第21天 氯气的实验室制法 氯离子的检验-【重难点手册·预备新高一】2026-2027学年初升高化学衔接

第 21 天 氯气的实验室制法 氯离子的检验 任务一 探学新知 知识点1 实验室制取氯气 (6)尾气处理 1,反应原理 Cl2有毒，会污染空气，需用NaOH溶液吸 在实验室中，通常用瑞典化学家舍勒发现 收多余的氯气。 氯气的方法制取氯气： (7)注意事项 ①在氯气的制取或性质探究实验中，必须 MnO2+4HCI(浓)△MnCL,+C,◆+2H,0。 要有尾气吸收装置（也可用蘸有浓碱液的棉花 2.实验装置（如图所示） 团来吸收C2)。 昼浓盐酸 ②稀盐酸不与MnO2反应；浓盐酸与 MnO2反应必须加热且要缓慢加热，以避免 MnO HCI的大量挥发。 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH溶液 知识键横！ A B D E (1)实验室制取氯气的其他方法 发生装置“固+ 净化装置 干燥装置 收集装置，向 吸收装置， 液合气"型 实验室制取氯气的原理是用强氧化剂氧化浓 吸收HCI 吸收H,O 上排空气法 吸收尾气 3.装置的选择与作用 盐酸，即CI被氧化Cl2,因此还可以用KMnO4、 KCr2O,、KClO3、Ca(ClO)2、PbO2等物质（氧化 (1)发生装置：如上图中A(“固十液 剂)与浓盐酸反应来制取C2。 气”型，分液漏斗十圆底烧瓶十酒精灯)。 如：2KMnO4+16HC1(浓)=2KC1+5Cl2个 (2)除杂（净化）装置：如上图中B,用饱和 +2MnCl2 +8H2O,KCIO+6HC1()=KCI+ 食盐水除去CL2中的HCI气体。 3C2个十3H2O。这两个反应都不需要加热。 (3)干燥装置：如上图中C,用浓硫酸吸收 (2)氯气的工业制法 C2中的水蒸气。 工业上一般通过电解饱和食盐水制备氯气，其 (4)收集装置 反应原理为2NaC1+2H,0电解2NaOH十H,++ ①向上排空气法（氯气的密度大于空气）。 C2个 ②排饱和食盐水法（氯气在饱和NaCl溶 知识点 2 实验室中制取气体装置的设计 液中的溶解度很小)。 (5)验满方法 气体发接除杂装置 接 收集 接尾气处理装 生装置 (如需要) 装置 置（如需要） 用湿润的淀粉KI试纸（变蓝） 验满 依据反应 依据气体及 依据气体的密度、 依据气体的 方法 用湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色） 物的状态 其所含杂质 气体在水中的溶解 性质选择( 根据氯气的颜色判断（远距离观察瓶口呈 和反应条 的性质选择 性及是否与水反应 般处理有毒 黄绿色) 件选择 选择 有害气体) 85 重难点手珊预备新高一 化学 1.气体的发生装置和收集装置 续表 方法 装置 注意事项 典型气体 气球 收集法 C0等 A.固+固AB.固+液→C.固+液或 液+液A 图1发生装置 初高衔接口 进气出水、 进气出气 进气出气 初中已学习气体制备与收集装置的选择，高中 继续沿用这套思路。 D.排水法 E.向上排 F.向下排 (1)选择气体的发生装置时，应考虑反应物的 空气法 空气法 图2收集装置 状态及反应条件。主要有固固加热型、固液不加热 型、固液加热型和液液加热型等。有些气体可用不 2.气体的干燥装置与净化装置 同的反应原理来制备，要注意选择不同的发生装置 洗气瓶 干燥管 灼热玻璃管 (如制02)。 (2)气体的收集方法要根据气体的性质（溶解 人 装置 魑 (大口进 性、密度)进行分析选择，主要有排水法、向上排空 小口出) 气法、向下排空气法等。 (长进短出) (3)尾气是否需要处理，取决于该气体是否污 常见 无水氯 染环境，在空气中是否易燃烧。 干燥 浓硫酸（酸性 碱石灰 化钙 强氧化性) (中性) (碱性) 铜或氧化铜 剂 知识点3氯离子的检验 可干 燥或 可干燥H 1.实验探究 可干燥H2、O2、 可干燥H2 可除去O2 除去 O2、C2、C0 在三支试管中分别加人2~3mL稀盐酸、 Cl2、C02、C0等 的气 C0,等 O2NH等 或H2、CO NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴 体 AgNO3溶液，观察现象，再分别加入少量稀硝 常见饱和食盐水除 灼热铜网除 除杂 去C2中的H、Na2O2固体吸收O2中 去O2,灼热 酸，观察现象。如表所示。 试剂饱和NaHCO 的CO2等；无水CuSO, 氧化铜除去 实验现象 及示 溶液除去CO, 检验H2O H2、CO(转化 加入AgNO3加入稀 离子方程式 例 中的HCI等 为C02)等 溶液后 硝酸后 3.尾气处理装置 产生 沉淀 稀盐酸 Ag+CI-AgCl 不溶解 方法 装置 注意事项 典型气体 白色沉淀 NaCI 产生 沉淀 点燃前 Ag++CI--AgCI 燃烧法 CO等 溶液 白色沉淀 不溶解 先验纯 2Ag++CO号= 沉淀溶 Naz CO3 产生 Ag2 CO 解并产 吸收法 防止倒吸 C12、S02等 溶液 白色沉淀 Ag2CO3+2H+- 生气泡 2Ag+H2O+CO2↑ 86 第21天氯气的实验室制法氯离子的检验 2.氯离子的检验 溶液，或直接滴加硝酸酸化的AgNO3溶液。 (1)检验试剂：AgNO3溶液和稀硝酸。 易错警示！业 (2)检验原理：Ag+十C一AgCl￥（白 检验离子的过程中要排除其他离子的干扰，所 色)，AgC1不溶于稀硝酸。 加试剂不能含有要检验的离子。AgCl不溶于水也 (3)实验操作：取少量溶液，向其中滴人几滴 不溶于稀硝酸，Ag2CO3溶于稀硝酸，因此检验C1 AgNO3溶液，有白色沉淀产生，再加入稀硝酸， 时，为排除CO等离子的千扰，在加入AgNO3溶 沉淀不溶解，可判断该溶液中含有C。也可以 液前需要先加入稀硝酸酸化。 向溶液中先滴入少量稀硝酸，再滴入AgNO3 任务二 精研典例 题型1 氯气的实验室制法 (2)反应试剂选用错误，用浓盐酸（常为 例]实验室利用如图所示的装置制备干 12mol·L1),不能用稀盐酸。浓盐酸易挥发，必 燥、纯净的氯气。下列叙述不正确的是( )。 须装在分液漏斗中，不能用长颈漏斗。 (3)发生装置选用错误。MnO2、KMnO4均 -浓盐酸 为粉末状固体，且MnO2与盐酸反应要加热， MnO KMnO4易溶于水，不能选用启普发生器。 NaOH (4)净化试剂选用错误。不能用NaOH或 溶液 Na2COg、NaHCO3溶液等试剂吸收Cl2中的 HCI,因为它们都能吸收C2且后两者会产生 A.本实验的操作顺序为检查装置 CO2;也不能用水吸收C2中的HCl,会导致较 气密性→添加固体药品→添加液体药 多的CL2溶解；饱和食盐水是吸收Cl2中的HCl 品→加热 气体的最佳试剂—既吸收HC1又抑制CL2的 B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为浓硫酸、饱 溶解。 和NaCI溶液 (⑤)千燥试剂选用错误。不能用生石灰、碱石 C.氯气的密度比空气大，故装置V中长导 灰等千燥氯气，因为它们会与C12反应。 管进气，短导管出气 (6)误认为只能用向上排空气法收集C12。由 于C12在饱和食盐水中的溶解度很小，因此，也可 D.装置V中反应的离子方程式为Cl2十 以用排饱和食盐水的方法收集C2。 20H-C1-+CIO+H2O (7)装置中的导管“短进长出”是错误的。在 解析装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCI溶 洗气、干燥、收集装置中导管都是“长进短出”，不 液、浓硫酸，以除去氯气中的氯化氢气体和水蒸气， 能“短进长出”。 B项不正确。 答案B (8)尾气吸收试剂选用错误。吸收尾气时，不 能用澄清石灰水吸收C2,因为澄清石灰水中 易错爸示 Ca(OH)2的浓度太小，吸收效果差。 (1)化学（离子）方程式书写错误。如配平错 (9)忽视盐酸的浓度对反应的影响。随着反 误（如H20前面漏写“2”）、未标“浓”、未写“△”条 应的进行，HCI的挥发和消耗会导致盐酸的浓度 件、未标“个”等。离子方程式为MnO2十4H十 逐渐减小，变成稀盐酸，稀盐酸与MnO2不反应， 2C1△Mn2++CL,个+2H,0。 反应停止(MnO2和HCl均有剩余)。 87 重难点手册预备新高一 化学 题型2 氯离子的检验 A.CI-、SO B.C1-、NOg 例2向某未知溶液中加入AgNO3溶液后 C.C1-、CO D.CI、OH 解析加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，加入 有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶 稀硝酸后，沉淀部分溶解，证明含有C;有无色无味 解，有无色无味的气体生成，将气体通人澄清 的、能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，证明含有 石灰水，石灰水变浑浊，由此判断此溶液中 CO3。 定含有( 答案C 任务三 自主测评 A基础练 选项 气体 试剂 1.1774年，瑞典化学家舍勒用盐酸和锰矿反应 A S02 饱和Na2SO3溶液+浓硫酸 产生氯气，某小组受此启发，设计如图所示 B Cl2 MnO2+浓盐酸 实验，其中能实现的是( C NHg 固体NHCI+熟石灰 浓盐酸 D C02 石灰石十稀盐酸 碱石灰 4.某溶液中含有大量的C1、CO、OH,如 LKMnO, 日套一 果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离 A.制备氯气 B.干燥氣气 子依次检验出来，下列实验操作顺序中，正 CI,(HCD 云行 Cl, 确的是( ) 饱和 NaHCO 澄清 ①滴加Ba(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加 溶液 石灰水 Mg(NO3)2溶液 ④滴加AgNO3溶液 C.纯化氯气 D.制备漂粉精 2.实验室制备氯气的化学方程式是MnO2+ A.①②④②③ B.④②①②③ 4HCI(浓)△MnC2+CL2↑+2H,0。下列 C.①②③②④ D.④②③②① 关于实验室制氯气的说法错误的是( 5.回答下列问题。 )。 A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO, (1)实验室常用图1所示装置制取氯气。 B.每生成1个Cl2,转移2个电子 盐酸 C.每消耗87gMnO2,起还原作用的HCl为 146g KMnO D.生成的氯气中含有水蒸气和HCI 饱和食 ◇ 盐水 3.如图所示装置不能完成相应气体的制备和 A 图1 收集实验的是（加热、除杂和尾气处理装置 装置A中反应的离子方程式为 任选)( )。 ,将制备的Cl2通 过装置B可除去 (填化学式)。 (2)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制 取C2,图2中收集C2的正确装置是 88 第21天氯气的实验室制法氯离子的检验 (填序号)。 8.如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的 装置（其中夹持装置已省略）。 浓盐酸 图2 漂白粉 饱和 固体 食盐水 6.草木灰中含有可溶性钾盐（主要成分是 据此回答下列问题： K2SO4、K2CO3、KCI)。某学生按下列操作提 (1)已知装置A是氯气的发生装置。加入适 取草木灰中的钾盐：①取草木灰加水溶解； 量的浓盐酸充分反应，有黄绿色气体生 ②过滤，取滤液；③蒸发滤液；④冷却结晶。 成，写出发生反应的离子方程式： 为检验草木灰中的阴离子，取少量晶体溶于 水，把溶液分成三等份。 (2)装置B中饱和食盐水的作用是 (1)取第一份溶液，加入适量 ,观察 。装置B还是安全瓶，目 到 ,证明含有CO号。 的是监测实验进行时装置C中是否发生 (2)取第二份溶液，如何检验溶液中含有 堵塞，请写出装置C中发生堵塞时装置B so? 中的实验现象： (3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白 性，则装置C中I、Ⅱ、Ⅲ处依次应放入 (3)取第三份溶液，加适量的硝酸银溶液，观 的物质是 (填序号)。 察到有沉淀产生，该学生由此判断原溶 位置 液中一定含有CI。你认为该学生所得 选项 I 亚 的结论是否严密？ 。 为什么？ 干燥的有 湿润的有 a 碱石灰 色布条 色布条 B能力练 干燥的有 湿润的有 b 无水硫酸铜 色布条 色布条 7.某溶液中可能含有K+、Ca+、NO3、CI、 湿润的有 干燥的有 C 浓硫酸 CO?中的几种，某同学取少量溶液加入过 色布条 色布条 量稀硝酸，有气泡产生，继续滴入AgNO3溶 湿润的有 干燥的有 无水氯化钙 色布条 色布条 液，有白色沉淀生成，下列对溶液成分的分 (4)装置D的烧杯内是NaOH溶液，写出烧 析判断正确的是()。 杯中反应的离子方程式： A.只含有C1和CO 有同学认为装置D中可选用澄清石灰 B.一定含有CO?、K+和NO3 水，你认为是否可行？请判断并说明理 C.一定含有CO、C1和K+,不含Ca2+ 由： D.是否有K+还需要做焰色试验来确定 892Fe(OH)3Y,D项不合理。 4.D【解析】用强光照射新制氯水，氯水中的HCIO发生 反应：2HC10光2HC1+O,+,HCl电离产生H、 C,溶液的导电能力不断增强，H、C的浓度不断增 大，溶液的酸性增强，pH减小，广口瓶中氧气的体积分 数不断增大，题图中纵坐标代表的不可能是溶液的pH。 5.(1)Ca(ClO)2+H2O+C02-CaC03￥+2HCl0。 (2)a.①②③均有可能。b.②。 【解析】(1)漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,Ca(C1O)2 能与H2O和空气中的CO2反应生成HCO而起漂白 作用。(2)甲同学取适量漂白粉样品，滴加浓盐酸， 浓盐酸易挥发，则生成的气体中混有HCI,HCI可与 Ca(OH)2反应，会干扰CO2的检验，产生的气体直接 通入澄清石灰水中，没有发现澄清石灰水变浑浊，不能 说明是否有CO2生成，则得出的结论是①②③均有可 能。乙同学改为滴加稀盐酸，发现产生大量气泡，将气 体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明漂白粉 样品中含有CaCO3;取少量漂白粉样品配成溶液，滴在 pH试纸上，内圈变白色，说明漂白粉样品仍具有漂白 性。由此得出的结论是漂白粉部分失效。 6.(1)氯水中含有C1。(2)溶液褪色；有气泡冒出。 (3)取一片淀粉KI试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃 棒蘸取氯水，滴在试纸上；不能；因为C2、HC1O等均 能将I厂氧化成2而使试纸变蓝。 (4)氯水中含有HCIO;氯水中含有H;向褪色后的溶 液中滴加NaOH溶液至溶液呈碱性，溶液不再显红色 (无明显现象产生)，证明红色消失是由HCO的漂白 (氧化)作用引起的。 【解析】实验①和④探究氯水中是否存在CI和H,实 验②和③探究氯水中是否存在具有氧化性的HCIO和 Cl2等。(3)C2、HCIO均能将I厂氧化生成2，所以并 不能得出氯水中含有C2的结论。(4)氯水使滴加了 酚酞的NaOH溶液的红色褪去，可能是氯水中的H中 将OH厂中和所致，也可能是氯水中的HCIO将红色物 质（有机色质）氧化所致，可向褪色后的溶液中再滴加 NaOH溶液至碱性，观察到无明显现象产生即溶液并 未恢复红色来证明后一种猜测是正确的」 18 7.D【解析】①中氯元素由化合态变为游离态，一定有元 素化合价的变化，A正确；氯气与水反应生成的HCIO 不稳定，难以保存与运输，将C2制成性质较稳定的漂 白粉和漂粉精，便于保存和运输，B正确；Cl2O和 HCO中氯元素的化合价均为十1价，C正确；氯气与 湿润的碳酸钠发生歧化反应：2Cl2十2Na2CO3+H2○ 一2 NaHCO3+2NaC1+Cl2O,NaC1中的Cl没有用 于制取漂粉精，氯原子利用率不是100%，D错误。 8.(1)C2。 (2)漂白。(3)2HC10光2HC1+0,+. (4)1mL蒸馏水；红色褪去。 【解析】(2)实验一中加入紫色石蕊溶液后新制氯水变 红，说明新制氯水呈酸性，一段时间后溶液红色褪去， 说明新制氯水具有漂白性。(3)实验二中新制氯水在 太阳光下放置较长时间，次氯酸见光分解生成HCl和 氧气，反应的化学方程式为2HC10光黑2HCl+0,个。 (4)实验四证明了实验三中“红色不褪去”不是因为氯 水被稀释，而是因为应该加入蒸馏水使溶液变稀，所以 需要补充的实验是加入1mL蒸馏水。 第21天氯气的实验室制法氯离子的检验 1.A【解析】浓盐酸和KMmO4在常温下可反应产生 C2,A正确；Cl2与碱石灰(NaOH、CaO)、NaHCO3溶 液反应，不能用碱石灰干燥C2,不能用NaHCO溶液 纯化C12,B、C错误；澄清石灰水浓度很小，应用石灰乳 (含大量固体氢氧化钙)吸收C2制备漂粉精，D错误。 2.C【解析】在反应MhO2十4HCI(浓)△MnC2+C,个 十2H2O中，参加反应的HC中有一半起还原作用。 每消耗87gMnO2,起还原作用的HCl为73g,C项 错误。 3.C【解析】该气体制备装置属于固液（或液液）加热或 不加热型，收集装置既可为向上排空气法，也可为向下 排空气法。饱和Na2SO3溶液与浓硫酸反应制备 SO2,采用液液不加热型装置，SO2的密度比空气的密 度大，采用向上排空气法收集，可达到实验目的；MnO2 和浓盐酸在加热条件下发生反应制备C2,采用固液加 热型装置，C2的密度比空气的密度大，采用向上排空 气法收集，可达到实验目的；固体NH,CI和熟石灰在 加热条件下制备NH3,采用固体加热型装置，所给装 置不能达到实验目的；石灰石和稀盐酸反应制备CO2, 采用固液不加热型装置，CO2的密度比空气的密度大， 采用向上排空气法收集，可达到实验目的。 4.C【解析】用AgNO3溶液检验CI,用Ba(NO3)2溶 液检验CO?,用Mg(NO3)2溶液检验OH。因为 CO和Mg+、Ag+都反应，所以先检验CO,又由 于OH厂和Ag反应产生白色的AgOH沉淀，AgOH 极不稳定，立即分解成棕黑色的Ag2O,故CI的检验 在OH之后，检验每种离子后将沉淀过滤分离，所以 操作顺序为①②③②④。 5.(1)2MnO+16Ht+10CI-2Mm2++5Cl2个+ 8H2O;HCl。(2)C。 【解析】(I)KMnO4与HCl反应生成KCl、MnCl2、C 和H2O,通过饱和食盐水可除去C2中混有的HC1。 (2)题图2中A装置中没有出气导管，不能用于收集 气体；B装置是利用向下排空气法原理，用于收集密度 比空气小的气体；C装置可以收集密度比空气大的气 体，且有尾气吸收装置；NaOH溶液吸收氯气，因此题 图2中D装置不能用于收集氯气。 6.(1)盐酸或稀HNO3;有气泡产生。 (2)先加入盐酸至不再产生气泡，再加入BaCl2溶液至 有白色沉淀产生，或者先加入足量BaCl2溶液，再加入 盐酸，沉淀不完全溶解说明原溶液中含有SO。 (3)不严密；因为CO号、SO也会与Ag+作用产生沉 淀，故无法证明一定含有C1。 【解析】溶液中的阴离子有CI、SO、CO?,检验 SO需排除CO?的干扰，检验CI需排除SO?、 CO?的干扰。 7.C【解析】取少量溶液加入过量稀硝酸，有气泡产生， 说明溶液中一定含有CO?,不含有Ca+;继续滴入 AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中一定含有 C1,由溶液呈电中性可知，溶液中一定含有K+,由实 验现象无法确认是否含有O5,则溶液中一定含有 Kt、CO和CI,一定不含有Ca2+,可能含有NO, C正确。 8.(1)CIO+CI+2H-C2个+H2O。(2)除去 氯气中的氯化氢气体；装置B中长颈漏斗的液面上升。 (3)d。(4)Cl2+2OH-C1O+C+H2O;不可 行，澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小，吸收不完全。 【解析】根据实验目的可知，装置A是氯气的发生装置， 氯气通过盛装饱和食盐水的装置B,除去氯气中混有 的HCl,装置C检测氯气的性质，将得到的氯气经过I 处潮湿的有色布条后布条褪色，再通过Ⅱ处的干燥剂 后得到干燥的氯气，经过Ⅲ处干燥的有色布条后布条 不褪色，因氯气有毒，污染空气，需要用碱液吸收处理， 最后装置D为尾气处理装置，据此分析解答。 (1)浓盐酸与漂白粉固体发生归中反应生成氯气，其离 子方程式为C1O+C1+2H+-C2个+H2O. (2)结合以上分析可知，装置B中饱和食盐水的作用是 除去氯气中的氯化氢气体；装置C中发生堵塞时，B中 的压强增大，将溶液压入长颈漏斗中，形成水柱，即装 置B中长颈漏斗的液面上升。 (3)结合以上分析知，装置C中I、Ⅱ、Ⅲ处依次应放入 的物质是湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布 条，故选d。 (4)氯气能够与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸 钠和水，反应的离子方程式为C2十2OH一CIO+ CI+H2O:Ca(OHD2在水中溶解度较小，澄清石灰水 中Ca(OH)2的含量很小，无法充分吸收氯气，不能作 为尾气处理试剂。 第22天物质的量的单位—摩尔 1.D【解析】摩尔不是表示物质数量的物理量的单位， “2H"不表示2molH原子，NaCl固体中不含有NaCl 分子，A、B、C三项均错误。 2.C【解析】A项，H2SO4溶液中的SO、H2O中均含 有氧原子，故含有1molH2SO4的溶液中氧原子的数 目大于4NA:B项，氩气分子为单原子分子，故1mol 氩气分子(Ar)所含的原子数目为NA;C项，Cu与硫单 2e gS△Cu5,2 mol C完全反 质反应生成Cu2S:2Cu+S= 应时转移2mole,则0.2 mol Cu完全反应时，转移 电子的数目为0.2NA,正确；D项，Na2O2的组成离子 是Na+、O?,1 mol Na2O2中离子的数目是3Na。 3.B【解析】a mol H2SO,中含4amol氧原子，氧原子 19