2025届高三化学一轮复习 第5部分第2节《氯气的实验室制法及应用》 基础摸查+专项突破 讲义

第5部分第2节《氯气的实验室制法及应用》-2025届高考一轮复习~基础摸查+专项突破 基础摸查 【真题导入】 1．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(　　) 2．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。 回答下列问题： (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是__________，a中的试剂为__________。 (2)b中采用的加热方式是__________，c中化学反应的离子方程式是_____________________________________， 采用冰水浴冷却的目的是_________________。 (3)d的作用是______________，可选用试剂______(填标号)。 A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2 D．H2SO4 (4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，__________________，干燥，得到KClO3晶体。 (5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。 【考点陈列】 1．制取原理 H (浓) 完成下列有关反应的离子方程式： (1)MnO2和浓盐酸： ____________________________________。 (2)Ca(ClO)2与浓盐酸： ________________________________。 (3)KClO3与浓盐酸： ___________________________________。 (4)KMnO4与浓盐酸： _________________________________。 2．实验装置 思考　(1)如何用最简单的方法判断氯气已收集满？ ___________________________________________________________(2)实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，请解释用此方法收集氯气的原因。 ___________________________________________________________ 3．注意事项 (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)尾气处理时，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。 【考点专攻】 1．下列方法中，可制得Cl2的正确组合是(　　) ①MnO2和浓盐酸混合共热；②MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热； ③NaClO和浓盐酸混合；④K2Cr2O7和浓盐酸混合； ⑤KClO3和浓盐酸混合；⑥KMnO4和浓盐酸混合 A．①②⑥ B．②④⑥ C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥ 2．实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：①连好装置，检查装置气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。顺序排列正确的是(　　) A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 3．常温下，二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体，遇水易水解，工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．实验时需后点燃E处的酒精灯 B．C、D中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸 C．二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物为S、H2S、HCl D．G、H之间应加上D装置 4．便携式消毒除菌卡主要活性成分为亚氯酸钠(NaClO2)，通过与空气作用释放低浓度二氧化氯(ClO2)杀菌消毒从而起到防护效果。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下： 注：纯ClO2易分解爆炸，一般用空气稀释到10%以下。下列说法错误的是(　　) A．母液中含有的溶质有NaHSO4 B．氧化性：H2O2>ClO2>ClO C．发生器中鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸 D．吸收塔中温度不宜过高，否则会导致H2O2分解 5．某实验小组利用下图装置制取少量氯化铝，已知氯化铝熔、沸点都很低(178 ℃升华)，且易水解。下列说法中完全正确的一组是(　　) ①氯气中含的水蒸气和氯化氢可通过盛有苛性钠的干燥管除去；②装置Ⅰ中充满黄绿色气体后，再加热盛有铝粉的硬质玻璃管；③装置Ⅱ是收集装置，用于收集氯化铝；④装置Ⅲ可盛放碱石灰也可盛放无水氯化钙，二者的作用相同；⑤a处使用较粗的导气管实验时更安全 A．①② B．②③⑤ C．①④ D．③④⑤ 6．已知FeCl3呈棕红色、易潮解，100 ℃左右时升华。 某化学实验小组利用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，并设计(Ⅰ)和(Ⅱ)两套不同的收集方案。 (1)B中反应的离子方程式为_________________________________。 (2)(Ⅰ)和(Ⅱ)中装置F的作用分别是_________________________； _________________________________。 如果选用(Ⅱ)来完成实验，则必须采取的改进措施是___________________________。 7．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，他们设计如图实验装置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________(填字母)。 (2)装置B中的现象是_____________________________________。 (3)请写出装置D中发生反应的离子方程式：__________________， 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)。 8．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，沸点为11 ℃，不稳定，在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2易溶于水但不与水反应，其水溶液在温度过高时有可能爆炸。某小组按照如图实验装置制备ClO2并验证其某些性质。回答下列问题： (1)实验时A装置需要控制温度为60～80 ℃，则A装置加热的方式是____________，该加热方式的优点是_________________________。 (2)通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是______________________。 (3)B装置的作用是___________________________________。 C装置用来吸收ClO2，则C中液体宜选用________(填序号)。 ①热水　　②冰水　　③饱和食盐水 (4)D装置中ClO2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为NaClO2，D装置中生成这两种钠盐的化学方程式为_________________________________________。 饱和NaClO2溶液在温度低于38 ℃时析出晶体NaClO2·3H2O，在温度高于38 ℃时析出晶体NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：a.______________；b.____________；c.洗涤；d.干燥。 (5)设计一个简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：__________________________________________________。 专项突破 1.实验室制备一瓶纯净氯气的反应装置如图所示。关于实验操作或叙述正确的是(　　) A.a中圆底烧瓶中需加入碎瓷片 B.b、c中所盛试剂依次为浓硫酸、饱和食盐水 C.d中黄绿色气体从下往上逐渐充满整个集气瓶 D.e中NaOH溶液可用浓氨水代替 2.氯乙酸(CH2ClCOOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体。一种制备氯乙酸的方法为CH3COOH＋Cl2CH2ClCOOH＋HCl，已知：PCl3易水解。学习小组用如图所示装置进行探究，下列说法正确的是(　　) A.试剂X、Y依次选用浓盐酸、KMnO4 B.②的作用为除去Cl2中的HCl C.③中反应后的液体经分液可得氯乙酸 D.④中出现白色沉淀说明有HCl生成 3．某化学小组采用下图所示装置制备Cl2并探究其化学性质，下列说法错误的是(　　) A．加入药品之前，应先检查装置的气密性 B．通过对装置C和E中的产物分析，可判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响 C．装置D中的现象为溶液逐渐变成浅黄绿色 D．装置B中NaOH溶液的作用为吸收挥发出来的HCl 4．某学习小组探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色。实验装置如图，下列说法不正确的是(　　) A．加热前需要先通氮气，排尽空气，并检查装置的气密性 B．加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，说明反应生成了氯气 C．从安全角度出发，在装置A、B之间应添加防止堵塞导管 D．除了氯气外，升华的FeCl3、未除尽的O2都可使B中溶液变蓝 5．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置如图所示(可重复使用，不含制气装置)。下列说法正确的是(　　) A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DACBE B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAE C．装置E的主要用途是制备NaClO D．若实验中使用到装置C且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性 6．实验室利用氯气与NaOH溶液反应制备NaClO溶液，下列装置和原理能达到目的的是(　　) A．用装置甲制取并收集氯气 B．用装置乙除去Cl2中的HCl C．用装置丙制备NaClO溶液 D．用装置丁吸收多余的Cl2 7．如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略)，下列有关说法不正确的是(　　) A．若无加热装置，则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠 B．检验氯气是否有漂白性，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸 C．装置b既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞 D．含有4 mol HCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应，产生标准状况下的Cl2体积小于22.4 L 8．实验室测盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4 mL 0.2% NaClO2溶液预先装入二氧化氯发生器，37.5% HCl溶液装入分液漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2 min用注射器取样1 mL，测定NaClO2溶液的浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是(　　) A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2 ＋4H2O B．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl溶液，防止ClO2聚集 C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用 D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出 9.实验室利用如图所示装置制备SbCl5。已知：SbCl3的沸点为220.6 ℃，易水解；SbCl5在常压下沸点约为140 ℃(同时分解)，易水解，可与氢氟酸反应制备HSbF6。下列说法错误的是(　　) A．仪器Ⅰ中的a为冷凝水的进水口 B．仪器Ⅱ的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气 C．SbCl5制备完成后，可减压蒸馏分离出SbCl5 D．用SbCl5制备HSbF6时，可在玻璃仪器中进行 10．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，下列说法错误的是(　　) A．NaClO2的名称是亚氯酸钠 B．“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此反应的离子方程式为2OH－＋H2O2＋2ClO2===2ClO＋O2↑＋2H2O C．“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2 D．“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥 11．已知氯气和空气按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中能生成Cl2O，且反应放热；不含Cl2的Cl2O易与水反应生成HClO；Cl2O在42 ℃以上会分解生成Cl2和O2。设计如图装置(部分夹持装置略)制备HClO，每个虚线框表示一个装置单元，其中存在错误的是(　　) A．②③⑤ B．①④⑤ C．①②④ D．①③④ 12．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是(　　) A．KMnO4的氧化性比MnO2的强 B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂 C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满 D．制备等质量的Cl2，消耗MnO2与KMnO4的物质的量之比为5∶2 13．反应2NaClO＋C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O可制备广谱消毒剂C3N3O3Cl2Na，装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　) A．按气流从左至右，装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e B．升高温度有利于装置A中产品的生成 C．当加入4 mol NaOH时，消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 mol D．装置D中橡胶管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下 14．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 15.氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。 回答下列问题： (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。 (2)b中采用的加热方式是________。c中化学反应的离子方程式是___________________________，采用冰水浴冷却的目的是________。 (3)d的作用是________，可选用试剂________(填标号)。 A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4 (4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________，干燥，得到KClO3晶体。 (5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。 16．亚硝酰氯(NOCl)是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在常温下合成。某学习小组在实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。 已知：①亚硝酰氯易水解，能与O2反应； ②沸点：NOCl为－5.5 ℃，Cl2为－34 ℃，NO为－152 ℃； ③常温下，2NO ＋ Cl2===2NOCl、2NO2＋Cl2===2NO2Cl。 请回答下列问题： (1)NOCl中N元素的化合价为________；NOCl水解生成两种酸，其化学方程式为__________________________________。 (2)实验所需的NO在A装置中制得，反应的离子方程式为_____________________。 (3)装置B中所盛试剂为________，其作用是________________。 (4)实验开始时，先关闭K3，打开K2、K4，从a处通一段时间氩气，其目的是_______________________________________。 然后在a处接废气处理装置，关闭K1、K4，打开K3，再打开分液漏斗的活塞，滴加酸性FeSO4溶液，当观察到D中_________________时，关闭K2，打开K1、K4 ，通干燥纯净的Cl2。 (5)为收集产物和分离未反应的两种原料， E、F装置采用不同温度的低温浴槽，其中装置E的温度(T)区间应控制在_______________， 装置F 的U形管中收集到的是________。 17．2022年，新型冠状病毒在全球范围内肆虐，次氯酸钠溶液是常用的环境消毒剂。此外，次氯酸钠溶液也是常用的漂白剂。某研究性学习小组在实验室制备次氯酸钠溶液，测定其中NaClO的含量并探究其漂白棉布的效果。回答下列问题： (一)制备NaClO溶液 (1)装置B的作用是________________；若没有装置B，且D中氢氧化钠不足量，对次氯酸钠产率的影响是__________(填“增大”“减小”或“无影响”)。 (2)装置D中反应的离子方程式为____________________________。 (3)有同学提出三点意见：①装置A中不需要酒精灯；②装置C没有必要；③在装置D后再连接一个盛有NaOH溶液的尾气处理装置，以降低氯气逸出污染空气的可能性。合理的是______(填序号)。 (二)测定消毒液中NaClO的含量 步骤①：取制得的消毒液20 mL于锥形瓶中，加足量盐酸酸化，迅速加入过量KI溶液，盖紧瓶塞并在暗处充分反应。 步骤②：加入淀粉做指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复滴定操作3次。 (4)步骤①中在暗处反应的原因是_____________________________。 (5)步骤②中判断滴定终点的现象是___________________， 已知I2＋2S2O===2I－＋S4O。平均用去25.00 mL 0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液，测得NaClO的含量为________ g·L－1(结果保留2位小数)。 (三)探究次氯酸钠漂白棉布的效果 已知：棉布用次氯酸钠漂白液漂白会受到一定损伤。织物断裂强度是指织物在被拉断时，所能承受的最大荷重，单位为kg。 使用次氯酸钠漂白液漂白棉布，不同pH对于漂白的结果如图所示。 (6)漂白速率随pH减小而加快，但酸性条件易产生黄绿色气体，该气体已被实验证明没有漂白作用，说明起漂白作用的主要是________(填粒子符号)；pH最好选择9～11，虽然漂白速率较慢，但可延长漂白时间达到效果。不宜选择酸性或中性的原因分别是__________________________________________________________。 参考答案： 基础摸查 【真题导入】 1．D 2．(1)圆底烧瓶　饱和食盐水 (2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3　(3)吸收尾气(Cl2)　AC (4)过滤　少量(冷)水洗涤　(5)紫　小于 【考点陈列】 1．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O (3)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O (4)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 2．(1)观察集气瓶中气体颜色的变化，若集气瓶上部充满黄绿色气体，则证明Cl2已收集满。 (2)饱和食盐水中Cl－浓度较大，抑制了Cl2与水的反应，Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，因此可用排饱和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体。 【考点专攻】 1．D　 2.D 3．C 4．B 5．B　 6．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(2)防止空气中的水蒸气进入E装置　吸收未反应完的氯气，防止污染空气　在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 7．(1)b　(2)溶液变蓝色　(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　吸收多余的Cl2，防止污染空气　(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明洗气瓶C中亚硫酸钠已被氧化　(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 8．(1)水浴加热　受热均匀，易控制反应温度 (2)降低ClO2的浓度(或减小ClO2的体积分数)，防止爆炸 (3)安全瓶，防止倒吸　②　(4)2ClO2＋2NaOH===NaClO2＋NaClO3＋H2O　蒸发结晶　趁热过滤　(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的溶液，溶液不恢复红色 专项突破 1.C 2.A 3．D 4．B 5．D 6．C 7．B　 8．D 9．D　 10.C　 11．D　 12．B 13．B　 14.A 15.(1)圆底烧瓶　饱和食盐水 (2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2)　AC (4)过滤　少量(冷)水洗涤 (5)紫　小于 16．(1)＋3　NOCl＋H2O===HCl＋HNO2　(2)Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O (3)水　将NO2转化为NO　(4)将E、F装置中的空气排出，防止亚硝酰氯水解和被氧气氧化　红棕色气体消失　(5)－34 ℃≤T＜－5.5 ℃　Cl2 17．(1)除去HCl气体　减小　(2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　(3)②③　(4)防止HClO分解　(5)溶液由蓝色变为无色且30 s内不恢复　4.66　(6)HClO　酸性条件易产生氯气导致环境污染；中性条件下对棉布损伤较大 学科网（北京）股份有限公司 $$