颜色的变化。 实验分析： 实验现象 结论 ① __出现爆鸣声__ __a管中气体为氢气__ ② __产生黄绿色的气体__ __B管中气体为氯气__ ③ __铁棒端溶液变红，石墨棒端溶液不变色__ __U形管左端溶液显碱性，U形管右端溶液不显碱性__ 根据实验现象推断， ①电解饱和食盐水化学方程式：　2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑　。 ②与电源正极相连的电极(阳极)上产生__氯__气；与电源负极相连的电极(阴极)上产生__氢__气。 两电极产生的气体体积比为__1∶1__；b端通入氢氧化钠溶液的目的是__吸收多余的氯气__。 ③电解食盐水除了得到氯气以外，还能得到__氢氧化钠__。人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱(NaOH)等产品的工业称为__氯碱工业__，它是目前化学工业的重要支柱之一。 工业上电解熔融的氯化钠是制氯气吗？ 提示　工业上电解饱和食盐水制氯气，电解熔融的氯化钠是制取金属钠。 1．下图为电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是(　　) A．装置中，a导管导出的气体为氢气 B．b导管导出的气体为氯气 C．以食盐水为基础原料制氯气等产品的工业称为“氯碱工业” D．在石墨棒电极区域滴入酚酞试液，溶液会变红 解析　铁棒电极与电源的负极相连，为阴极，其区域产生氢氧化钠和氢气；石墨棒电极与电源的正极相连，为阳极，其区域产生氯气，不产生碱性物质；A、B、C正确，D错误。 答案　D 2．下列关于“氯碱工业”的说法中错误的是(　　) A．“氯碱工业”是以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业 B．根据“氯碱工业”原理分析，若电解饱和氯化钾溶液，发生的反应为2KCl＋2H2O2KOH ＋ Cl2↑＋H2↑ C．“氯碱工业”产生两种气体，一种是无色的，一种是黄绿色的 D．“氯碱工业”的主要产品是纯碱 解析　工业上电解饱和食盐水制氯气，同时生成氢氧化钠和氢气，A正确；根据电解饱和食盐水的实验，可以推导出电解饱和氯化钾溶液，在阴极区(与负极相连)产生氢氧化钾和氢气，在阳极区(与正极相连)产生氯气，B正确；产生的氢气是无色的，氯气是黄绿色的，C正确；“氯碱工业”的主要产品中有氯气、氢氧化钠和氢气，没有纯碱，D错误。 答案　D [对应学生用书P62] 1．下列物质中，可以用来除去Cl2中的水蒸气的是(　　) ①碱石灰　②浓硫酸　③无水CaCl2　④固体烧碱 A．①②　　　　　　 B．①③④ C．②③ D．①②③④ 答案　C 2．实验室制取氧气的试管壁上粘附有MnO2，除去粘附的MnO2可用的试剂是(　　) A．蒸馏水 B．KOH溶液 C．稀盐酸 D．热的浓盐酸 答案　D 3．实验室中常用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气。下列收集氯气的装置正确的是(　　) 答案　C 4．实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气时，有14.6 g氯化氢被氧化，所得Cl2在标准状况下体积是(　　) A．8.96 L B．2.24 L C．3.36 L D．4.48 L 答案　D 5．某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，他们设计了下图所示的实验装置： 请回答下列问题： (1)整套实验装置的连接顺序是f接(　　)，(　　)接(　　)，(　　)接(　　)(填各接口处的字母代号)。 (2)E装置中制取氯气反应的化学方程式是___________________________。 (3)B装置的作用是____________；A装置中试剂X是________________。 (4)C装置中可观察到的现象是_______________________________，D装置中可观察到的现象是___________________________。 答案　(1)a　b　e　d　c (2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)干燥Cl2　饱和食盐水 (4)溶液变蓝色　溶液红色逐渐褪去 学科网（北京）股份有限公司 $$