掌握實驗室制取氯氣的原理、裝置和操作注意事項。增強(qiáng)設(shè)計物質(zhì)制備實驗方案的綠色環(huán)保意識。
1.反應(yīng)原理寫出用①MnO2、②Ca(ClO)2、③KClO3、④KMnO4分別與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的離子方程式：①_________________________________________________________；②_________________________________________________________；③_________________________________________________________；④_________________________________________________________。
ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
2．實驗裝置及實驗過程
【師說·助學(xué)】　實驗室能用排飽和食鹽水收集氯氣的原因飽和食鹽水中Cl－濃度較大，抑制了Cl2與水的反應(yīng)，Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小。
3．驗滿方法(1)將濕潤的淀粉--碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。(2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。(3)根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否集滿。
3．除去Cl2中少量HCl氣體，可用飽和食鹽水，也可用飽和碳酸氫鈉溶液：_____________________________________________________。4．用NaOH溶液吸收多余的Cl2時，為防止倒吸，導(dǎo)氣管不能伸到液面以下：____________________________________________________________。
錯誤。Cl2也可與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)。
錯誤。用NaOH溶液吸收多余的Cl2時，不會產(chǎn)生倒吸，導(dǎo)氣管應(yīng)伸到液面以下。
【教考銜接】典例 實驗室中利用MnO2制備干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列圖示裝置和原理不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　)A．連接圖1、圖2裝置，向分液漏斗中注水，打開K1，關(guān)閉K2，檢查裝置氣密性B．圖1裝置中，滴加濃鹽酸，點燃酒精燈，可制備Cl2C．可通過圖2裝置干燥并收集一定量的Cl2D．連接圖1、圖3裝置，打開K1，點燃酒精燈，可制備少量氯水
解析：圖1裝置中為恒壓分液漏斗，注水后無論氣密性是否良好，水都能順利流下，不能檢查裝置的氣密性，故A符合題意；圖1裝置中，濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下反應(yīng)可制備Cl2，故B不符合題意；飽和食鹽水除去氯氣中的HCl氣體，濃硫酸干燥氯氣，且氯氣密度比空氣的大，可通過圖2裝置干燥并收集一定量的Cl2，故C不符合題意；連接圖1、圖3裝置，打開K1，點燃酒精燈，制備氯氣，氯氣進(jìn)入水中，可制備少量氯水，故D不符合題意。
【師說·延伸】　 制取Cl2裝置的創(chuàng)新
1．實驗室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣(　　)A．①比②多 B．②比①多C．一樣多 D．無法比較
2．實驗室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時，有如下操作：①連好裝置，檢查裝置氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集氯氣。順序排列正確的是(　　)A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
解析：制取氯氣的正確操作步驟：先連接裝置、檢查裝置氣密性，然后裝入藥品，先向燒瓶中裝入二氧化錳，再向分液漏斗中裝入濃鹽酸，再加熱制取、收集氯氣，由于氯氣有毒，最后需要進(jìn)行尾氣吸收，故正確的排序為①③④②⑥⑤。
3．某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸溶液反應(yīng)可制取氯氣，化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4△2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他們設(shè)計如圖實驗裝置制取氯氣并驗證其性質(zhì)。請回答下列問題：(1)該實驗中A部分的裝置是________(填字母)。
(2)裝置B中的現(xiàn)象是__________________。(3)請寫出裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： ______________________，裝置E的作用是__________________________。(4)制取Cl2的方法有多種，若A部分的裝置是a，請再寫出一種制備方法：___________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
吸收多余的Cl2，防止污染空氣
2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
微專題7 重要含氯化合物的制備許多含氯化合物的制備都涉及氯氣實驗室制法，除考慮氯氣的凈化、尾氣處理外，還應(yīng)考慮所制取物質(zhì)的特殊性質(zhì)(一般題干信息中提供)。如在制取易水解的氯化物時要特別注意，排盡裝置中空氣，前擋后堵防水解；制取二氧化氯、次氯酸鹽、亞氯酸鹽時要注意控制溫度等。
【典題示例】典例 [2020·全國卷Ⅲ，26節(jié)選]氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO。
回答下列問題：(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是________，a中的試劑為________。(2)b中采用的加熱方式是________，c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是_________________________，采用冰水浴冷卻的目的是________________。(3)d的作用是_____________，可選用試劑________(填標(biāo)號)。A．Na2S B．NaClC．Ca(OH)2 D．H2SO4(4)反應(yīng)結(jié)束后，取出b中試管，經(jīng)冷卻結(jié)晶，________，________________，干燥，得到KClO3晶體。
Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(4)b中試管為KClO3和KCl的混合溶液，KClO3的溶解度受溫度影響更大，所以將試管b中混合溶液冷卻結(jié)晶、過濾、少量(冷)水洗滌、干燥，得到KClO3晶體。
解析：在ClO2發(fā)生器中產(chǎn)生ClO2氣體，通入空氣，可以將其吹入吸收塔中進(jìn)行吸收，選項A正確；吸收塔中加入了濃氫氧化鈉溶液，為堿性環(huán)境不會生成H＋，選項B錯誤；冷卻結(jié)晶得到NaClO2固體后，應(yīng)該經(jīng)過過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品，選項C正確；氣體的貯存和運輸都遠(yuǎn)比固體困難，所以將ClO2氣體制成NaClO2固體的主要目的是便于貯存和運輸，選項D正確。
2．四氯化鈦(TiCl4)極易水解，遇空氣中的水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”，常用作煙幕彈。其熔點為－25 ℃，沸點為136.4 ℃。某實驗小組設(shè)計如下裝置(部分加熱和夾持裝置省略)，用Cl2與炭粉、TiO2制備TiCl4。下列說法不正確的是(　　)A．②中應(yīng)盛裝濃硫酸B．冷凝管有冷凝、回流和導(dǎo)氣的作用C．③中的反應(yīng)中，TiO2是氧化劑，炭粉是還原劑D．該設(shè)計存在不足，如④、⑤之間缺少防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置
解析：已知四氯化鈦極易水解，遇空氣中的水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”，而制得的氯氣中混有水蒸氣，所以②中應(yīng)盛裝濃硫酸，故A正確；TiCl4的熔、沸點較低，制得的TiCl4應(yīng)經(jīng)過冷凝處理，則該裝置中冷凝管具有冷凝、回流和導(dǎo)氣的作用，故B正確；因四氯化鈦極易水解，所以應(yīng)在裝置④和⑤之間增加一個防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置，故D正確。
3．某研究性學(xué)習(xí)小組利用下列裝置制備漂白粉。(1)裝置④中的X試劑為________________。(2)裝置③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度較高時有副反應(yīng)發(fā)生，改進(jìn)該實驗裝置以減小副反應(yīng)發(fā)生的方法是__________________________。
2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
將裝置③放于冷水浴中進(jìn)行實驗
4．氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物，沸點為77 ℃，在農(nóng)藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生白霧和帶有刺激性氣味的氣體。實驗室合成SOCl2的原理為SO2＋Cl2＋SCl2===2SOCl2，部分裝置如圖所示。
回答以下問題：(1)實驗室制取SOCl2時，所選儀器的連接順序是⑥→________________→①②←__________________(某些儀器可以多次使用)。(2)冷凝管口③是________(填“進(jìn)水”或“出水”)口，冷凝管上連接干燥管的作用是___________________________________________________________。(3)SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。(4)已知SCl2的沸點為50 ℃。實驗結(jié)束后，將三頸燒瓶中的混合物分離開的實驗操作名稱是______。
吸收逸出的Cl2、SO2，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置而使SOCl2水解
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl

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