课时2.4 氯气的实验室制法及氯离子的检验 讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

本讲义聚焦氯气的实验室制法及氯离子检验核心知识点，系统梳理氯气制备的反应原理、装置设计（发生、净化、收集、验满、尾气处理）和氯离子检验的试剂选择、方法步骤及干扰排除，构建从气体制备到离子检验的完整实验技能与化学原理学习支架。 该资料特色在于融合科学思维与科学探究，通过对比MnO₂与KMnO₄制氯原理、分步净化装置逻辑分析、硝酸排除CO₃²⁻干扰等实例，培养学生实验设计能力与严谨态度。课中辅助教师演示讲解，课后分层练习帮助学生巩固知识、查漏补缺，强化环保责任与问题解决能力。

课时2.4 氯气的实验室制法及氯离子的检验 一、氯气的实验室制法 1、背景：1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，发现有黄绿色气体生成 1．反应原理 (1)在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。 (2)该反应的氧化剂是MnO2，浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。 (3)试剂的选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。如： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O (4)装置的选择：实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置 2、气体的发生装置 (1)气体发生装置类型：固体＋液体气体 (2)发生装置所用仪器的名称：分液漏斗、圆底烧瓶 (3)实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶 3、气体的净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。 同时注意除杂的先后顺序：先除HCl气体，再除水蒸气 (1)除去Cl2中少量的HCl气体：饱和食盐水 (2)除去Cl2中少量的水蒸气：常用浓H2SO4，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示 4、收集方法 (1)向上排空气法(氯气的密度大于空气的)。 (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)。 5、验满方法 (1)观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。 (2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 (3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 6、尾气处理 烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液，该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 【易错点】 (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，因为澄清石灰水中的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。 【对点练习】 1.实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理，不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取Cl2 B．用装置丙收集Cl2 C．用装置丁吸收尾气中的Cl2 D．用装置乙除去Cl2中的少量HCl 2.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 3.下列实验装置能达到实验目的的是(　　) A．图①用于氯气的制取 B．图②用于证明氯气具有漂白性 C．图③用于吸收多余的氯气 D．图④用于除去氯气中的氯化氢气体 二、氯离子的检验 1．氯离子的检验实验 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ②氯化钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ③碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有气泡产生 CO＋2Ag＋===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O 2.氯离子检验方法 (1)试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。 (2)方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。 (3)现象：产生白色沉淀。 (4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 【易错点】氯离子的检验 取少量被检测溶液于试管中，滴加适量稀硝酸，然后滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀则被检测溶液中含有Cl－，若不产生白色沉淀则无Cl－。 ①加稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰 ②不能用稀盐酸酸化，因为会引入Cl－ ③如果SO、CO和Cl－可能同时存在，可以先检验SO是否存在[用Ba(NO3)2溶液]，然后再检验CO和Cl－是否存在 【对点练习】 1.检验Cl－时要用到AgNO3溶液和稀HNO3，其中加入稀HNO3的目的是(　　) A．加速反应的进行 B．排除某些杂质离子的干扰 C．生成不溶于水的沉淀 D．增大沉淀的生成量 2.自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是(　　) A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液 【课后作业】 1．将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射相当长一段时间后，试管中剩余气体的体积约占试管容积的(假设反应前后体系温度相同) (　　) A. B. C. D. 2.如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的干燥红色布条看不到明显现象，当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，D瓶中装的溶液不可能是 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．KI溶液 D．饱和NaCl溶液 3.已知氧化性：如图所示，将潮湿的氯气从A处通入甲装置，乙装置中干燥的红色布条无明显变化，则甲装置中所盛的试剂不可能是 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．KI溶液 D．饱和食盐水 4.下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氯气溶于水的反应：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO- B．石灰石与醋酸反应：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O C．NaOH溶液通入少量CO2：2OH-+CO2=CO+H2O D．NaHCO3与过量澄清石灰水反应：2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO 5.利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是 A．制备 B．除杂 C．收集 D．尾气处理 6.某兴趣小组为制备氯气并验证其性质，做了如下实验，实验装置如图所示(部分固定装置未画出)。下列说法不正确的是 A．将装置A中换成，也能达到实验目的 B．装置B有除去及作安全瓶的作用 C．装置C中可以看到有色布条Ⅰ褪色，布条Ⅱ不褪色 D．F中发生的离子方程式为：Cl2+OH- =Cl- +ClO- +H2O 7.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。回答下列问题： 已知：3Cl2＋6KOH5KCl＋KClO3＋3H2O (1)制备氯气的离子方程式为__________________________________________，a中的试剂为________。 (2)b中氧化剂和还原剂的质量比为________。c中采用冰水浴冷却的目是___________________________， 该反应的化学方程式是_______________________________________________。 (3)d的作用是吸收多余的氯气，可选用试剂________(填字母)。 A.HCl B.NaCl C.NaOH D.Na2SO3 (4)少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉KI试纸上。1号试纸颜色不变，2号试纸变________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。 (5)用制得的氯气做如图1的实验，向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水，振荡，先利用注射器滴加NaOH溶液，再利用注射器滴加稀盐酸，用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法正确的是_______________________________________________。 A.阶段①说明氯气溶于水，溶于水的氯气全部与水反应 B.阶段②的压强变小，该过程发生了氧化还原反应 C.阶段③发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O D.若将Cl2换成CO2，所得的压强变化趋势与图2相似 8.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)。 9.氯化铝常用于金属冶炼、食品级产品膨松剂等。某兴趣小组在实验室中设计如下实验装置模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(已知易升华，遇潮湿空气即变质，同时产生大量白雾)。 （1）反应前，装置A中盛放的仪器名称是 。 （2）实验开始前应进行的操作是 (填选“检查装置气密性”或“加入反应药品”)。 （3）反应时，装置A中发生反应的化学方程式： 。 （4）装置B中盛放 (填选“饱和食盐水”或“浓硫酸”)溶液，作用是 。 （5）实验时应先点燃 (填A或D)处酒精灯，再点燃另外一处酒精灯。 （6）写出G装置中发生反应的离子方程式： 。 （7）有同学提出用一件仪器填充某试剂可同时起到装置F和G的作用，从而简化该实验装置，该试剂名称为 (填选“碱石灰”或碳粉)。 10.废物利用是实现绿色化学和节能减排的重要措施。电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业的废料，某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的流程如图所示： 已知：Ca(ClO3)2易溶于水。温度较高时Ca(OH)2可与Cl2反应制备Ca(ClO3)2，化学方程式为：。 回答下列问题： （1）KClO3中氯元素的化合价为 价。 （2） KClO3可用于制备Cl2：KClO3+6HCl(浓)= +3Cl2↑+3H2O ①请补充完整反应方程式： 。 ②该反应的还原剂是 。 （3）上述流程中，“转化”时发生反应的离子方程式为 。 （4）一定量石灰乳中持续通入氯气发生反应，生成物中含氯离子仅有、、，且反应过程中不断释放热量。其中、物质的量(n)与反应时间(t)曲线如图所示： ①t1前发生的反应常用于制备Ca(ClO)2，化学方程式为 。 ②写出Ca(ClO)2的一种用途 。 ③若提高石灰乳中通入氯气的速度，则反应后 2(填“>”、“<”或“=”)。 ④该石灰乳中Ca(OH)2的物质的量是 。 A．1.5mol        B．3mol        C．5mol        D．10mol 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时2.4 氯气的实验室制法及氯离子的检验 一、氯气的实验室制法 1、背景：1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，发现有黄绿色气体生成 1．反应原理 (1)在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。 (2)该反应的氧化剂是MnO2，浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。 (3)试剂的选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。如： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O (4)装置的选择：实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置 2、气体的发生装置 (1)气体发生装置类型：固体＋液体气体 (2)发生装置所用仪器的名称：分液漏斗、圆底烧瓶 (3)实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶 3、气体的净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。 同时注意除杂的先后顺序：先除HCl气体，再除水蒸气 (1)除去Cl2中少量的HCl气体：饱和食盐水 (2)除去Cl2中少量的水蒸气：常用浓H2SO4，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示 4、收集方法 (1)向上排空气法(氯气的密度大于空气的)。 (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)。 5、验满方法 (1)观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。 (2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 (3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 6、尾气处理 烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液，该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 【易错点】 (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，因为澄清石灰水中的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。 【对点练习】 1.实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理，不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取Cl2 B．用装置丙收集Cl2 C．用装置丁吸收尾气中的Cl2 D．用装置乙除去Cl2中的少量HCl 【答案】A 【解析】A．二氧化锰氧化浓盐酸需要加热，装置甲不能制取Cl2，A错误； B．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，则可以用装置丙收集Cl2，B正确； C．氯气有毒，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，因此可用装置丁吸收尾气中的Cl2，C正确； D．氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，可用装置乙除去Cl2中的少量HCl，D正确； 故选A。 2.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.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，稀盐酸与MnO2不反应，A错误；B.除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长导管进气便于充分吸收，B错误；C.氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，用多功能瓶收集氯气注意长进短出，C正确；D.对氯气进行尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，Cl2在水中的溶解度较小，D错误。 3.下列实验装置能达到实验目的的是(　　) A．图①用于氯气的制取 B．图②用于证明氯气具有漂白性 C．图③用于吸收多余的氯气 D．图④用于除去氯气中的氯化氢气体 【答案】D 【解析】二氧化锰和浓盐酸反应须加热，A错误；氯气本身无漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸有漂白性，B错误；Ca(OH)2溶解度小，不能保证氯气被完全吸收，C错误；HCl气体极易溶于水且Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，D正确。 二、氯离子的检验 1．氯离子的检验实验 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ②氯化钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ③碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有气泡产生 CO＋2Ag＋===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O 2.氯离子检验方法 (1)试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。 (2)方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。 (3)现象：产生白色沉淀。 (4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 【易错点】氯离子的检验 取少量被检测溶液于试管中，滴加适量稀硝酸，然后滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀则被检测溶液中含有Cl－，若不产生白色沉淀则无Cl－。 ①加稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰 ②不能用稀盐酸酸化，因为会引入Cl－ ③如果SO、CO和Cl－可能同时存在，可以先检验SO是否存在[用Ba(NO3)2溶液]，然后再检验CO和Cl－是否存在 【对点练习】 1.检验Cl－时要用到AgNO3溶液和稀HNO3，其中加入稀HNO3的目的是(　　) A．加速反应的进行 B．排除某些杂质离子的干扰 C．生成不溶于水的沉淀 D．增大沉淀的生成量 【答案】B 【解析】AgCl沉淀不溶于稀硝酸，但碳酸银、硫酸银、氢氧化银等溶于稀硝酸，故检验Cl－时要用到AgNO3溶液和稀HNO3，其中加入稀HNO3的目的是排除杂质离子的干扰，故B正确。 2.自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是(　　) A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液 【答案】D 【解析】Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。 【课后作业】 1．将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射相当长一段时间后，试管中剩余气体的体积约占试管容积的(假设反应前后体系温度相同) (　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】　氯气和水发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，当氯水受日光照射时发生反应2HClO2HCl＋O2↑。由上述两个化学反应方程式可得关系式2Cl2～O2，由此可知产生的O2体积约为Cl2体积的。O2不易溶于水，故试管中剩余气体的体积约占试管容积的。 2.如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的干燥红色布条看不到明显现象，当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，D瓶中装的溶液不可能是 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．KI溶液 D．饱和NaCl溶液 【答案】　D 【解析】次氯酸具有漂白作用而氯气不具有漂白性，所以干燥的氯气不能漂白有色布条，含水蒸气的氯气能使有色布条褪色，A处通入氯气，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，因此说明D中溶液可以吸收氯气或可干燥氯气，据此分析来解答。 A．浓硫酸具有吸水性，氯气通过浓硫酸得到干燥的氯气，故A与题意不符； B．氯气通过NaOH溶液，与氢氧化钠反应，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，故B与题意不符； C．氯气通过KI溶液，与KI溶液反应，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，故C与题意不符； D．氯气与食盐水不反应，进入C的为潮湿的氯气，关闭B阀时，C处红色布条逐渐褪色，故D符合题意；答案选D。 3.已知氧化性：如图所示，将潮湿的氯气从A处通入甲装置，乙装置中干燥的红色布条无明显变化，则甲装置中所盛的试剂不可能是 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．KI溶液 D．饱和食盐水 【答案】　D 【解析】　A． 浓硫酸有吸水性，将潮湿的氯气通过浓硫酸时，其中的水蒸气被除去，干燥的氯气不能使干燥的红色布条褪色，A项不符合题意； B．氯气可与NaOH溶液反应，将潮湿的氯气通过NaOH溶液后，氯气被吸收，干燥的红色布条不褪色，B项不符合题意； C．氧化性：，则氯气可与碘化钾反应，将湖湿的氯气通过KI溶液后，干燥的红色布条不褪色，C项不符合题意； D．氯气与NaCl不反应，且氯气在饱和食盐水中溶解度小，潮湿的氯气能使干燥的红色布条褪色，D项符合题意； 答案选D。 4.下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氯气溶于水的反应：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO- B．石灰石与醋酸反应：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O C．NaOH溶液通入少量CO2：2OH-+CO2=CO+H2O D．NaHCO3与过量澄清石灰水反应：2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO 【答案】C 【解析】氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，离子方程式为：Cl2+H2OH+ +Cl-+HClO，A错误；CH3COOH是弱酸，在离子方程式中不能拆，离子方程式为：2CH3COOH+CaCO3=2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O，B错误；NaOH溶液通入少量CO2生成碳酸钠和水，2OH-+CO2=+H2O，C正确；NaHCO3与过量Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水：Ca2+ ++ OH-=CaCO3↓+ H2O，D错误；故选C。 5.利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是 A．制备 B．除杂 C．收集 D．尾气处理 【答案】B 【解析】二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气，能达到实验目的，A正确；饱和食盐水的目的是除去氯化氢气体，浓硫酸的目的是除去水，应该先除杂后干燥，不能达到实验目的，B错误；氯气的密度比空气大，采用向上排空气法，可以达到实验目的，C正确；用氢氧化钠溶液吸收氯气防止污染，可以达到实验目的，D正确；故选B。 6.某兴趣小组为制备氯气并验证其性质，做了如下实验，实验装置如图所示(部分固定装置未画出)。下列说法不正确的是 A．将装置A中换成，也能达到实验目的 B．装置B有除去及作安全瓶的作用 C．装置C中可以看到有色布条Ⅰ褪色，布条Ⅱ不褪色 D．F中发生的离子方程式为：Cl2+OH- =Cl- +ClO- +H2O 【答案】D 【解析】装置A中制备氯气，将装置A中换成，NaClO与浓盐酸反应生成氯气，也能达到实验目的，故A正确；装置B中的长颈漏斗可以起到平衡压强的作用，可作安全瓶，饱和食盐水可以除去氯气中的HCl，故B正确；氯气与水反应生成的次氯酸使I中布条褪色，干燥的氯气不具备漂白性，II中布条不褪色，故C正确；F中发生的离子方程式为：Cl2+2OH- =Cl- +ClO- +H2O，故D错误；故选D。 7.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。回答下列问题： 已知：3Cl2＋6KOH5KCl＋KClO3＋3H2O (1)制备氯气的离子方程式为__________________________________________，a中的试剂为________。 (2)b中氧化剂和还原剂的质量比为________。c中采用冰水浴冷却的目是___________________________， 该反应的化学方程式是_______________________________________________。 (3)d的作用是吸收多余的氯气，可选用试剂________(填字母)。 A.HCl B.NaCl C.NaOH D.Na2SO3 (4)少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉KI试纸上。1号试纸颜色不变，2号试纸变________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。 (5)用制得的氯气做如图1的实验，向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水，振荡，先利用注射器滴加NaOH溶液，再利用注射器滴加稀盐酸，用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法正确的是_______________________________________________。 A.阶段①说明氯气溶于水，溶于水的氯气全部与水反应 B.阶段②的压强变小，该过程发生了氧化还原反应 C.阶段③发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O D.若将Cl2换成CO2，所得的压强变化趋势与图2相似 【答案】(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　饱和食盐水 (2)5∶1　防止生成NaClO3　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (3)CD　(4)蓝　小于　(5)BCD 【解析】(1)浓盐酸与二氧化锰制备氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，则离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；a中盛放饱和食盐水，除去氯气中混有的HCl；若没有a装置，HCl与KOH反应，导致KClO3的产率降低。(2)b中在加热条件下氯气发生歧化反应生成氯化钾和氯酸钾：3Cl2＋6KOH5KCl＋KClO3＋3H2O，方程式中Cl元素的化合价既升高又降低，既为氧化剂又为还原剂，有5个氯原子化合价降低，作氧化剂，1个氯原子化合价升高，作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1，质量比也为5∶1；c中冷水浴是为了防止生成NaClO3，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(3)d的作用是吸收尾气Cl2，防止污染空气，结合(2)知，NaOH溶液可吸收氯气，Na2SO3溶液因与氯气发生氧化还原反应得到氯离子也可吸收氯气；(4)少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉KI试纸上。1号试纸颜色不变，说明KClO3不能氧化碘离子为碘单质，2号试纸变蓝色，说明NaClO能氧化碘离子为碘单质，故该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO的氧化能力。(5)A.阶段①说明氯气溶于水，但溶于水的氯气只能部分和水反应生成盐酸和次氯酸，A错误；B.阶段②的压强变小，该过程氯气和氢氧化钠反应生成了氯化钠和次氯酸钠，发生了氧化还原反应，B正确；C.阶段③压强又逐渐增大，说明有气体生成，该气体为氯气，发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，C正确；D.若将Cl2换成CO2，CO2能溶于水但溶解度不大，加入氢氧化钠溶液后和CO2反应生成碳酸钠和水，再加入盐酸后又产生CO2，所得的压强变化趋势与图2相似，D正确。 8.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)。 【答案】(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 【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，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝色。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。 9.氯化铝常用于金属冶炼、食品级产品膨松剂等。某兴趣小组在实验室中设计如下实验装置模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(已知易升华，遇潮湿空气即变质，同时产生大量白雾)。 （1）反应前，装置A中盛放的仪器名称是 。 （2）实验开始前应进行的操作是 (填选“检查装置气密性”或“加入反应药品”)。 （3）反应时，装置A中发生反应的化学方程式： 。 （4）装置B中盛放 (填选“饱和食盐水”或“浓硫酸”)溶液，作用是 。 （5）实验时应先点燃 (填A或D)处酒精灯，再点燃另外一处酒精灯。 （6）写出G装置中发生反应的离子方程式： 。 （7）有同学提出用一件仪器填充某试剂可同时起到装置F和G的作用，从而简化该实验装置，该试剂名称为 (填选“碱石灰”或碳粉)。 【答案】（1）圆底烧瓶 （2）检查装置气密性 （3） （4）饱和食盐水 除去氯气中混有的气体 （5）A （6） （7）碱石灰 【分析】装置A为二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气，氯气中有氯化氢和水，装置B中盛放饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢，装置C中盛放浓硫酸以除去氯气中的水蒸气，干燥、纯净的氯气在装置D中与铝反应生成无水氯化铝，氯化铝易升华，装置E用来收集氯化铝，为防止无水氯化铝遇潮湿空气变质，装置F中盛放浓硫酸以除水，氯气有毒、会污染环境，装置G中盛放氢氧化钠溶液进行尾气处理。 【解析】（1）由图可知装置A中盛放的仪器名称是：圆底烧瓶； （2）对于有气体参与的反应，实验开始前应检查装置的气密性； （3）根据所给的装置图可知，装置A是实验室利用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气，发生反应的化学方程式为； （4）制得的氯气中含有氯化氢和水等杂质，所以B装置中应装饱和食盐水是为了除去氯气中混有的HCl气体； （5）加热条件下铝粉也可以被氧气氧化，所以应先点燃A处酒精灯，制取氯气，利用氯气将装置中的空气排尽，氯气为黄绿色气体，所以当观察到硬质玻璃管D或者锥形瓶E中充满黄绿色气体，再点燃D处酒精灯； （6）G装置中未反应的氯气与NaOH溶液反应，离子方程式为； （7）装置F和G的作用就是为了防止水蒸气进入E中，同时吸收氯气，所以选用盛有碱石灰的干燥管即可。 10.废物利用是实现绿色化学和节能减排的重要措施。电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业的废料，某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的流程如图所示： 已知：Ca(ClO3)2易溶于水。温度较高时Ca(OH)2可与Cl2反应制备Ca(ClO3)2，化学方程式为：。 回答下列问题： （1）KClO3中氯元素的化合价为 价。 （2） KClO3可用于制备Cl2：KClO3+6HCl(浓)= +3Cl2↑+3H2O ①请补充完整反应方程式： 。 ②该反应的还原剂是 。 （3）上述流程中，“转化”时发生反应的离子方程式为 。 （4）一定量石灰乳中持续通入氯气发生反应，生成物中含氯离子仅有、、，且反应过程中不断释放热量。其中、物质的量(n)与反应时间(t)曲线如图所示： ①t1前发生的反应常用于制备Ca(ClO)2，化学方程式为 。 ②写出Ca(ClO)2的一种用途 。 ③若提高石灰乳中通入氯气的速度，则反应后 2(填“>”、“<”或“=”)。 ④该石灰乳中Ca(OH)2的物质的量是 。 A．1.5mol        B．3mol        C．5mol        D．10mol 【答案】（1）+5 （2）KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O HCl （3）Ca2++=CaCO3↓ （4）2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 作漂白剂和杀菌消毒 ＜ C 【分析】由流程可知在70℃以上时，电石渣[主要成分为Ca(OH)2]、氯气反应生成氯酸钙，氯化钙和水，溶液中加入碳酸钾生成碳酸钙，经过过滤等操作得到氯酸钾，据此分析解题。 【解析】（1）KClO3中K为+1价，O为-2价，根据化学式中元素化合价的代数和为0可知，氯元素的化合价为+5价，故答案为：+5； （2）①根据氧化还原反应和质量守恒配平可知，该反应的化学方程式为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O，故答案为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O； ②该反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O中HCl中Cl的化合价升高，被氧化，该反应的还原剂是HCl，故答案为：HCl； （3）由分析可知，由流程可知在70℃以上时，氢氧化钙、氯气反应生成氯酸钙，氯化钙和水，溶液中加入碳酸钾生成碳酸钙，“转化”发生反应的离子方程式为：Ca2++=CaCO3↓，故答案为：Ca2++=CaCO3↓； （4）①t1时刻之前生成次氯酸盐，故氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，发生的化学方程式为：2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故答案为：2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O； ②Ca(ClO)2具有强氧化性能够用作漂白剂和杀菌消毒，故答案为：作漂白剂和杀菌消毒； ③若在原石灰乳中通入氯气的速度加快，反应速率快，反应放出的热量无法很快散失，体系温度升高，生成n()增多，则反应后＜2，故答案为：＜； ④t2时，氢氧化钙与氯气恰好完全反应，n(ClO-)=2mol，n[Ca(ClO)2]=1mol，Ca(OH)2与Cl2发生反应的总化学方程式为：10Ca(OH)2+10Cl2=2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+7CaCl2+10H2O，n[Ca(OH)2]=5n[Ca(ClO)2]=5mol，则该石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量是5mol，故答案为：C。 2 学科网（北京）股份有限公司 $