第 17 讲 氯气的实验室制法及应用
01 掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。增强设计物质制备实验方案的绿色环保意识。
重点·夯基易错
1．制取原理
－1 强氧化剂 0
HC l (浓)
― ― ― ― ―除 M―nO ―外还―2 有 K―MnO― 4、K―ClO― ― ― ― ― ― ― →Cl 3、K2Cr2O7 等 2
完成下列有关反应的离子方程式：
(1)MnO2和浓盐酸：______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)Ca(ClO)2与浓盐酸：___________________________________________________________。
(3)KClO3与浓盐酸：_____________________________________________________________。
(4)KMnO4与浓盐酸：____________________________________________________________。
△
【答案】 (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－ == === Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(3)ClO－3 ＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(4)2MnO－4 ＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2．实验装置
思考 (1)如何用最简单的方法判断氯气已收集满？
(2)实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，请解释用此方法收集氯气的原因。
【解析】(1)观察集气瓶中气体颜色的变化，若集气瓶上部充满黄绿色气体，则证明 Cl2已收集满。
(2)饱和食盐水中 Cl－浓度较大，抑制了 Cl2 与水的反应，Cl2 在饱和食盐水中的溶解度很小，因此可用排饱
和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发产生的 HCl 气体。
3．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与 MnO2 不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反
应停止，故盐酸中的 HCl 不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少 HCl 挥发。
(3)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。
(4)尾气处理时，用 NaOH 溶液吸收 Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含 Ca(OH)2的量少，吸
收不完全。
1．含 0.4 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2共热，能得到 0.1 mol Cl2( )
2．用饱和 NaHCO3溶液除去 Cl2中混有的 HCl( )
3．常用饱和石灰水吸收尾气中的 Cl2( )
4．用干燥的淀粉碘化钾试纸检验 Cl2是否收集满( )
【答案】 1.× 2.× 3.× 4.×
方法·规律总结
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加热温度不宜过高，以减少 HCl 挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的 Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。
(5)工业制法
电解饱和食盐水，反应的化学方程式为
电解
2NaCl＋2H2O === == 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
点拨·能力培养
1．实验室用 MnO2 和浓盐酸制 Cl2 时，有如下操作：①连好装置，检查装置气密性；②缓缓加热；③加入
MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用 NaOH 溶液吸收；⑥用向上排空气
法收集氯气。顺序排列正确的是( )
A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
【答案】 D
【解析】 制取氯气的正确操作步骤：先连接装置、检查装置气密性，然后装入药品，先向烧瓶中装入二
氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，再加热制取、收集氯气，由于氯气有毒，最后需要进行尾气吸收，
故正确的排序为①③④②⑥⑤。
2．下列方法中，可制得 Cl2的正确组合是( )
①MnO2 和浓盐酸混合共热；②MnO2、NaCl 和浓硫酸混合共热；③NaClO 和浓盐酸混合；④K2Cr2O7 和浓
盐酸混合；⑤KClO3和浓盐酸混合；⑥KMnO4和浓盐酸混合
A．①②⑥ B．②④⑥
C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥
【答案】 D
真题·明考向
1．（2024·广东·高考真题）1810 年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以
下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B
制备Cl2 净化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 验证Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，
不能达到预期目的，A 符合题意；
B．实验室制得的氯气中有 HCl 杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净
化、干燥 Cl2的目的，B 不符合题意；
C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C 不符合题意；
D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D 不符合题意；
故选 A。
2．（2023·江苏·高考真题）实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和 MnO2反应，不能使用稀盐酸，A 错误；
B．除去Cl2 中的 HCl 可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B 错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C 正确；
D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D 错误。
故选 C。
3．（2022·广东·高考真题）实验室用MnO2 和浓盐酸反应生成Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处
理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有 HCl，可用饱和食盐水除去 HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A
装置能达到实验目的，故 A 不符合题意；
B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B 装置能收集氯气，故 B 不符合题意；
C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故 C 不符合题意；
D．氯气在水中的溶解度较小，应用 NaOH 溶液吸收尾气，D 装置不能达到实验目的，故 D 符合题意；
答案选 D。
演练·提能力
1．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置
任选)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2 +浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应，也可以是固液不加热型；右侧气体收集装置，
长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法；
【解析】A．饱和Na2SO3 溶液和浓硫酸反应可以制SO2 ，使用固液不加热制气装置，SO2 密度比空气大，用
向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，A 不符合题意；
B．MnO2和浓盐酸加热反应可以制Cl2 ，使用固液加热制气装置，Cl2 密度比空气大，用向上排空气法收集，
可以完成相应气体的发生和收集实验，B 不符合题意；
C．固体NH4Cl与熟石灰加热可以制NH3需要使用固固加热制气装置，图中装置不合理，不能完成相应气体
的发生和收集实验，C 符合题意；
D．石灰石(主要成分为CaCO3 )和稀盐酸反应可以制CO2，使用固液不加热制气装置，CO2密度比空气大，
用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，D 不符合题意；
本题选 C。
2．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A．Fe 与稀硝酸反应制 NO
B．MnO2与浓盐酸共热制备 Cl2
C．NaOH 与浓氨水制备 NH3
D．Na2SO3与浓硫酸制备 SO2
【答案】D
【解析】A．NO 与 O2反应生成 NO2，不能用排空气法收集 NO，故不选 A；
B．二氧化锰与浓盐酸共热制备 Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选 B；
C．氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集 NH3，故不选 C；
D．Na2SO3与浓硫酸反应生成 SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集 SO2，故选 D；
选 D。
3．（2024·浙江·高考真题）下列实验装置使用不正确的是
A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C．图③装置用于测定中和反应的反应热
D．图④装置用于制备乙酸乙酯
【答案】A
【解析】A．图①装置没有加热装置，不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，A 错误；
B．利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液，装置和操作正确，B 正确；
C．图③装置用于测定中和反应的反应热，温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用，装置密封、隔热保温效
果好，C 正确；
D．图④装置用于制备乙酸乙酯，导管末端不伸入液面下，利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯，D 正确；
故选 A。
4．实验室用H2还原WO3 制备金属 W 的装置如图所示( Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于
吸收少量氧气)，下列说法正确的是
A．①、②、③中依次盛装KMnO4 溶液、浓H2SO4 、焦性没食子酸溶液
B．装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
C．结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热
D．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
【答案】D
【分析】H2还原 WO3制备金属 W，装置 Q 用于制备氢气，因盐酸易挥发，则①、②、③应分别用于除去
HCl、H2S、氧气和水，得到干燥的氢气与 WO3在加热条件下制备 W，实验结束后应先停止加热再停止通入
氢气，以避免 W 被重新氧化，以此解答该题。
【解析】A．气体从焦性没食子酸溶液中逸出，得到的氢气混有水蒸气，应最后通过浓硫酸干燥，故 A 错
误；
B．装置 Q 优点是随开随用，随关随停，仅适用于块状固体和液体的反应，且装置不能加热；故该装置不能
用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，因为二氧化锰是粉末状固体，且该反应需要加热，故 B 错误；
C．实验结束后应先停止加热再停止通入氢气，使 W 处在氢气的氛围中冷却，以避免 W 被重新氧化，故 C
错误；
D．点燃酒精灯进行加热前，应检验氢气的纯度，以避免不纯的氢气发生爆炸，可点燃气体，通过声音判断
气体浓度，声音越尖锐，氢气的纯度越低，故 D 正确；
答案选 D。
5．(2022·广东)实验室用 MnO2 和浓盐酸反应生成 Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进
行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
【答案】 D
【解析】 浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有 HCl，可用饱和食盐水除去 HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，故 A
不符合题意；氯气的密度大于空气，可用向上排空气法收集，故 B 不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥
的红布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故 C 不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用 NaOH
溶液吸收尾气，故 D 符合题意。
6．（2022·北京·高考真题）某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料：
i．Mn2+在一定条件下被 Cl2或 ClO-氧化成 MnO2(棕黑色)、MnO2-4 (
-
绿色)、MnO4 (紫色)。
ii - 2-．浓碱条件下，MnO4可被 OH-还原为MnO4 。
iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
C
序 中实验现象
物质 a
号 通入 Cl2前 通入 Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
Ⅱ 5%NaOH 溶液
色沉淀 仍有沉淀
40%NaOH 溶 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
Ⅲ
液 色沉淀 仍有沉淀
(1)B 中试剂是 。
(2)通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验 I、Ⅱ通入 Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料 ii，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入 Cl2导致溶液的碱性减弱。
MnO2- -原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将 4 氧化为MnO4 。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的 1mL 悬浊液，加入 4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶
液紫色变为绿色的离子方程式为 ，溶液绿色缓慢加深，原因是 MnO2被 (填“化学式)氧化，
可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量；
③取Ⅱ中放置后的 1mL 悬浊液，加入 4mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是 。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因 。
【答案】(1)饱和 NaCl 溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 4 MnO-4 +4OH-=4 MnO
2-
4 +O2↑+2H2O Cl2
3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO-4 +3Cl-+H2O 过量 Cl2与 NaOH 反应产生 NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)
- 2-
降低，溶液中的MnO4 被还原为MnO4 的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
【分析】在装置 A 中 HCl 与 KMnO4发生反应制取 Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除 HCl 对 Cl2性质的干
扰，在装置 B 中盛有饱和 NaCl 溶液，除去 Cl2中的杂质 HCl，在装置 C 中通过改变溶液的 pH，验证不同
条件下 Cl2与 MnSO4反应，装置 D 是尾气处理装置，目的是除去多余 Cl2，防止造成大气污染；
【解析】（1）B 中试剂是饱和 NaCl 溶液，作用是吸收 Cl2中的杂质 HCl 气体，故答案为：饱和 NaCl 溶液；
（2）通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中 Mn2+与碱性溶液中 NaOH 电离产生的 OH-反应产生 Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀
不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色 MnO2，则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为：
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O，故答案为：2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O；
（3）对比实验 I、Ⅱ通入 Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是：Mn2+的还原性随溶液碱性
的增强而增强，故答案为：Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强；
（4）①Cl2与 NaOH 反应产生 NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
②取Ⅲ中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶
- 2-
液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，MnO -4可被 OH 还原为MnO4 ，根据电子守恒、电荷守恒及原子守
- 2-
恒，可知该反应的离子方程式为：4 MnO -4 +4OH =4 MnO4 +O2↑+2H2O；溶液绿色缓慢加深，原因是 MnO2
被 Cl - 2-2氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量，故答案为：4 MnO4 +4OH-=4 MnO4 +O2↑+2H2O；Cl2；
③取Ⅱ中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL 水，溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明 ClO-将 MnO2氧
MnO-化为 4 ，发生的反应是：3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO
-
4 +3Cl-+H2O，故答案为：3ClO-+2MnO2+2OH-=2 MnO
-
4
+3Cl-+H2O；
④从反应速率的角度，过量 Cl2与 NaOH 反应产生 NaClO -，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，溶液中MnO4
的被还原为MnO2-4 的速率减小，导致实验Ⅲ未得到绿色溶液，故答案为：过量 Cl2与 NaOH 反应产生
NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，溶液中的MnO-4 被还原为MnO
2-
4 的速率减小，因而实验Ⅲ未得到
绿色溶液。
7．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为 Ca(ClO)2＋CaCl2＋
△
2H2SO4 == === 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中 A 部分的装置是________(填字母)。
(2)装置 B 中的现象是__________________________________________________________。
(3)请写出装置 D 中发生反应的离子方程式：______________________________________
_____________________________________________________________________________，
装置 E 的作用是_______________________________________________________________。
(4) 请 帮 助 他 们 设 计 一 个 实 验 ， 证 明 洗 气 瓶 C 中 的 亚 硫 酸 钠 已 被 氧 化 ( 简 述 实 验 步 骤 ) ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5) 制 取 Cl2 的 方 法 有 多 种 ， 若 A 部 分 的 装 置 是 a ， 请 再 写 出 一 种 制 备 方 法 ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
【答案】 (1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的 Cl2，防止污染空气 (4)取少
量 C 中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加 BaCl2 溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，
则证明洗气瓶 C 中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
【解析】 (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。
(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝色。(4)亚硫酸钠被氧
化生成硫酸钠，只要验证 SO 2－4 的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验 SO 2－4 的存在选用稀盐酸和氯化
钡溶液。
8．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制
备 KClO3和 NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放 MnO2粉末的仪器名称是__________，a 中的试剂为__________。
(2)b 中 采 用 的 加 热 方 式 是 _________________________ ， c 中 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 是
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷却的目的是_______________________________________________________。
(3)d 的作用是______________，可选用试剂______(填标号)。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出 b 中试管，经冷却结晶，________，__________________，干燥，得到 KClO3晶体。
(5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分别置于 1 号和 2 号试管中，滴加中性 KI 溶液。1 号试管溶液颜色不变。2
号试管溶液变为棕色，加入 CCl4 振荡，静置后 CCl4 层显________色。可知该条件下 KClO3 的氧化能力
________NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】 (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl －2＋2OH ===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成 NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
【解析】 由题干信息及装置图分析各装置的作用，a 装置用于除杂，b 装置用于制备氯酸钾，c 装置用于
制备次氯酸钠，d 装置用于尾气处理。
(1)盛放 MnO2 粉末的仪器是圆底烧瓶。产生的氯气中混有氯化氢杂质，除掉氯化氢需要将气体通过饱和食
盐水。(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO
－＋Cl－＋H2O。根据 b、c 装置水浴温度的不同推知，生成氯酸盐时需要酒精灯加热，生成次氯酸盐时需要
冰水冷却，所以 c 中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。(3)d 是尾气处理装置，吸收氯气可以用硫化钠溶液
或氢氧化钙浊液。(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶，过滤，少量冷水洗涤，干燥，此处用少
量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。(5)碘在四氯化碳中呈紫色；碘在水中的颜色为棕色或褐色，主要
由碘的浓度决定。2 号试管中溶液变棕色说明生成 I2,1 号试管中没有颜色变化，说明没有生成 I2，由此可以
判断氯酸钾的氧化能力小于次氯酸钠的氧化能力。第 17 讲 氯气的实验室制法及应用
01 掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。增强设计物质制备实验方案的绿色环保意识。
重点·夯基易错
1．制取原理
－1 强氧 化剂 0HC l (浓) ― ― ― ― ―除 M―nO ―外还―有 K―MnO― 、K― ―2 4 ClO3、K― ―2Cr2O7 等― ― ― ― →C l2
完成下列有关反应的离子方程式：
(1)MnO2和浓盐酸：______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)Ca(ClO)2与浓盐酸：___________________________________________________________。
(3)KClO3与浓盐酸：_____________________________________________________________。
(4)KMnO4与浓盐酸：____________________________________________________________。
2．实验装置
思考 (1)如何用最简单的方法判断氯气已收集满？
(2)实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，请解释用此方法收集氯气的原因。
【解析】(1)观察集气瓶中气体颜色的变化，若集气瓶上部充满黄绿色气体，则证明 Cl2已收集满。
(2)饱和食盐水中 Cl－浓度较大，抑制了 Cl2 与水的反应，Cl2 在饱和食盐水中的溶解度很小，因此可用排饱
和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发产生的 HCl 气体。
3．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与 MnO2 不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反
应停止，故盐酸中的 HCl 不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少 HCl 挥发。
(3)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。
(4)尾气处理时，用 NaOH 溶液吸收 Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含 Ca(OH)2的量少，吸
收不完全。
1．含 0.4 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2共热，能得到 0.1 mol Cl2( )
2．用饱和 NaHCO3溶液除去 Cl2中混有的 HCl( )
3．常用饱和石灰水吸收尾气中的 Cl2( )
4．用干燥的淀粉碘化钾试纸检验 Cl2是否收集满( )
方法·规律总结
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加热温度不宜过高，以减少 HCl 挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的 Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。
(5)工业制法
电解饱和食盐水，反应的化学方程式为
电解
2NaCl＋2H2O === == 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
点拨·能力培养
1．实验室用 MnO2 和浓盐酸制 Cl2 时，有如下操作：①连好装置，检查装置气密性；②缓缓加热；③加入
MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用 NaOH 溶液吸收；⑥用向上排空气
法收集氯气。顺序排列正确的是( )
A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
2．下列方法中，可制得 Cl2的正确组合是( )
①MnO2 和浓盐酸混合共热；②MnO2、NaCl 和浓硫酸混合共热；③NaClO 和浓盐酸混合；④K2Cr2O7 和浓
盐酸混合；⑤KClO3和浓盐酸混合；⑥KMnO4和浓盐酸混合
A．①②⑥ B．②④⑥
C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥
真题·明考向
1．（2024·广东·高考真题）1810 年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以
下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B
制备Cl2 净化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 验证Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·江苏·高考真题）实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
3．（2022·广东·高考真题）实验室用MnO2 和浓盐酸反应生成Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处
理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A B．B C．C D．D
演练·提能力
1．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置
任选)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2 +浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A．Fe 与稀硝酸反应制 NO
B．MnO2与浓盐酸共热制备 Cl2
C．NaOH 与浓氨水制备 NH3
D．Na2SO3与浓硫酸制备 SO2
3．（2024·浙江·高考真题）下列实验装置使用不正确的是
A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C．图③装置用于测定中和反应的反应热
D．图④装置用于制备乙酸乙酯
4．实验室用H2还原WO3 制备金属 W 的装置如图所示( Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于
吸收少量氧气)，下列说法正确的是
A．①、②、③中依次盛装KMnO4 溶液、浓H2SO4 、焦性没食子酸溶液
B．装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
C．结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热
D．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
5．(2022·广东)实验室用 MnO2 和浓盐酸反应生成 Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进
行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
6．（2022·北京·高考真题）某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料：
i．Mn2+在一定条件下被 Cl2或 ClO-氧化成 MnO2(棕黑色)、MnO2-4 (绿色)、MnO
-
4 (紫色)。
ii - 2-．浓碱条件下，MnO4可被 OH-还原为MnO4 。
iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
C
序 中实验现象
物质 a
号 通入 Cl2前 通入 Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
Ⅱ 5%NaOH 溶液
色沉淀 仍有沉淀
40%NaOH 溶 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
Ⅲ
液 色沉淀 仍有沉淀
(1)B 中试剂是 。
(2)通入 Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验 I、Ⅱ通入 Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料 ii，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入 Cl2导致溶液的碱性减弱。
2-
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnO4 氧化为MnO
-
4 。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的 1mL 悬浊液，加入 4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶
液紫色变为绿色的离子方程式为 ，溶液绿色缓慢加深，原因是 MnO2被 (填“化学式)氧化，
可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量；
③取Ⅱ中放置后的 1mL 悬浊液，加入 4mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是 。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因 。
7．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为 Ca(ClO)2＋CaCl2＋
△
2H2SO4 == === 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中 A 部分的装置是________(填字母)。
(2)装置 B 中的现象是__________________________________________________________。
(3)请写出装置 D 中发生反应的离子方程式：______________________________________
_____________________________________________________________________________，
装置 E 的作用是_______________________________________________________________。
(4) 请 帮 助 他 们 设 计 一 个 实 验 ， 证 明 洗 气 瓶 C 中 的 亚 硫 酸 钠 已 被 氧 化 ( 简 述 实 验 步 骤 ) ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5) 制 取 Cl2 的 方 法 有 多 种 ， 若 A 部 分 的 装 置 是 a ， 请 再 写 出 一 种 制 备 方 法 ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
8．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制
备 KClO3和 NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放 MnO2粉末的仪器名称是__________，a 中的试剂为__________。
(2)b 中 采 用 的 加 热 方 式 是 _________________________ ， c 中 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 是
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷却的目的是_______________________________________________________。
(3)d 的作用是______________，可选用试剂______(填标号)。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出 b 中试管，经冷却结晶，________，__________________，干燥，得到 KClO3晶体。
(5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分别置于 1 号和 2 号试管中，滴加中性 KI 溶液。1 号试管溶液颜色不变。2
号试管溶液变为棕色，加入 CCl4 振荡，静置后 CCl4 层显________色。可知该条件下 KClO3 的氧化能力
________NaClO(填“大于”或“小于”)。
