【2024高考化学教材实验热点】05 氯气的实验室制取含解析.docx
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1、【2024高考化学教材实验热点】05 氯气的实验室制取【教材实验热点】05 氯气的实验室制取专题05 氯气的实验室制取【教材实验梳理】1.氯气的实验室制法(1)实验装置发生装置:用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的固液加热型制气装置。净化装置:饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。收集装置:向上排空气法或排饱和食盐水法。尾气处理:用NaOH溶液吸收多余的Cl2,以防Cl2污染空气。(2)验满方法将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近收集Cl2的集气瓶瓶口,若观察到试纸立即变蓝,则证明已收集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,若观察到试纸先变红后褪色,则证明已收集满。根据氯气的颜色判
2、断是否收集满:若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体,则证明已收集满。(3)反应原理MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2OMnO2也可用KMnO4、K2Cr2O7等氧化剂代替,如:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。(4)实验室制取氯气的注意事项为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热时温度不宜过高,以减少HCl的挥发。制取时一定要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”,一旦浓盐酸变为稀盐酸,反应将不再发生。尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。工业上常采用石灰乳来吸收Cl2。2.氯气实验室制法
3、的本质(1)若无浓盐酸,可用NaCl和浓H2SO4代替:MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)MnSO4+2NaHSO4+Cl2+2H2O。(2)反应物若无MnO2,可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2OCa(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O【答题技巧】规范书写装置中试剂的作用装置中试剂的用途回答时一般包括直接作用和根本目的两部分内容,根据各部分装置的用途不同,可采用下列模板回答:发生装置生成产生制取除杂装置除去
4、(吸收) 防止干扰(影响)除去中的杂质,以免影响测量结果性质实验装置与反应验证说明比较检验收集装置尾气吸收装置吸收防止的污染(影响)【典例讲解】1为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题(已知:氯气易溶于四氯化碳,而氯化氢不溶)(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口顺序:b接,_接_,_接a。_。(2)U形管中所盛试剂的化学式为_。(3)装置中CCl4的作用是_。(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出
5、在某个装置之后再加装置。你认为装置应加在_之后(填装置序号),瓶中可以放入_。(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置,只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。你认为可将溶液换成_,如果观察到_的现象,则证明制Cl2时有HC1挥发出来。(6)若取过量的MnO2与一定体积的浓HC1(含溶质HC1为0.4mol)制备Cl2(假设HCl的挥发不计,装置气密性良好),则制备的Cl2总小于0.1mol的原因是_。【及时巩固】2用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是()A图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B图中:充分光照后,量筒中剩余气体约为10 mL(条件相同)C图中
6、:生成蓝色的烟,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈绿色D图中:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2有漂白性3如图是一种试验某气体化学性质的实验装置,中B为开关。如先打开B,在A处通入湿润氯气,C中红色布条颜色褪去;当关闭B时,C处红色布条颜色无明显变化。则在D中盛有的溶液不可能是()A浓H2SO4B浓碳酸钠溶液C浓NaOH溶液D饱和NaCl溶液4将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中,当日光照射相当一段时间后,试管中最后剩余的气体约占试管容积的()A2/3B1/2C1/3D1/45某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热,等钠熔融成圆球时,撤火,通
7、入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述中错误的是()A反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气C钠着火燃烧产生苍白色火焰D若在棉花球外沿滴一滴石蕊溶液,可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收6某同学拟在实验室中用下列仪器和必需药品对NH3与Cl2的反应进行探究。下列说法不正确的是A制备气体:A、B都能用于制NH3, B、C都能用于制Cl2B净化气体:E、G都能用来净化NH3,也都能用来净化Cl2C气体反应:分别从D的c、d通入NH3和Cl2;D中产生大量白烟D尾气处理:E、F或G都能用于除尾气,但只用其中一种可能除不净尾气7实验室
8、用下列两种方法制氯气:用含146gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气A比多B比多C一样多D无法比较8四氯化钛是无色液体,沸点为136,极易水解。在650-850高温下,将Cl2通入TiO2和炭粉的混合物可得到TiCl4和一种有毒气体。下图是实验室制备TiCl4的部分装置,下列说法正确的是A装置A同样适合实验室制备氨气B装置B中试剂是饱和食盐水,其作用是除HCl气体C装置C处发生的反应的化学方程式为2Cl2+C+TiO2TiCl4+CO2D装置D处的直形冷凝管可更换为球形冷凝管9如图为实验室制取纯净、干燥的氯气,并验证氯气性质的装置。其中E瓶放有干燥
9、红色布条;F中为红色的铜网,其右端出气管口放有脱脂棉。(1)写出实验室制氯气的化学方程式:_。(2)装置C中盛装的溶液是_,D中试剂的作用是_。(3)E中的红色布条是否褪色?_,F中的反应产物为_。(4)新制氯水呈黄绿色说明其中含有_,(填化学式,下同),将AgNO3溶液滴入可观察到白色沉淀说明其中含有_。(5)H中的试剂为_,用来_。10某同学用如图所示装置制取氯水并进行相关实验。(1)实验进行一段时间后,装置溶液呈黄绿色,说明该溶液中含有的一种物质是_(填化学式)。取少量装置中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红后褪色,说明氯水具有的性质是_;若在生产中遇贮氯罐意外泄漏,应_(填“高处”或
10、“低处”)疏散;装置中反应的化学方程式是_。(2)该实验有一明显缺陷,改进方案是_。(3)不法商贩用自来水(用氯水消毒)冒充矿泉水出售。为辨别真伪,可用下列的一种化学试剂来鉴别,该试剂是_。A.酚酞试液B.氯化钡溶液C.氢氧化钠溶液D.硝酸银溶液(4)实验室用浓盐酸与二氧化锰制取氯气,其化学反应方程式为_。11如图所示是一个制取Cl2并以Cl2为原料进行特定反应的装置,多余的Cl2可以贮存在b瓶中,其中各试剂瓶中所装试剂为:B(氢硫酸)、C(淀粉KI溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。(1)若装置A烧瓶中的固体为MnO2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为_。(2)B、C中的现象分别为
11、_、_,发生反应的离子方程式_、_。(3)装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉,若E中发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出E中反应的化学方程式:_。(4)D中溶液的存在微粒有_。(5)在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是_。(6)若G中盛有饱和NaCl溶液,其原因是_。12甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。某兴趣小组利用下列装置来制取甲烷,并探究其与氯气反应的条件。(1)甲烷与氯气的制备:制备甲烷是通过下列反应来完成的:CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4则应选用的实验装置是_和_。收集甲烷时,甲烷应从_端通入。制取氯气时,实验室里只有下
12、列药品:a稀盐酸b浓硫酸c硝酸钾d漂粉精e食盐。制取Cl2最好选用的药品是_,制备时的化学反应方程式为_ 。(2)取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好,按如图的A、B装置进行实验,片刻观察后,补充并完成下列实验报告的内容。原理用饱和食盐水收集Cl2的原因是_实验现象A装置:试管内气体黄绿色逐渐变浅试管内壁有油滴状液体出现试管内液面上升试管内液面上方有_形成水槽底部有_,这是由于_。B装置:_结论CH4与Cl2在_条件下才能发生化学反应13二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体,常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛
13、的制备方法,其中是用与在催化剂、时,发生反应得到,下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。已知:的浓度较大时易分解,实验室用稳定剂吸收,生成,使用时加酸只释放出一种气体与KI反应的离子方程式为:。物质沸点(1)仪器b在装置中的作用是_;比较仪器c和d,实验中c的优点是_。(2)制备装置甲中需改进的一项措施是_。(3)反应中甲醇被氧化为甲酸,写出制备的化学方程式:_;该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂,例如草酸,相比甲醇法,草酸法的优点是_。(4)下列有关说法正确的是_。A仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应,并吸收多余的B装置e主要用于检验是否有生成C在释放实验中,发生的离
14、子反应方程式是:D和都为强氧化剂,在相同条件下,等物质的量时的氧化能力是的2.5倍(5)自来水厂用碘量法检测水中的浓度,其实验操作如下:取100.0mL的水样,加入足量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液。再用标准溶液滴定碘单质,达到滴定终点时用去15.00mL 标准溶液,测得该水样中的含量为_。【教材实验热点】05 氯气的实验室制取专题05 氯气的实验室制取【教材实验梳理】1.氯气的实验室制法(1)实验装置发生装置:用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的固液加热型制气装置。净化装置:饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。收集装置:向上排空气法或排饱和食盐水法。尾
15、气处理:用NaOH溶液吸收多余的Cl2,以防Cl2污染空气。(2)验满方法将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近收集Cl2的集气瓶瓶口,若观察到试纸立即变蓝,则证明已收集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,若观察到试纸先变红后褪色,则证明已收集满。根据氯气的颜色判断是否收集满:若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体,则证明已收集满。(3)反应原理MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2OMnO2也可用KMnO4、K2Cr2O7等氧化剂代替,如:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。(4)实验室制取氯气的注意事项为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热时温
16、度不宜过高,以减少HCl的挥发。制取时一定要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”,一旦浓盐酸变为稀盐酸,反应将不再发生。尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。工业上常采用石灰乳来吸收Cl2。2.氯气实验室制法的本质(1)若无浓盐酸,可用NaCl和浓H2SO4代替:MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)MnSO4+2NaHSO4+Cl2+2H2O。(2)反应物若无MnO2,可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2OCa(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2
17、+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O【答题技巧】规范书写装置中试剂的作用装置中试剂的用途回答时一般包括直接作用和根本目的两部分内容,根据各部分装置的用途不同,可采用下列模板回答:发生装置生成产生制取除杂装置除去(吸收) 防止干扰(影响)除去中的杂质,以免影响测量结果性质实验装置与反应验证说明比较检验收集装置尾气吸收装置吸收防止的污染(影响)【典例讲解】1为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题(已知:氯气易溶于四氯化碳,而氯化氢不溶)(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口
18、顺序:b接,_接_,_接a。_。(2)U形管中所盛试剂的化学式为_。(3)装置中CCl4的作用是_。(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某个装置之后再加装置。你认为装置应加在_之后(填装置序号),瓶中可以放入_。(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置,只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。你认为可将溶液换成_,如果观察到_的现象,则证明制Cl2时有HC1挥发出来。(6)若取过量的MnO2与一定体积的浓HC1(含溶质HC1为0.4mol)制备Cl2(假设HC
19、l的挥发不计,装置气密性良好),则制备的Cl2总小于0.1mol的原因是_。【及时巩固】2用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是()A图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B图中:充分光照后,量筒中剩余气体约为10 mL(条件相同)C图中:生成蓝色的烟,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈绿色D图中:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2有漂白性3如图是一种试验某气体化学性质的实验装置,中B为开关。如先打开B,在A处通入湿润氯气,C中红色布条颜色褪去;当关闭B时,C处红色布条颜色无明显变化。则在D中盛有的溶液不可能是()A浓H2SO4B浓碳酸钠溶液C浓NaOH
20、溶液D饱和NaCl溶液4将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中,当日光照射相当一段时间后,试管中最后剩余的气体约占试管容积的()A2/3B1/2C1/3D1/45某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热,等钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述中错误的是()A反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气C钠着火燃烧产生苍白色火焰D若在棉花球外沿滴一滴石蕊溶液,可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收6某同学拟在实验室中用下列仪器和必需药品对NH3与Cl2的反应进行探究。下列说法不正确的
21、是A制备气体:A、B都能用于制NH3, B、C都能用于制Cl2B净化气体:E、G都能用来净化NH3,也都能用来净化Cl2C气体反应:分别从D的c、d通入NH3和Cl2;D中产生大量白烟D尾气处理:E、F或G都能用于除尾气,但只用其中一种可能除不净尾气7实验室用下列两种方法制氯气:用含146gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气A比多B比多C一样多D无法比较8四氯化钛是无色液体,沸点为136,极易水解。在650-850高温下,将Cl2通入TiO2和炭粉的混合物可得到TiCl4和一种有毒气体。下图是实验室制备TiCl4的部分装置,下列说法正确的是A装置A
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