2.2 第2课时 氯气的实验室制备 氯离子的检验(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册（人教版）

本讲义聚焦高中化学中氯气的实验室制备（含反应原理、仪器装置、净化收集及尾气处理）和氯离子的检验（含实验探究、试剂选择及干扰排除），构建从反应原理到实验操作再到检验方法的完整知识链，作为学习含氯物质转化与实验技能的支架。 该资料通过“思考”问题（如分析浓盐酸与MnO₂反应不完全的原因）、归纳总结（气体制备流程等图示）及多样化习题，培养科学思维（证据推理）与科学探究能力，课中辅助教师引导学生深化理解，课后助力学生通过题组练习巩固知识，查漏补缺。

第2课时　氯气的实验室制备　氯离子的检验 1.通过学习氯气的制备方法，体现实验探究和创新精神。通过氯及其化合物知识的学习为线索，建立含氯的物质间的转化关系。 2.了解氯离子的检验方法，培养证据推理与模型认知的化学学科素养。 知识点一　氯气的实验室制备 1.实验原理 在实验室中，通常用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应来制取氯气。 化学方程式：　MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　，离子方程式：　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　，该反应的氧化剂为　MnO2　，浓盐酸既表现　还原　性，又表现　酸　性。 思考1：（1）MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。反应中氧化剂和还原剂的个数之比是多少？ （2）含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？ 提示：（1）由氧化产物和还原产物的个数可知，氧化剂和还原剂的个数之比是1∶2。 （2）不能。有两个原因：一是随着反应的进行，盐酸浓度变小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸的挥发。 2.仪器装置 主要仪器有铁架台、　酒精灯　、　圆底烧瓶　、　分液漏斗　、洗气瓶、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化、收集、尾气处理装置如图所示。 发生装置 固体＋液体气体 净化装置 （洗气瓶） 先通过饱和食盐水除去　HCl　，再通过浓硫酸除去　水蒸气　 收集装置 用　向上　排空气法收集 验满方法 ①观察法（黄绿色）；②湿润的淀粉-KI试纸，其原理是Cl2＋2KI2KCl＋I2，淀粉遇置换出的I2变　蓝　色；③湿润的蓝色石蕊试纸（先　变红　后　褪色　） 尾气处理 装置 盛有NaOH溶液的烧杯，NaOH溶液作用为　吸收过量Cl2，防止污染空气　 思考2：氯气有毒，实验中处理尾气可以用氢氧化钠溶液，能否用饱和石灰水代替，为什么？ 提示：不能。即使是饱和石灰水，溶液中Ca（OH）2的含量也很低，不能把多余Cl2完全吸收。 归纳总结 （1）设计气体制备的基本思路 （2）实验室中制取气体装置的设计流程 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）在MnO2和浓盐酸反应制Cl2的实验中，若MnO2过量，则浓盐酸将完全反应。（　×　） （2）实验室用如图所示装置除去Cl2中的少量HCl。（　√　） （3）利用浓盐酸和二氧化锰加热制取Cl2时，加热温度越高越好。（　×　） （4）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。（　√　） 2.（2025·吉林四平实验中学月考）兴趣小组制取并验证氯气部分化学性质的实验装置如图所示： 已知：Cl2＋2KII2＋2KCl，淀粉遇I2变蓝色。 下列说法错误的是（　　） A.仪器a的名称为分液漏斗 B.装置B用来除去Cl2中的HCl杂质 C.装置C中可观察到溶液变蓝色 D.装置D可以证明Cl2无漂白性 解析：D　Cl2几乎不溶于饱和食盐水而HCl可溶，因此可以用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质，B正确；Cl2通入淀粉碘化钾溶液中，可以发生反应：Cl2＋2KII2＋2KCl，碘单质可以使淀粉溶液变蓝，故装置C中可观察到溶液变蓝色，C正确；要证明Cl2无漂白性，需要除去Cl2中混有的水蒸气，应在装置D前后各增加一个装有浓硫酸的洗气瓶用于干燥Cl2和防止水蒸气进入D装置，D错误。 3.（苏教版习题）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.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液 D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制得MnCl2·4H2O 解析：C　A项，应用酒精灯加热；B项，应用饱和食盐水除去氯气中的少量氯化氢，且长管进气，短管出气；D项，制MnCl2·4H2O时不能蒸干氯化锰溶液，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 4.实验室利用如下装置制备并收集氯气。 （1）利用该装置制备氯气的化学方程式为　MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋2H2O＋Cl2↑　。 （2）在实验过程中饱和食盐水的作用是　除去氯气中的氯化氢气体　。 （3）实验装置接口的连接顺序为e→　d　→　c　→　a　→　b　→i→h→g→f。 （4）实验室除了可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气外，还可以用其他很多方法制取氯气，其中用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式可表示为2KMnO4＋16HCl（浓）2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，该反应中HCl体现的性质是还原性和　酸性　。 归纳总结 实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2的注意事项 （1）稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；反应一段时间后稀盐酸不能继续与MnO2反应，所制得氯气的量总小于理论值，盐酸有剩余。另外加热温度不宜过高，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，防止污染空气。 知识点二　氯离子的检验 1.实验探究 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　 　C＋2Ag＋Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋2Ag＋＋CO2↑＋H2O　 2.检验方法 （1）试剂：　稀硝酸　、　AgNO3溶液　。 （2）操作方法：先向未知溶液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸。 （3）现象：产生白色沉淀，再加稀硝酸时，沉淀不溶解。 （4）原理：Ag＋＋Cl－AgCl↓。 （5）注意：加稀硝酸的目的是排除C等离子的干扰，所以也可以先加入稀硝酸，然后再加AgNO3溶液，二者也可以同时加入。 1.检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是（　　） A.防止C的干扰　 B.防止Cl－的干扰 C.生成Ag2CO3沉淀　 D.防止N的干扰 答案：A 2.检验某溶液中是否含有Cl－，正确的操作是（　　） A.取样，滴加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成 B.取样，先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成 C.取样，加入少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸，看白色沉淀是否消失 D.取样，先加稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成 解析：D　A项，生成的白色沉淀可能是碳酸银；B项，生成的白色沉淀可能是由盐酸引入的氯离子和硝酸银反应生成的氯化银，不能证明原来是否有氯离子；C项，生成的白色沉淀可能是碳酸银，再加稀盐酸，碳酸银转化为氯化银，白色沉淀也不消失，不能证明原来是否有氯离子。 1.自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是（　　） A.稀硝酸和AgNO3溶液 B.Na2CO3溶液 C.稀硝酸和Ba（NO3）2溶液 D.稀硫酸 解析：A　氯离子检测时应先加入稀硝酸排除OH－、C、S的干扰，再加入硝酸银溶液，产生不溶于水的白色沉淀。 2.（2026·浙江诸暨期中）实验室制Cl2的反应为4HCl（浓）＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，下列说法错误的是（　　） A.还原剂是HCl，氧化剂是MnO2 B.每生成1个Cl2，转移2个电子 C.每消耗87 g MnO2，起还原作用的HCl为146 g D.生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质 解析：C　在MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋2H2O＋Cl2↑中，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂，A正确；每生成1个Cl2转移2个电子，B正确；在参加反应的146 g HCl中，只有73 g HCl被氧化，即起还原作用的HCl为73 g，C错误；由于浓盐酸易挥发且反应需要加热，因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl，D正确。 3.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法错误的是（　　） A.该装置图中存在三处明显错误 B.该实验中收集氯气的方法不正确 C.为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理 D.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Cl2逸出 解析：B　氯气的密度比空气的大，能够与水反应，所以要用向上排空气法收集Cl2，该实验中收集氯气的方法正确，B项错误。 4.（2025·广东惠州惠阳区高一期中）利用如图所示的装置进行Cl2的制备及性质探究实验。下列说法错误的是 （　　） A.装置甲中反应的还原剂是MnO2 B.装置乙的作用为除去Cl2中的HCl C.装置丙中紫色石蕊溶液先变红后褪色 D.为吸收多余的Cl2，装置丁中可盛放NaOH溶液 解析：A　用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应：MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，其中氧化剂为MnO2，HCl是还原剂，A错误；装置甲中制备的Cl2中混有HCl气体，乙中饱和NaCl溶液的作用是除去Cl2中的HCl气体，B正确；Cl2与水反应生成两种酸HCl、HClO，则溶液有酸性，又因HClO具有漂白性，则使紫色石蕊溶液先变红后褪色，C正确；丁中可盛放NaOH溶液，Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO，可以吸收多余的Cl2，D正确。 5.通过下列装置制备氯气，并验证氯气的性质（已知高锰酸钾能与浓盐酸反应产生氯气和二氯化锰）。 （1）写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子方程式：　　。 （2）注射器内水的作用是　　。 （3）实验结束后，通过U形管左侧的导气管通入CO2气体，作用是　　。 （4）可以验证氯气具有氧化性的现象是　　。 答案：（1）2Mn＋16H＋＋10Cl－2M＋5Cl2↑＋8H2O （2）湿润试纸和红纸 （3）赶走装置内的氯气，让NaOH溶液完全吸收 （4）淀粉碘化钾试纸变蓝 题组一　氯气的制备 1.下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述错误的是　（　　） A.MnO2与浓盐酸共热 B.缓慢加热反应 C.用向下排空气法收集Cl2 D.多余氯气常用较浓的碱液吸收 解析：C　由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。 2.在制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是（　　） ①连接好装置，检查气密性　②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中　⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ 解析：D　确定实验室制取气体的操作顺序要注意：①连接好装置后，要先检查气密性，后装试剂；②装试剂的顺序是先加固体，后加液体；③对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。 3.瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气。他发现氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法，下列关于实验室制氯气的说法中正确的是（　　） A.浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用 B.将87 g MnO2和足量浓盐酸反应，与含有146 g HCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多 C.为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用饱和石灰水 D.收集氯气时，可采用湿润的淀粉-KI试纸进行验满 解析：D　软锰矿与浓盐酸混合加热，发生反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，在该反应中，浓盐酸中的一部分Cl由－1价变为Cl2中的0价，失去电子，表现还原性，一部分化合价没有变化，与Mn2＋结合形成盐，所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用，A错误；随着反应的进行，盐酸浓度降低，当为稀盐酸时反应停止，两种情况反应产生Cl2的量不等，B错误；Cl2是大气污染物，在尾气排放前要进行处理，可根据Cl2能够与碱反应的性质，用溶解度大的NaOH溶液进行吸收，由于Ca（OH）2微溶于水，因此一般不使用饱和石灰水吸收，C错误；氯气具有强的氧化性，遇湿润的淀粉-KI试纸会发生反应：Cl2＋2KI2KCl＋I2，淀粉溶液遇I2变为蓝色，因此可用湿润的淀粉-KI试纸进行验满，D正确。 4.（2025·江苏南京九中期中）实验室用下列装置制取、净化、收集Cl2并验证氯水呈酸性，能达到实验目的的是（　　） A B C D A.制备Cl2 B.干燥Cl2 C.收集Cl2　 D.验证氯水的酸性 解析：C　A项，实验室用浓盐酸与二氧化锰共热反应制备氯气，选项装置图缺少加热装置；B项，氯气能与碱石灰反应而被其吸收，则碱石灰不能用来干燥氯气；C项，氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气；D项，氯水因含有HClO而具有漂白性，且氯水呈酸性，石蕊遇酸变红，将蘸有氯水的玻璃棒滴至红色石蕊试纸上，能使红色石蕊试纸褪色，则不能验证氯水的酸性。 5.（2025·安徽阜南实验中学期中）实验室用下图装置制备Cl2，并收集干燥、纯净的Cl2。 回答下列问题： （1）装置A中的仪器a名称：　分液漏斗　。 （2）装置A中发生反应的化学方程式是　MnO2＋ 4HCl（浓）MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑　。 （3）装置B的作用是　吸收挥发的HCl气体　。 （4）装置C中盛放的物质是　浓硫酸　（填名称）。 （5）装置D用于收集Cl2，图中装置D的导气管进气方式为　长进短出　（填“短进长出”或“长进短出”）。 （6）装置E用于吸收尾气，还存在的缺陷是　缺少防倒吸装置　。 题组二　氯离子的检验 6.在处理某污水处理厂的水样时，水质检验员取适量被检测的溶液于试管中，滴加适量的稀硝酸酸化，再滴入几滴AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则判断该溶液中含有（　　） A.C B.Ca2＋ C.N D.Cl－ 解析：D　A项，CO跟硝酸反应生成水和二氧化碳，再滴加硝酸银溶液，无沉淀生成；B项，Ca2＋和硝酸以及硝酸银都不反应；C项，NO和硝酸以及硝酸银都不反应；D项，Cl－和Ag＋能反应生成难溶于水的AgCl白色沉淀。 7.用如图所示方法，检验某固体中是否含有Cl－，下列说法正确的是（　　） A.①是BaCl2溶液，②是稀盐酸 B.①是稀盐酸，②是稀BaCl2溶液 C.①是稀硝酸，②是AgNO3溶液 D.①是稀硫酸，②是AgNO3溶液 解析：C　氯离子的特征是可以和银离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀，氯离子的检验方法是向待测液中滴加硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，如果出现不溶于水的白色沉淀，则含有氯离子，①是BaCl2溶液或①是稀盐酸，引入氯离子，①是稀硫酸，②是AgNO3溶液，无氯离子，硫酸银微溶干扰检验，所以C方法正确。 8.向某未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将该气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。由此判断该溶液中含有（　　） A.Cl－、S B.Cl－、N C.Cl－、C D.Cl－、OH－ 解析：C　加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，说明有部分沉淀不溶解，则溶液中含有Cl－，有无色无味且使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则溶液中含有C。 9.实验室也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl（浓）2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。现用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2（部分仪器和夹持装置已略去）。下列说法正确的是（　　） A.装置C中试剂是饱和食盐水，目的是除去HCl气体 B.实验过程中，硬质玻璃管中产生大量蓝色的烟 C.将装置A中的KMnO4直接换为MnO2，也可完成该实验 D.实验时，应先打开A中分液漏斗的活塞，再加热装置D 解析：D　装置C中试剂是浓硫酸，目的是干燥氯气，A错误；铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，B错误；MnO2与浓盐酸常温下不反应，C错误；应先打开装置A中分液漏斗的活塞，当产生的氯气充满整套装置时，再点燃装置D处酒精灯，D正确。 10.为确定某溶液中的离子组成，进行如下实验： ①取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 ②在①溶液中再滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀 ③取②上层清液继续滴加Ba（NO3）2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，根据实验现象，下列推断正确的是（　　） A.一定有C B.一定有Cl－ C.一定有S D.一定有HC 解析：C　实验①说明生成的气体为CO2，说明原溶液中C和HC至少存在一种；实验②证明溶液中含S；实验③说明含Cl－，但①步中加入盐酸含有Cl－，不能确定原溶液中是否含Cl－。 11.（2026·安徽六安期中）Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。制取Cl2O的装置如图所示。 已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃，Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2HgCl2＋Cl2O。 下列说法不正确的是（　　） A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸 B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减少爆炸危险 C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O D.装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸 解析：C　Cl2O易与水反应，①中制得的Cl2中含有HCl、H2O（g），②中盛有饱和食盐水，用于除去HCl，③中盛有浓硫酸，用于除去H2O（g），防止Cl2O与H2O（g）反应，A正确；高浓度的Cl2O易爆炸，通入干燥空气，可稀释生成的Cl2O，防止发生爆炸，B正确；Cl2O的沸点高于Cl2的沸点，故冷却后⑤中逸出的气体不是Cl2O，应是未反应的Cl2，C错误；Cl2O与有机物接触会发生剧烈反应，故装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，D正确。 12.（2025·河南实验中学期中）纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4，某化学小组的同学设计了如下实验装置进行制备。 已知：①金属锡熔点为231 ℃，化学活泼性与铁相似；②SnCl4的沸点为114 ℃；③SnCl4易与水反应。请根据上图装置回答下列问题： （1）装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为　MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋M＋2H2O　。 （2）装置Ⅱ中的试剂是　饱和食盐水　，装置Ⅴ的作用是　冷凝（收集）SnCl4　。 （3）装置Ⅵ最好选用下列装置中的　C　（填字母）。 （4）实验结束后，欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2，需要的分离方法是　过滤　。 （5）为了顺利完成实验，点燃酒精灯的正确操作是　A　（填字母）。 A.先点燃Ⅰ处酒精灯，后点燃Ⅳ处酒精灯 B.先点燃Ⅳ处酒精灯，后点燃Ⅰ处酒精灯 C.同时点燃Ⅰ、Ⅳ两处酒精灯 解析：（1）装置Ⅰ制备氯气，加热条件下，浓盐酸和MnO2反应生成Cl2，其中发生反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O。 （2）生成的氯气中含有氯化氢，装置Ⅱ中装有饱和食盐水吸收HCl；SnCl4的沸点较低，装置Ⅴ中的冰水可以使得SnCl4冷凝，得到SnCl4液体。 （3）Cl2有毒，需要进行尾气处理，故装置Ⅵ应为尾气处理装置，吸收未反应完的Cl2，SnCl4易与水反应，所以装置Ⅵ不仅要除去Cl2，还要防止外界水蒸气进入装置Ⅴ中，所以装置Ⅵ还要能防止水蒸气进入装置Ⅴ，NaOH可以吸收未反应完的Cl2，但不能防止水蒸气进入装置Ⅴ，A不选；气体进入装置中导管应该长进短出，装置错误，B不选；碱石灰不仅可以吸收Cl2，也可以吸收水蒸气，能避免空气中水蒸气进入装置Ⅴ，C选。 （4）回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2，MnO2难溶于水，可以用过滤操作回收。 （5）为除去装置内空气，需要先点燃Ⅰ处酒精灯，利用Ⅰ中生成的氯气排尽装置内空气，等装置Ⅳ中玻璃管充满黄绿色气体后再点燃Ⅳ处酒精灯，A符合题意。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $