内容正文:
2.2.2 氯气的实验室制法及氯离子检验
一、概念卡(必背短句)
1.实验室制法原理:浓。只有浓盐酸才能与反应,稀盐酸不反应。
2.浓盐酸的作用:既表现酸性(生成),又表现还原性(部分被氧化为)。
3.其他制法:浓(不需要加热);浓。
4.发生装置:固体+液体(需加热)型气体发生装置。
5.净化:先通过饱和食盐水除去 HCl,再通过浓硫酸干燥除去水蒸气,顺序不能颠倒。
6.收集:用向上排空气法(氯气密度比空气大);也可用排饱和食盐水法;不能用排水法。
7.验满:把湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶口,试纸变蓝说明已收集满。
8.尾气处理:用氢氧化钠溶液吸收,,防止污染空气。
关键限定:随着反应进行,浓盐酸逐渐变稀,反应会自行停止;因此实际被氧化的 HCl 一定小于投入的 HCl 总量,这是计算题中常设的隐含条件。
9.的检验方法:取少量待测液于试管中,先滴加稀硝酸酸化,再滴加 溶液,若产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,则说明溶液中含有。
10.检验的原理:(白色沉淀)。加稀硝酸的目的是排除等离子的干扰。
关键限定:检验时必须用稀硝酸酸化,不能用稀盐酸(会引入干扰)或稀硫酸(微溶,会干扰判断)。
二、制取流程与试剂选择表
环节
所用试剂或方法
作用与理由
除 HCl
饱和食盐水
吸收混在氯气中的 HCl,同时降低的溶解损失
干燥
浓硫酸
吸收水蒸气,得到干燥的氯气
收集
向上排空气法
的密度比空气大,便于收集
收集(备选)
排饱和食盐水法
在饱和食盐水中溶解度很小
验满
湿润的淀粉碘化钾试纸放在瓶口
把氧化为,淀粉遇变蓝
尾气处理
NaOH 溶液吸收
,防止污染空气
不能用的方法
排水法收集
能溶于水并与水反应,收集不到纯净的氯气
三、化学方程式清单(11 条,必背)
1.浓
2.(离子方程式)
3.浓
4.浓
5.浓(工业制法之一)
6.(尾气吸收)
7.(尾气吸收的离子方程式)
8.(验满时发生的反应)
9.
10.(不能用排水法收集的原因)
11.(工业上电解饱和食盐水制氯气)
四、实验
实验:氯气的实验室制法(列表记忆)
项目
内容
实验名称
实验室制取氯气
实验原理
浓
实验用品
固体、浓盐酸、圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、铁架台、石棉网、饱和食盐水、浓硫酸、NaOH 溶液、集气瓶、淀粉碘化钾试纸
装置与操作
采用固体与液体加热型装置:圆底烧瓶内盛,分液漏斗中盛浓盐酸,点燃酒精灯加热;导出的气体先通过盛饱和食盐水的洗气瓶,再通过盛浓硫酸的洗气瓶,然后用向上排空气法收集,最后把尾气通入 NaOH 溶液
实验现象
烧瓶内产生黄绿色气体,集气瓶中气体逐渐充满;湿润的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口时变蓝
实验结论
与浓盐酸在加热条件下反应生成;气体经饱和食盐水和浓硫酸净化后可得到干燥、纯净的氯气
注意事项
①必须用浓盐酸,稀盐酸不反应;
②加热温度不宜过高,防止 HCl 大量挥发;
③饱和食盐水除 HCl、浓硫酸除水,顺序不能颠倒;
④收集完毕必须用 NaOH 溶液吸收尾气,且要防倒吸
实验:的检验与卤素置换(列表记忆)
项目
内容
实验名称
氯离子的检验
实验原理
(白色沉淀,不溶于稀硝酸)
实验用品
NaCl 溶液、溶液、蒸馏水、溶液、稀硝酸、试管、胶头滴管
装置与操作
取三支试管,分别加入少量 NaCl 溶液、溶液和蒸馏水,各滴加几滴稀硝酸酸化,再各滴加溶液,观察并比较现象
实验现象
NaCl 溶液中产生白色沉淀且不溶于稀硝酸;溶液中加稀硝酸时产生气泡,再加无明显沉淀;蒸馏水中无沉淀
实验结论
检验必须先用稀硝酸酸化,排除等离子的干扰;白色沉淀不溶于稀硝酸即可证明存在
注意事项
①必须先用稀硝酸酸化,不能用稀盐酸或稀硫酸;
②不能用代替;
③、等都能与生成沉淀,必须先行排除
五、易混辨析(5 组)
序号
易混点
辨析要点
1
浓盐酸与稀盐酸
只有浓盐酸能与发生反应;随反应进行盐酸变稀,反应自行停止
2
除杂与干燥的顺序
必须先通过饱和食盐水除 HCl,再通过浓硫酸干燥;顺序颠倒会使气体重新被水蒸气润湿
3
为什么不能用排水法
能溶于水并与水反应生成 HCl 和 HClO,用排水法既损失氯气又得不到纯净气体
4
尾气处理的必要性
有毒,必须用碱液吸收并防止倒吸,不能直接排入空气
5
两种发生装置
与浓盐酸需要加热(固液加热型);与浓盐酸常温即可反应(固液不加热型)
六、口诀与模型
【口诀】制氯“四步走”:发生 → 净化 → 收集 → 吸收。
【模型】净化顺序模型:气体净化遵循“先除气体杂质,后除水蒸气”,即先饱和食盐水、后浓硫酸,绝不颠倒。
默写(限时5min)
1.实验室制取氯气的化学方程式为________________,其中作________剂,浓盐酸表现________性和________性。
2.只有________盐酸才能与反应;随反应进行盐酸变________,反应会________。
3.除外,还可用与浓盐酸反应制氯气,化学方程式为________________。
4.制取氯气应选用________型气体发生装置(填“固液加热”“固液不加热”或“固固加热”)。
5.除去氯气中混有的 HCl,应通过盛有________的洗气瓶;干燥氯气应通过盛有________的洗气瓶。两者顺序是________在前,________在后。
6.收集氯气应用________法,原因是________;也可用排饱和食盐水法,因为________。
7.检验氯气是否收集满的方法是________________,现象是________________。
8.尾气处理应用________溶液吸收,化学方程式为________________,离子方程式为________________。
9.不能用排水法收集氯气,原因是________________。
10.把湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口,试纸变蓝,说明发生了反应________________。
11.氯气泄漏时,应迅速撤离并________,实验室制取氯气必须在________中进行。
12.工业上制取氯气的主要方法是电解饱和食盐水,化学方程式为________________。
13.用与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为________________。
14.氯气通入 NaOH 溶液可制得漂白液,其有效成分是________。
15.制取氯气的流程可概括为“四步走”:________、________、________、________。
16.若把氯气先干燥再通过饱和食盐水,结果是气体重新被润湿,所以净化顺序是“先除________,后除________”。
17.制备氯气时尾气处理装置中常加一个__________瓶,目的是防止倒吸。
18.气体净化的一般原则是:先除________杂质,后除________蒸气。
19.检验的方法是:取少量待测液,先滴加________酸化,再滴加________溶液,若产生________色沉淀且不溶于稀硝酸,则证明含有。
20.检验的原理是________________(写离子方程式)。
21.用稀硝酸酸化的目的是________________。
1.(3 分)检验某溶液中是否含有,正确的操作是( )
A.加入溶液,产生白色沉淀即证明含
B.先加稀盐酸酸化,再加溶液
C.先加稀硝酸酸化,再加溶液
D.加入溶液,产生白色沉淀即证明含
2.(3 分)实验室制取氯气的化学方程式是( )
A.浓
B.浓
C.
D.
3.(3 分)除去氯气中混有的少量 HCl 气体,应选用的试剂是( )
A.水 B.饱和食盐水 C.NaOH 溶液 D.浓硫酸
4.(3 分)收集氯气应采用的方法是( )
A.向下排空气法 B.向上排空气法 C.排水法 D.排饱和碳酸钠溶液法
5.(4 分)写出下列反应的化学方程式:
(1)实验室制取氯气:________________
(2)用 NaOH 溶液吸收氯气尾气:________________
(3)氯气与 NaBr 溶液反应:________________
(4)与浓盐酸反应制氯气:________________
6.(3 分)检验氯气是否收集满,可用的方法是( )
A.观察集气瓶中气体的颜色 B.闻气体的气味
C.把湿润的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口,观察是否变蓝 D.把带火星的木条放在瓶口
7.(3 分)实验室制取氯气时,浓盐酸表现出的性质是( )
A.只有酸性 B.只有还原性 C.既有酸性又有还原性 D.只有氧化性
B 级 能力提升(共 18 分)
8.(3 分)实验室制取并收集一瓶干燥纯净的氯气,导管连接顺序正确的是( )
A.发生装置 → 浓硫酸 → 饱和食盐水 → 收集装置 → NaOH 溶液
B.发生装置 → 饱和食盐水 → 浓硫酸 → 收集装置 → NaOH 溶液
C.发生装置 → 饱和食盐水 → 收集装置 → 浓硫酸 → NaOH 溶液
D.发生装置 → NaOH 溶液 → 饱和食盐水 → 收集装置 → 浓硫酸
9.(3 分)为什么不能用排水法收集氯气?请说明理由。
10.(3 分)把氯气通入紫甘蓝汁(一种酸碱指示剂)中,紫色褪去;先把氯气通过盛浓硫酸的洗气瓶,再通入紫甘蓝汁中,紫色不褪去。请解释原因。
11.(3 分)某同学用与浓盐酸反应制取氯气,加热一段时间后,发现再加热也几乎不再产生气体。请解释原因。
12.(3 分)实验室制取氯气时,尾气应如何处理?写出相应的化学方程式,并说明处理时需要注意什么。
13.(3 分)为什么净化氯气时必须先把气体通过饱和食盐水,再通过浓硫酸?如果顺序颠倒会有什么后果?
C 级 素养挑战(共 10 分)
14.(4 分)某小组用如下装置制取纯净干燥的氯气并进行性质实验:
装置甲:与浓盐酸共热制取氯气;
装置乙:盛饱和食盐水;
装置丙:盛浓硫酸;
装置丁:盛干燥的有色布条;
装置戊:盛 NaOH 溶液。
(1)装置乙、丙中试剂的作用分别是________、________。
(2)装置丁中的现象是________,由此可得出的结论是________________。
(3)若把装置丁中的干燥布条换成湿润的布条,现象是________。
(4)装置戊中发生反应的离子方程式为________________。
15.(3 分)用与足量浓盐酸共热制取氯气(完全反应)。求:(1)标准状况下生成氯气的体积;(2)被氧化的 HCl 的物质的量;(3)参加反应的 HCl 的总物质的量。
16.(3 分)某厂用与浓盐酸反应制氯气。若用 500 mL 12 mol/L 的浓盐酸与足量充分加热反应,实际收集到的氯气明显小于按化学方程式计算的理论值。请分析可能的两条原因。
参考答案:
1.C。必须先用稀硝酸酸化再加。
2.A。反应物是与浓盐酸,且需要加热。
3.B。饱和食盐水除 HCl,同时几乎不溶解。
4.B。氯气密度比空气大,用向上排空气法。
5.(1)浓;(2);(3);(4)浓。
6.C。湿润的淀粉碘化钾试纸遇变蓝,可判断是否集满。
7.C。浓盐酸既表现酸性又表现还原性。
8.B。先饱和食盐水除 HCl,再浓硫酸干燥,收集后用 NaOH 吸收尾气。
方法点拨:气体净化类题目的连接顺序口诀是“发生 → 除杂 → 干燥 → 收集 → 尾气”,除杂在干燥之前。
9.氯气能溶于水且能与水反应生成盐酸和次氯酸,用排水法既损失氯气又得不到纯净的气体。
10.氯气使指示剂褪色靠的是与水反应生成的 HClO;干燥的氯气不能生成 HClO,故不能使紫甘蓝汁褪色。
11.随反应进行浓盐酸被消耗并生成水,盐酸变稀后不再与反应,反应自行停止。
12.通入 NaOH 溶液吸收,。注意碱液要足量、装置末端要防止倒吸、不能改用排水法。
13.若顺序颠倒,气体先经浓硫酸干燥后再通过饱和食盐水,会重新带出水蒸气,无法达到干燥目的。
方法点拨:净化顺序遵循“先除气体杂质,后除水蒸气”。
14.(1)除去混在氯气中的 HCl;干燥氯气(除去水蒸气)(2)有色布条不褪色;干燥的氯气没有漂白性(3)有色布条褪色(4)
15.;,;被氧化的 HCl 为 0.2 mol;参加反应的 HCl 总量为 0.4 mol。
方法点拨:浓) 中 4 份 HCl 只有 2 份被氧化,另 2 份中的进入体现酸性,这是“被氧化的 HCl”类计算的关键。
16.①浓盐酸变稀后反应停止;②HCl 易挥发,加热时部分 HCl 随气体逸出未参加反应。(装置漏气、气体溶解损失等也可)
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