3.1 氯气及氯的化合物（第1课时）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第一册）

专题3 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时 氯气的发现和制备 1．知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。 2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 3．学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。 重点：氯气的实验室制法。 难点：氯气的实验室制法的原理及应用。 一、氯元素的发现 1．元素的存在形态 游离态：元素以________形式存在的状态。 化合态：元素以________形式存在的状态。 2．氯元素在自然界中的存在 在自然界中，氯元素全部以________的形式存在。 海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以________、________等氯化物的形式存在。 3．氯气的发现 1774年，瑞典化学家舍勒将________与________混合加热，意外的产生一种具有强烈________气味的________气体。 1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种气体，并将其命名为氯气。 二、氯气的实验室制法 1．反应原理 实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式： ________________________________________________。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：________________________。 (2)发生装置所用仪器的名称为________________________。 3．收集方法 用________排空气法，理由是________________________________。 4．尾气处理 烧杯内盛放的液体是____________，其作用是________________________________。 【名师点拨】氯气的实验室制法 1．化学原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 2．实验装置： (1)制备装置：粉末状固体＋液体气体。 (2)除杂装置：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。 (3)收集装置 验满：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体 ②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色) (4)吸收装置： 烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 3．实验步骤： 实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计： ①发生装置―→②净化装置―→③收集装置―→④尾气吸收装置。 固＋液气除去HCl除去H2O―→向上排空气集气法―→NaOH溶液吸收。 实验装置如下图所示： 【易错提醒】 (1)实验室制取氯气要用浓盐酸反应，稀盐酸不能与MnO2等物质反应产生氯气，因此盐酸足量时，MnO2能完全反应，但MnO2足量时，盐酸不能完全反应。 (2)氯气中的杂质气体是HCl(盐酸挥发产生)和水蒸气，要得到干燥的氯气要先用饱和食盐水吸收HCl气体，再用浓硫酸等干燥剂干燥。 (3)由于盐酸易挥发，为了减少盐酸的挥发，实验过程中应慢慢加入浓盐酸，不要一次性加入盐酸，加热时用小火慢慢加热。 (4)饱和食盐水的作用时吸收氯气中混有的HCl气体，同时降低氯气在水中的溶解度。 (5)吸收氯气的尾气要用NaOH溶液，不能用饱和石灰水。 三、氯气的工业制法 1．实验探究——模拟工业制备氯气 (1)实验过程 按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。 ①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，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，观察收集到的气体的颜色。 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，观察溶液的颜色。 (2)现象与推理 实验现象 结论 ① ② ③ (3)实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是________________________。 2．氯碱工业 (1)工业制取氯气的反应原理：________________________。 (2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取________________等产品的工业。 【名师点拨】氯气的工业制法 1．反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．产物的检验： H2：快速收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，松开拇指，可听到爆鸣声。 Cl2：使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 NaOH：滴入酚酞试液，溶液变红。 3．实验现象及结论 实验现象 结论 铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生 通电后有新的气体物质生成 铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色 有碱性物质(NaOH)生成 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声 有氢气生成 用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)海水中蕴含大量的氯元素，全部以化合态的形式存在( ) (2)在自然界中氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水中( ) (3)由于氯元素在自然界中存在很广，因而氯气很容易被发现( ) (4)实验室制备氯气的发生装置主要有铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、长颈漏斗( ) (5)收集氯气时，可通过观察集气瓶中是否充满黄绿色，判断是否收集满( ) (6)Cl2尾气可用饱和的澄清石灰水吸收处理( ) (7)MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2( ) (8)实验室用400 mL 10 mol·L－1的浓盐酸与足量MnO2反应可制得的Cl2的分子数为NA( ) (9)电解饱和食盐水时，在与电源正极、负极相连的电极上得到的气体体积比为1∶1( ) (10)电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸( ) (11)与电源正极相连的电极区有NaOH生成( ) (12)若生成标准状况下11.2 L氯气，则生成NaOH的质量为40 g( ) 2．实验室制取纯净干燥的氯气的装置如图所示。 (1)仪器A的名称是________________，仪器B的名称是________________。 (2)仪器B中发生反应的化学方程式为：________________________________________________。 (3)饱和食盐水的作用是________________________；浓硫酸的作用是________________________。 (4)F中的液体是_____________，作用是________________________________。 3．在实验室制取氯气的实验中。 (1)为了减少盐酸的挥发，应采取哪些措施？ (2)若用足量 MnO2与含4molHCl的浓盐酸充分反应，理论上产生的Cl2________1mol(填“>”、“=”或“<”)。 (3)实验室可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等代替MnO2与浓盐酸反应制取氯气，反应在常温下进行，请写出KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式________________________________________________。 4．某实验兴趣小组利用如图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题： (1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________。 (2)a为电源的________(填“正”或“负”)极；D中收集的气体是________。 (3)C试管盛放__________溶液检测产物。溶液中A电极附近的现象为______________________________。 ►问题一 氯气的实验室制法 【典例1】下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。 (1)烧杯中盛放的液体是________，其作用是____________________，水槽中盛放的液体是________。 (2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应__________________________；当氯气纯度合乎要求时，应_________________；当氯气收集完毕时，应_____________________。 【解题必备】氯气的实验室制取流程及相应原理 【变式1-1】在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气，制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗，下列有关理由叙述错误的是(　　) A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量 C．长颈漏斗便于添加液体 D．尽量避免氯化氢挥发到空气中 【变式1-2】为了在实验室制得干燥而纯净的氯气，正确的净化顺序是(　　) A．第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙 B．第一步通过浓硫酸，第二步通过饱和食盐水 C．第一步通过饱和食盐水，第二步通过浓硫酸 D．第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸 ►问题二 氯气的工业制法 【典例2】下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是(　　) A．电解产物为氯气和钠 B．电解过程中能产生黄绿色气体 C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色 D．用排水法可以收集到较纯净的氢气 【解题必备】氯气生产的化学原理 (1)电解装置和现象 (2)电解产物的验证 实验操作 实验现象 实验结论 试管移近酒精灯以后，发出“噗”的响声(或爆鸣声) 与电源负极相连的铁棒上逸出氢气 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气 溶液颜色变红 左管溶液中有__NaOH产生 (3)电解原理 电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 【变式2-1】某同学利用如图所示装置电解饱和食盐水，他在导气管b处收集到的气体不具有的特征是(　　) A．呈黄绿色 B．有毒 C．密度小于空气 D．刺激性气味 【变式2-2】下列装置中验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨，Cl2能使淀粉­KI溶液变蓝)(　　) 1．下列关于氯的说法不正确的是(　　) A．氯元素在自然界中存在游离态，只是量极少 B．实验室制备Cl2可用排饱和食盐水法收集 C．氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体 D．氯是重要的“成盐元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中 2．许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　) A．氯、溴 B．钠、镁 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 3．下列关于实验室用二氧化锰制取氯气的叙述不正确的是(　　) A．二氧化锰与浓盐酸共热 B．缓慢加热反应 C．用向下排空气法收集氯气 D．多余的氯气常用较浓的碱液吸收 4．工业上电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2相同的原理是(　　) A．都是将负价的氯转变为零价的氯 B．都是将正价的氯转变为零价的氯 C．都是复分解反应 D．都是置换反应 5．下列关于氯气制备原理的说法中不正确的是(　　) A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体 B．工业上制取氯气的原料是饱和食盐水 C．实验室制法和工业制法的反应实质是相同的 D．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高 6．将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)(　　) A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol C．在0.3～0.6 mol之间 D．以上结论均不正确 7．用惰性电极电解未精制的饱和食盐水，食盐水装在U形管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是(　　) A．碳酸镁 B．硫酸钡 C．氢氧化镁 D．碳酸钡 8．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。用如图所示的实验装置(夹持及加热装置已省略)来制备纯净、干燥的氯气，并探究它与金属的反应。每个虚线框表示一个装置单元，其中有错误的是(　　) A．①和②处 B．②处 C．②和③处 D．②③④处 9．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 10．某研究性学生小组设计了用氧化浓盐酸的方法制取氯气的实验，其实验装置如下图： (1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式：___________________________________。 (2)如果将过量的二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要的原因有①____________________________；②_____________________________。 (3)L的作用是_____________________；B的作用是______________________。 (4)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是________________________________________。 1．电解溶质质量分数为26%的饱和食盐水100 g，生成0.1 mol H2后，溶液中NaOH的质量分数是(　　) A．8.02% B．8.00% C．8.63% D．8.61% 2．下图是用KClO3与浓盐酸反应制取氯气的简易装置。下列说法正确的是(　　) A．A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、二氧化锰等代替 B．装置A发生反应的方程式为KClO3＋6HCl(浓)===3Cl2↑＋KCl＋3H2O C．待没有气泡产生后，向A中加入足量AgNO3，根据沉淀质量可求出剩余盐酸的量 D．装置B盛放的是饱和食盐水，目的为除去HCl 3．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙分离未反应的二氧化锰和氯化锰溶液 D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O 4．氯碱工厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 依据上图，回答下列问题： (1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上产生的气体的颜色为______________，与电源负极相连的电极附近，溶液的碱性变化是_______。 (2)工业食盐含CaCl2、MgCl2等杂质，精制过程发生反应的化学方程式为______________________________、______________________________________________。 (3)如果粗盐中SO含量较多，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是________(填字母，下同)。 A．Ba(OH)2　　 B．Ba(NO3)2　　 C．BaCl2 (4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为______________。 A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3 5．请用如图所示仪器，设计一个电解饱和食盐水并测定电解时产生的H2的体积和检验Cl2的实验装置(提示：Cl2可与KI反应生成I2，淀粉遇I2变蓝)。 (1)所选仪器连接时，各接口的顺序是A→_____→______→______；B→_____→______→_____(填字母)。 (2)证明产物是Cl2的实验现象是_________________________________________________。 (3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时 氯气的发现和制备 1．知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。 2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 3．学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。 重点：氯气的实验室制法。 难点：氯气的实验室制法的原理及应用。 一、氯元素的发现 1．元素的存在形态 游离态：元素以单质形式存在的状态。 化合态：元素以化合物形式存在的状态。 2．氯元素在自然界中的存在 在自然界中，氯元素全部以化合态的形式存在。 海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。 3．氯气的发现 1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。 1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种气体，并将其命名为氯气。 二、氯气的实验室制法 1．反应原理 实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 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．收集方法 用向上排空气法，理由是氯气与空气不反应且密度比空气的大。 4．尾气处理 烧杯内盛放的液体是NaOH溶液，其作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 【名师点拨】氯气的实验室制法 1．化学原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 2．实验装置： (1)制备装置：粉末状固体＋液体气体。 (2)除杂装置：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。 (3)收集装置 验满：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体 ②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色) (4)吸收装置： 烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 3．实验步骤： 实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计： ①发生装置―→②净化装置―→③收集装置―→④尾气吸收装置。 固＋液气除去HCl除去H2O―→向上排空气集气法―→NaOH溶液吸收。 实验装置如下图所示： 【易错提醒】 (1)实验室制取氯气要用浓盐酸反应，稀盐酸不能与MnO2等物质反应产生氯气，因此盐酸足量时，MnO2能完全反应，但MnO2足量时，盐酸不能完全反应。 (2)氯气中的杂质气体是HCl(盐酸挥发产生)和水蒸气，要得到干燥的氯气要先用饱和食盐水吸收HCl气体，再用浓硫酸等干燥剂干燥。 (3)由于盐酸易挥发，为了减少盐酸的挥发，实验过程中应慢慢加入浓盐酸，不要一次性加入盐酸，加热时用小火慢慢加热。 (4)饱和食盐水的作用时吸收氯气中混有的HCl气体，同时降低氯气在水中的溶解度。 (5)吸收氯气的尾气要用NaOH溶液，不能用饱和石灰水。 三、氯气的工业制法 1．实验探究——模拟工业制备氯气 (1)实验过程 按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。 ①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，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，观察收集到的气体的颜色。 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，观察溶液的颜色。 (2)现象与推理 实验现象 结论 ① 出现爆鸣声 a管中的气体为氢气 ② 产生黄绿色的气体 b管中的气体为氯气 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，右端溶液不显碱性 (3)实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。 2．氯碱工业 (1)工业制取氯气的反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 (2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。 【名师点拨】氯气的工业制法 1．反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．产物的检验： H2：快速收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，松开拇指，可听到爆鸣声。 Cl2：使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 NaOH：滴入酚酞试液，溶液变红。 3．实验现象及结论 实验现象 结论 铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生 通电后有新的气体物质生成 铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色 有碱性物质(NaOH)生成 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声 有氢气生成 用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)海水中蕴含大量的氯元素，全部以化合态的形式存在(√) (2)在自然界中氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水中(√) (3)由于氯元素在自然界中存在很广，因而氯气很容易被发现(×) (4)实验室制备氯气的发生装置主要有铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、长颈漏斗(×) (5)收集氯气时，可通过观察集气瓶中是否充满黄绿色，判断是否收集满(√) (6)Cl2尾气可用饱和的澄清石灰水吸收处理(×) (7)MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2(×) (8)实验室用400 mL 10 mol·L－1的浓盐酸与足量MnO2反应可制得的Cl2的分子数为NA(×) (9)电解饱和食盐水时，在与电源正极、负极相连的电极上得到的气体体积比为1∶1(√) (10)电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸(√) (11)与电源正极相连的电极区有NaOH生成(×) (12)若生成标准状况下11.2 L氯气，则生成NaOH的质量为40 g(√) 2．实验室制取纯净干燥的氯气的装置如图所示。 (1)仪器A的名称是分液漏斗，仪器B的名称是圆底烧瓶。 (2)仪器B中发生反应的化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (3)饱和食盐水的作用是除去Cl2中少量的HCl气体；浓硫酸的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。 (4)F中的液体是NaOH溶液，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 3．在实验室制取氯气的实验中。 (1)为了减少盐酸的挥发，应采取哪些措施？ ①用小火慢慢加热；②用分液漏斗慢慢滴加盐酸。 (2)若用足量 MnO2与含4molHCl的浓盐酸充分反应，理论上产生的Cl2<1mol(填“>”、“=”或“<”)。 (3)实验室可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等代替MnO2与浓盐酸反应制取氯气，反应在常温下进行，请写出KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 4．某实验兴趣小组利用如图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题： (1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________。 (2)a为电源的________(填“正”或“负”)极；D中收集的气体是________。 (3)C试管盛放__________溶液检测产物。溶液中A电极附近的现象为______________________________。 答案　(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)负　氢气(或H2) (3)淀粉碘化钾(其他合理答案均可)　有气泡产生，溶液由无色变为红色 解析　电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极，A电极上除了有氢气生成外，溶液中还生成NaOH，所以遇酚酞变红。b为电源的正极，B电极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。 ►问题一 氯气的实验室制法 【典例1】下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。 (1)烧杯中盛放的液体是________，其作用是____________________，水槽中盛放的液体是________。 (2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应__________________________；当氯气纯度合乎要求时，应_________________；当氯气收集完毕时，应_____________________。 答案　(1)NaOH溶液　吸收多余的Cl2　饱和食盐水 (2)打开B夹，关闭A夹　打开A夹，关闭B夹　打开B夹，关闭A夹 解析　用饱和食盐水可洗去Cl2中混有的HCl，又使Cl2损失较少，故可用排饱和食盐水法收集Cl2。处理制Cl2的尾气最好的试剂是强碱溶液。 【解题必备】氯气的实验室制取流程及相应原理 【变式1-1】在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气，制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗，下列有关理由叙述错误的是(　　) A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量 C．长颈漏斗便于添加液体 D．尽量避免氯化氢挥发到空气中 答案　C 解析　用分液漏斗既可防止氯化氢气体和氯气挥发，污染环境，同时又可控制滴加盐酸的量和快慢，从而控制反应速率，提高盐酸的利用率。 【变式1-2】为了在实验室制得干燥而纯净的氯气，正确的净化顺序是(　　) A．第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙 B．第一步通过浓硫酸，第二步通过饱和食盐水 C．第一步通过饱和食盐水，第二步通过浓硫酸 D．第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸 答案　C 解析　实验室制取的氯气中通常含有HCl和H2O(g)，结合氯气的性质可知先通过饱和食盐水除HCl，再通过浓硫酸除水蒸气。 ►问题二 氯气的工业制法 【典例2】下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是(　　) A．电解产物为氯气和钠 B．电解过程中能产生黄绿色气体 C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色 D．用排水法可以收集到较纯净的氢气 答案　A 解析　电解熔融的NaCl才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(钠的工业制法)，A项错误。 【解题必备】氯气生产的化学原理 (1)电解装置和现象 (2)电解产物的验证 实验操作 实验现象 实验结论 试管移近酒精灯以后，发出“噗”的响声(或爆鸣声) 与电源负极相连的铁棒上逸出氢气 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气 溶液颜色变红 左管溶液中有__NaOH产生 (3)电解原理 电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 【变式2-1】某同学利用如图所示装置电解饱和食盐水，他在导气管b处收集到的气体不具有的特征是(　　) A．呈黄绿色 B．有毒 C．密度小于空气 D．刺激性气味 答案　C 解析　电解饱和食盐水时，Cl－在与电源正极相连的碳棒上转化为Cl2，该气体的密度大于空气。 【变式2-2】下列装置中验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨，Cl2能使淀粉­KI溶液变蓝)(　　) 答案　D 解析　向下排空气法收集的是氢气，故电源的左端是负极，右端是正极，A、C错误；淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生，氢氧化钠溶液不能验证Cl2的产生，B错误、D正确。 1．下列关于氯的说法不正确的是(　　) A．氯元素在自然界中存在游离态，只是量极少 B．实验室制备Cl2可用排饱和食盐水法收集 C．氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体 D．氯是重要的“成盐元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中 答案　A 解析　氯元素在自然界中只以化合态存在，A项错误；Cl2难溶于饱和食盐水，可用排饱和食盐水法收集，B项正确；氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，故C正确；氯元素主要以NaCl的形式存在，故D正确。 2．许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　) A．氯、溴 B．钠、镁 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 答案　D 解析　海水中，氯元素、溴元素、钠元素、镁元素均以化合物的形式存在，要想获得其单质，必须要经过化学变化，A、B错误；C项中NaOH、H2均可通过电解饱和食盐水获得，为化学变化；只有D项中食盐可通过蒸发、淡水可通过蒸馏获得，属于物理变化。 3．下列关于实验室用二氧化锰制取氯气的叙述不正确的是(　　) A．二氧化锰与浓盐酸共热 B．缓慢加热反应 C．用向下排空气法收集氯气 D．多余的氯气常用较浓的碱液吸收 答案　C 解析　氯气的密度比空气大，应选择向上排空气法收集。 4．工业上电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2相同的原理是(　　) A．都是将负价的氯转变为零价的氯 B．都是将正价的氯转变为零价的氯 C．都是复分解反应 D．都是置换反应 答案　A 5．下列关于氯气制备原理的说法中不正确的是(　　) A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体 B．工业上制取氯气的原料是饱和食盐水 C．实验室制法和工业制法的反应实质是相同的 D．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高 答案　D 解析　电解饱和食盐水制氯气时，Cl－在与电源正极相连的碳棒上转化为Cl2，A项正确；浓盐酸具有挥发性，实验室制取氯气时应缓缓加热以减少氯化氢的损失，D项错误。 6．将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)(　　) A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol C．在0.3～0.6 mol之间 D．以上结论均不正确 答案　C 解析　本题易错之处在于没有考虑到盐酸浓度降低到一定程度后，MnO2与HCl不再继续反应，因而错选A。由题意可知n(HCl)＝0.6 mol，根据化学方程式MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可判断出MnO2过量。若0.6 mol HCl完全反应，则有0.3 mol HCl被氧化，反应后的溶液中存在0.3 mol Cl－，加入足量AgNO3溶液生成0.3 mol AgCl。但随着反应的进行，盐酸的浓度减小，而稀盐酸与MnO2不反应，所以实际被氧化的HCl的物质的量必然小于0.3 mol，即反应后溶液中存在的Cl－的物质的量大于0.3 mol，故加入足量AgNO3溶液产生的AgCl的物质的量大于0.3 mol且小于0.6 mol，C项正确。 7．用惰性电极电解未精制的饱和食盐水，食盐水装在U形管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是(　　) A．碳酸镁 B．硫酸钡 C．氢氧化镁 D．碳酸钡 答案　C 解析　食盐中含有Ca2＋、Mg2＋等离子，Mg2＋与电解产生的OH－作用产生Mg(OH)2沉淀。 8．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。用如图所示的实验装置(夹持及加热装置已省略)来制备纯净、干燥的氯气，并探究它与金属的反应。每个虚线框表示一个装置单元，其中有错误的是(　　) A．①和②处 B．②处 C．②和③处 D．②③④处 答案　D 解析　①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是氯气与金属反应的装置。氯气可与NaOH溶液反应，除去氯气中的氯化氢气体应用饱和食盐水，所以②处错误；③中干燥气体时，应长导管进气，短导管出气，所以③处错误；④中未反应的气体不断增加会使容器因内部压强过大而发生爆炸，所以④处错误。 9．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。 10．某研究性学生小组设计了用氧化浓盐酸的方法制取氯气的实验，其实验装置如下图： (1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式：___________________________________。 (2)如果将过量的二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要的原因有①____________________________；②_____________________________。 (3)L的作用是_____________________；B的作用是______________________。 (4)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是________________________________________。 答案　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ (2)①反应中随着HCl的消耗，盐酸变稀，稀盐酸不能与MnO2反应　②加热时有部分HCl挥发而损失 (3)恒压条件下确保浓盐酸顺利滴加　利用Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的性质来贮存Cl2 (4)将浓盐酸慢慢滴下；加热时用小火慢慢加热等 解析　实验室制取Cl2时，使用浓盐酸和MnO2加热的反应，随着反应进行，浓盐酸变稀，反应停止；另外浓盐酸挥发，也导致其浓度降低，因此为防止浓盐酸挥发，可将浓盐酸慢慢滴下，同时用小火慢慢加热。 1．电解溶质质量分数为26%的饱和食盐水100 g，生成0.1 mol H2后，溶液中NaOH的质量分数是(　　) A．8.02% B．8.00% C．8.63% D．8.61% 解析　根据方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得： m(NaOH)＝0.2 mol×40 g·mol－1＝8 g， m(H2)＝0.1 mol×2 g·mol－1＝0.2 g， m(Cl2)＝0.1 mol×71 g·mol－1＝7.1 g。 w(NaOH)＝×100%≈8.63%。 答案　C 2．下图是用KClO3与浓盐酸反应制取氯气的简易装置。下列说法正确的是(　　) A．A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、二氧化锰等代替 B．装置A发生反应的方程式为KClO3＋6HCl(浓)===3Cl2↑＋KCl＋3H2O C．待没有气泡产生后，向A中加入足量AgNO3，根据沉淀质量可求出剩余盐酸的量 D．装置B盛放的是饱和食盐水，目的为除去HCl 答案　B 解析　用浓盐酸和高锰酸钾、重铬酸钾均能发生反应，但浓盐酸与二氧化锰在常温下不反应，因此不能使用该装置，A项错误；用KClO3与浓盐酸反应，生成氯化钾、氯气和水，反应方程式为：KClO3＋6HCl(浓)===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，B项正确；反应得到的产物为KCl，向其中加入足量的AgNO3，生成AgCl，如盐酸过量，与AgNO3反应也生成沉淀，因此不能利用沉淀质量可求出剩余盐酸的量，C项错误；B装置用于收集氯气，D项错误。 3．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙分离未反应的二氧化锰和氯化锰溶液 D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O 答案　C 解析　二氧化锰与浓盐酸需要在加热的条件下反应制取氯气，A不正确；用装置乙除去氯气中的少量氯化氢应该用饱和氯化钠溶液，且气体应从长导管进短导管出，B不正确；二氧化锰不溶于水，因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤，装置丙是过滤装置，C正确；溶液蒸干后不会带有结晶水，D不正确。 4．氯碱工厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 依据上图，回答下列问题： (1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上产生的气体的颜色为______________，与电源负极相连的电极附近，溶液的碱性变化是_______。 (2)工业食盐含CaCl2、MgCl2等杂质，精制过程发生反应的化学方程式为______________________________、______________________________________________。 (3)如果粗盐中SO含量较多，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是________(填字母，下同)。 A．Ba(OH)2　　 B．Ba(NO3)2　　 C．BaCl2 (4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为______________。 A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3 答案　(1)黄绿色　碱性增强　(2)CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl　MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl　(3)AC　(4)BC 解析　根据流程图可知按溶解、除杂、电解、精制等步骤进行。(3)如选用Ba(NO3)2则引入了NO杂质，在后续操作中很难除去。 5．请用如图所示仪器，设计一个电解饱和食盐水并测定电解时产生的H2的体积和检验Cl2的实验装置(提示：Cl2可与KI反应生成I2，淀粉遇I2变蓝)。 (1)所选仪器连接时，各接口的顺序是A→_____→______→______；B→_____→______→_____(填字母)。 (2)证明产物是Cl2的实验现象是_________________________________________________。 (3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为________。 答案　(1)G　F　H　D　E　C (2)淀粉-KI溶液变蓝 (3)0.01 mol·L－1 解析　(1)用排水法测量产生H2的体积，A接储气瓶的G，F接H，把水排入量筒内，用量筒测量排出的水量，以测定产生H2的体积。B接洗气瓶的D，E接C，生成的Cl2与洗气瓶中的KI反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，多余的Cl2用NaOH溶液吸收。(3)已知电解产生的H2的物质的量n(H2)＝＝2.5×10－4 mol，由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，n(NaOH)＝2n(H2)＝5.0×10－4 mol，则c(NaOH)＝＝0.01 mol·L－1。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$