第二章 第二节 第三课时 氯气的实验室制法(课件 学案 练习)高中化学人教版(2019)必修 第一册

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名称 第二章 第二节 第三课时 氯气的实验室制法(课件 学案 练习)高中化学人教版(2019)必修 第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-08-04 21:38:16

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第三课时 氯气的实验室制法
1.下列关于实验室制氯气的说法中错误的是(  )
A.该反应的离子方程式为MnO2+4H++4Cl-MnCl2+2H2O+Cl2↑
B.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸,可以证明是否有氯气逸出
C.HCl表现还原性和酸性
D.该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
2.(2024·泰安高一检测)根据氯气的物理性质,有人设计了如图所示的装置收集氯气,下列说法中正确的是(  )
A.排空气法收集氯气:A进气,B出气
B.排空气法收集氯气:B进气,A出气
C.排饱和食盐水法收集氯气:A进气,B出液
D.排氢氧化钠溶液法收集氯气:B进气,A出液
3.氯气是实验室和工业上的常用气体,下列说法不正确的是(  )
A.可采用碱石灰干燥氯气
B.可通过排饱和食盐水法收集氯气
C.常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D.工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
4.实验室用下列方法制取氯气:①用384 g质量分数为38%的浓盐酸与足量的二氧化锰反应;②用87 g二氧化锰与足量浓盐酸反应。若不考虑氯化氢的挥发,则反应后所得氯气的质量(  )
A.方法①比方法②多 B.方法②比方法①多
C.两种方法一样多 D.无法比较
5.如图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是(  )
A.铁屑和稀硫酸 B.二氧化锰和浓盐酸
C.氯酸钾和二氧化锰 D.碳酸钙和稀盐酸
6.氯气、“84”消毒液、漂白粉等都是含氯的消毒剂,某化学兴趣小组利用如图装置制备“84”消毒液、漂白粉,并收集纯净干燥的氯气。回答下列问题:
(1)装置丁用来收集纯净且干燥的氯气,进气口为    (填字母);装置乙和丙盛装的试剂分别是    、    (填名称)。
(2)将氯气通入装置己中制备漂白液,则装置己中发生反应的离子方程式为                       ,
有同学认为装置己还有一个作用,该作用为              ,发挥该作用时    (填“能”或“不能”)用澄清石灰水代替。
(3)装置戊中盛装石灰乳用来制备漂白粉,漂白粉的有效成分为    (填化学式),漂白粉长时间暴露在空气中容易发生变质的原因为                                            (结合化学方程式说明)。
7.(2024·商丘高一期中)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说法正确的是(  )
A.固体X可以是MnO2
B.a处花瓣褪色,Cl2与水反应的离子方程式为Cl2+H2OCl-+ClO-+2H+
C.加热b处,可观察到苍白色火焰
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
8. 实验室中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中试剂可以是饱和食盐水,目的是除去Cl2中的HCl
B.实验过程中,硬质玻璃管中产生大量棕黄色的烟
C.装置B中试剂可以是浓硫酸,目的是除去Cl2中的H2O
D.实验时,应该先加热装置D,再加热装置A
9.某学生设计如图所示的实验装置,利用氯气与潮湿的消石灰(氢氧化钙)反应制取少量漂白粉(该反应放出热量),回答下列问题:
(1)在A装置中用固体二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,写出该反应的离子方程式:                                           。
(2)C装置的作用是                   (用离子方程式表示)。
(3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在U形管中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是将U形管置于      (填“冰水浴”或“热水浴”)中。
②另一个副反应是2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O,为避免此副反应的发生,装置的改进措施为          。
10.在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图:
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):         接         ;         接         ;         接         ;       接    。
(2)装置中,饱和食盐水的作用是         ;NaOH溶液的作用是             。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到                                ,反应的化学方程式为                       。
(4)写出下列反应的化学方程式。
①气体发生装置中进行的反应:                                           。
②NaOH溶液中发生的反应:                                           。
第三课时 氯气的实验室制法
1.A 氯化锰在溶液中完全电离,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,A错误。
2.A 氯气的密度比空气大,若用排空气法收集,集气瓶中导管应长进短出,A正确,B错误;若用排饱和食盐水法收集氯气,应短管进气长管出液,C错误;氢氧化钠溶液会吸收氯气,D错误。
3.A 氯气可与碱反应,碱石灰含有氢氧化钠和氧化钙,因此,不能用碱石灰干燥氯气,A不正确。
4.B 在MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,随着浓盐酸变稀,不再与二氧化锰反应,384 g质量分数为38%的浓盐酸不可能完全反应,制得的氯气小于71 g;若浓盐酸足量,87 g二氧化锰可制得71 g氯气。
5.D 铁和稀硫酸生成的氢气应用向下排空气法收集;二氧化锰和浓盐酸反应制氯气需加热;氯酸钾和二氧化锰反应制取氧气为“固+固加热”型装置;碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳的反应不需加热,二氧化碳密度大于空气,且可用浓硫酸干燥。
6.(1)b 饱和食盐水 浓硫酸
(2)Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O 吸收尾气Cl2,防止污染空气 不能
(3)Ca(ClO)2 漂白粉在空气中会发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO和2HClO2HCl+O2↑,从而变质失效
解析:本实验通过二氧化锰和浓盐酸加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水来制备氯气,而后通过饱和食盐水吸收氯气中混有的氯化氢气体,通过浓硫酸干燥氯气,收集氯气时应该长进短出,因氯气有毒,最后用氢氧化钠吸收尾气,防止污染空气;氢氧化钙溶液吸收的氯气较少,故吸收尾气时,不能用澄清石灰水代替。(3)漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙;漂白粉长时间暴露在空气中,次氯酸钙会和水、CO2反应生成碳酸钙和次氯酸,HClO见光易分解生成HCl和O2,故原因为漂白粉在空气中会发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO和2HClO2HCl+O2↑,从而变质失效。
7.D 二氧化锰与浓盐酸需加热才能反应制取氯气,A错误;a处花瓣褪色,鲜花花瓣中有水分,Cl2与水反应的离子方程式为Cl2+H2OCl-+HClO+H+,B错误;加热b处,可观察到有白烟生成,是由于Na与Cl2反应生成了NaCl小颗粒,看不到苍白色火焰,C错误;d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用,D正确。
8.B 为了得到干燥纯净的氯气,因此要先除去氯化氢,后除去水蒸气,因此装置B盛放饱和食盐水,除去Cl2中的HCl,装置C中盛放浓硫酸,除去水蒸气,A、C错误;铜和氯气加热反应,产生棕黄色的烟,B正确;实验时,为了排净装置内空气,应该先点燃装置A处的酒精灯,至产生的氯气充满整个装置,然后再点燃D处的酒精灯,D错误。
9.(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (3)①冰水浴 ②在A、B装置之间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
解析:(2)氯气是有毒气体,为防止污染空气,要进行尾气处理,C装置中的氢氧化钠溶液用于吸收未反应完的氯气,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(3)①因温度较高时发生副反应生成Ca(ClO3)2,故可将B装置放在冰水浴中来避免该副反应的发生。②因浓盐酸易挥发,则另一个副反应为HCl与消石灰的反应,所以应除去氯气中的HCl,即在A、B装置之间接一个装有饱和食盐水的洗气瓶。
10.(1)E C D A B H G F
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝 2KI+Cl22KCl+I2
(4)①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
解析:(1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中HCl杂质;浓硫酸的作用是除去Cl2中的水蒸气;NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。(3)湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应:Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝色。
2 / 3第三课时 氯气的实验室制法
课程 标准 1.能利用典型代表物的性质和反应,设计氯气的制备、提纯和检验等简单任务的方案。 2.通过对氯气实验室制法的学习,学会研究气体实验室制法的方法和流程
分点突破 氯气的实验室制法
 实验室里用MnO2与浓盐酸混合共热制取Cl2[MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O],实验装置如下:
【交流讨论】
1.用上述实验方法制得的Cl2中混有哪些杂质?上述装置中饱和食盐水和浓硫酸的作用分别是什么?
2.烧杯中NaOH溶液的作用是什么?某同学认为可以用澄清石灰水代替NaOH溶液,同时还可以制得漂白粉,你认为该同学的想法是否合理?依据是什么?
3.制取Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2。
(1)在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是    ,还原剂是    ,氧化剂和还原剂个数之比为    。每生成1个Cl2,转移    个电子,HCl除了表现还原性还表现出   性,若MnO2过量,则HCl    (填“能”或“不能”)反应完全,原因是                       
                       。
(2)KMnO4是一种很强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,请写出化学方程式,作还原剂的HCl占参与反应的多少?
实验室制备氯气
名师点拨
(1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。
(2)在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸既起还原剂的作用,又起酸的作用,体现了还原性和酸性。
  
1.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制备Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的装置正确的是(  )
2.(2024·通州高一期中)某小组同学用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气后,按照净化、收集、性质检验和尾气处理的顺序进行实验,下列装置不能达到实验目的的是(  )
A B
C D
制备气体的装置与连接方法(归纳与论证)
【典例】 某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
3Mn+2H2O2Mn+MnO2↓+4OH-
回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是                          ;装置C中的试剂为    ;装置A中制备Cl2的化学方程式为                         。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是               。
【规律方法】
实验室中制取气体装置的设计流程
(1)常见气体制备装置
反应物为固体(加热) 反应物为固体+液体(不加热) 反应物为固体+液体(加热)
装置示意图
典型 气体 O2等 H2、O2、CO2等 Cl2等
(2)常用除杂装置
①洗气瓶(甲):盛有液体除杂试剂,气流方向是长管进,短管出。
②干燥管(乙):盛有固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。
(3)常用气体收集方法
方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置
典型 气体 O2、H2等 O2、Cl2、CO2等 H2、NH3等
(4)常用气体尾气处理方法
方法 装置 典型气体
燃烧法 CO等
吸收法 Cl2、SO2等
收集法 CO等
【迁移应用】
1.下列制备气体的原理正确,并能用如图装置(夹持仪器略)进行反应和气体收集的是(  )
A.MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B.H2O2与MnO2制取O2
C.石灰石与稀硫酸反应制取CO2
D.Cu与稀硫酸反应制取H2
2.下列能达到实验目的的是(  )
 
A.①除去杂质气体CO2
B.②收集并吸收多余的Cl2
C.③干燥Cl2
D.④吸收HCl制盐酸
3.现提供下列实验装置:
(1)写出B装置中仪器甲的名称     。
(2)以高锰酸钾为原料制备氧气,还原产物是     (填名称),该反应的化学方程式为                       
                       。
(3)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末状固体,是航空航天、潜水艇的供氧剂。常温下与水反应制取氧气,选择的发生装置是    (填字母)。检验该装置气密性的操作方法:                       
                       。
1.实验室制取氯气装置如图所示。主要操作步骤为:
①加热制取氯气
②收集氯气
③检查装置气密性
④处理尾气
下列选项中正确的实验操作顺序是(  )
A.①②③④ B.③①②④
C.②④③① D.④③①②
2.下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述中,不正确的是(  )
A.MnO2与浓盐酸共热
B.用向下排空气法收集Cl2
C.缓慢加热反应
D.多余氯气常用较浓的碱液吸收
3.实验室制备氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法错误的是(  )
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.生成的氯气中含有水蒸气和HCl
4.(2024·保定高一期中)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是(夹持装置已略去)(  )
化学试剂 制备的气体
A 稀盐酸与碳酸氢钠 CO2
B 稀硫酸与铝 H2
C 过氧化氢与二氧化锰 O2
D 浓盐酸与高锰酸钾 Cl2
5.(2024·银川高一期末)实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气,所需实验装置如图所示。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式:                      
                       。
(2)连接上述仪器,仪器的正确连接顺序是a→      。
(3)NaOH溶液的作用是(用化学方程式表示)                       。
第三课时 氯气的实验室制法
【基础知识·准落实】
分点突破
探究活动
交流讨论
1.提示:Cl2中混有HCl和水蒸气。用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。
2.提示:NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2,以防污染环境。不合理;澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度较小,不宜用来吸收尾气。
3.提示:(1)MnO2 HCl 1∶2 2 酸 不能 随着反应的进行,浓盐酸逐渐变稀,不再与MnO2反应
(2)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,作还原剂的HCl占参与反应的。
自主练习
1.C 收集气体时,集气瓶不能堵住,应用双孔橡胶塞,A错误;该装置收集的是密度小于空气的气体,而氯气密度大于空气,且氯气有毒不能直接排放,B错误;该装置可收集比空气密度大的氯气,剩余的氯气需要用氢氧化钠溶液吸收,为防止倒吸,用倒扣在水面的漏斗,符合要求,C正确;氯气与氢氧化钠溶液反应,收集不到氯气,D错误。
2.D 氯气在水中的溶解度较小,氯气不可能被水完全吸收,会逸出污染空气,则题给D装置不能达到吸收氯气而防止污染空气的实验目的,D符合题意。
【关键能力·细培养】
【典例】 (1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下 NaOH溶液
Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
解析:(1)装置A中a的作用是平衡气压,使浓盐酸能够顺利滴下;该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应,故装置C中盛放NaOH溶液,用于吸收有毒气体氯气,防止其逸出污染空气;酸性条件下,ClO-与Cl-发生氧化还原反应(归中反应)生成氯气,故装置A中制备Cl2的化学方程式是Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)盐酸具有挥发性,则用浓盐酸制备的Cl2中含有HCl杂质,该杂质进入装置B中会使溶液碱性减弱,而溶液碱性减弱时Mn易发生歧化反应生成Mn和MnO2,又因为HCl还可还原装置B中生成的 KMnO4,导致产物损失,改进的方法是在装置A和装置B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去Cl2中的HCl杂质。
迁移应用
1.B MnO2与浓盐酸反应制取Cl2需要加热,A不选;H2O2与MnO2制取O2,反应不需加热,且氧气不溶于水,可以用排水法收集,B选;石灰石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质,会覆盖在石灰石表面,阻碍石灰石和稀硫酸的进一步接触,反应会很快停止,不适合制取CO2,C不选;Cu与稀硫酸不反应,不能制取H2,D不选。
2.C A项,导气管应该“长进短出”;B项,Cl2密度比空气密度大,Cl2会直接进入NaOH溶液,收集不到气体;D项,HCl易溶于水,会发生倒吸。
3.(1)分液漏斗 (2)锰酸钾、二氧化锰 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ (3)B 将该装置与D装置相连,向水槽中加水没过导管口,关闭分液漏斗下端活塞,用酒精灯微热或热毛巾捂锥形瓶的底部,若导管口有气泡,撤去酒精灯或热毛巾后,导管中有一段水柱,则装置气密性良好
解析:(2)高锰酸钾受热分解:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,根据化学方程式,Mn的化合价由+7价降低为+6、+4价,还原产物为锰酸钾、二氧化锰。(3)Na2O2与水反应不需要加热,又因为Na2O2为粉末,因此该反应不能使用启普发生器简易装置,应选用B装置;检验该装置气密性的操作方法:将该装置与D装置相连,向水槽中加水没过导管口,关闭分液漏斗下端活塞,用酒精灯微热或热毛巾捂锥形瓶的底部,若导管口有气泡,撤去酒精灯或热毛巾后,导管中有一段水柱,则装置气密性良好。
【教学效果·勤检测】
1.B 利用图中装置制取氯气,先检验气密性,再加热制备氯气,然后收集氯气,最后处理尾气,则正确的实验操作顺序是③①②④。
2.B 因为氯气的密度比空气大,所以可用向上排空气法收集Cl2,B错误。
3.C 在MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,每生成1个Cl2转移2个电子;每消耗87 g MnO2,参加反应的HCl为146 g,只有73 g HCl被氧化,即起还原作用的HCl为73 g;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。
4.B A项,二氧化碳的密度大于空气,二氧化碳应从长导管通入,错误;B项,稀硫酸与铝反应放出H2,H2的密度小于空气,从短导管通入进行收集,正确;C项,O2的密度大于空气,O2应从长导管通入,错误;D项,Cl2的密度大于空气,Cl2应从长导管通入,错误。
5.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)d→e→b→c→f→g→h
(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
解析:(2)生成的氯气中含HCl气体和水蒸气,需经过饱和食盐水除去HCl气体,再经过浓硫酸干燥,最后进行收集,多余的气体需用NaOH溶液吸收,避免污染空气,则装置连接顺序:a→d→e→b→c→f→g→h。
6 / 6(共74张PPT)
第三课时 氯气的实验室制法
课程 标准 1.能利用典型代表物的性质和反应,设计氯气的制备、提纯
和检验等简单任务的方案。
2.通过对氯气实验室制法的学习,学会研究气体实验室制法
的方法和流程
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破 氯气的实验室制法
 实验室里用MnO2与浓盐酸混合共热制取Cl2[MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O],实验装置如下:
【交流讨论】
1. 用上述实验方法制得的Cl2中混有哪些杂质?上述装置中饱和食盐
水和浓硫酸的作用分别是什么?
提示:Cl2中混有HCl和水蒸气。用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气
体,用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。
2. 烧杯中NaOH溶液的作用是什么?某同学认为可以用澄清石灰水代
替NaOH溶液,同时还可以制得漂白粉,你认为该同学的想法是否
合理?依据是什么?
提示:NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2,以防污染环境。不合
理;澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度较小,不宜用来吸收尾气。
3. 制取Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2。
(1)在反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,
氧化剂是   ,还原剂是   ,氧化剂和还原剂个数之比
为   。每生成1个Cl2,转移   个电子,HCl除了表现
还原性还表现出   性,若MnO2过量,则HCl   (填
“能”或“不能”)反应完全,原因

                       。
提示:(1)MnO2 HCl 1∶2 2 酸 不能 随着反应的
进行,浓盐酸逐渐变稀,不再与MnO2反应
(2)KMnO4是一种很强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应
生成Cl2,请写出化学方程式,作还原剂的HCl占参与反应
的多少?
提示:(2)2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+
5Cl2↑+8H2O,作还原剂的HCl占参与反应的 。
实验室制备氯气
名师点拨
(1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,随着反应的进
行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。
(2)在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸既起还原剂的作用,又起酸
的作用,体现了还原性和酸性。
1. 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制备Cl2并进行相关实验。下列收
集Cl2的装置正确的是(  )
解析:C 收集气体时,集气瓶不能堵住,应用双孔橡胶塞,A错
误;该装置收集的是密度小于空气的气体,而氯气密度大于空气,
且氯气有毒不能直接排放,B错误;该装置可收集比空气密度大的
氯气,剩余的氯气需要用氢氧化钠溶液吸收,为防止倒吸,用倒扣
在水面的漏斗,符合要求,C正确;氯气与氢氧化钠溶液反应,收
集不到氯气,D错误。
2. (2024·通州高一期中)某小组同学用浓盐酸与二氧化锰反应制取
氯气后,按照净化、收集、性质检验和尾气处理的顺序进行实验,
下列装置不能达到实验目的的是(  )
A B
C D
解析:D 氯气在水中的溶解度较小,氯气不可能被水完全吸收,
会逸出污染空气,则题给D装置不能达到吸收氯气而防止污染空气
的实验目的,D符合题意。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
制备气体的装置与连接方法(归纳与论证)
【典例】 某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示
(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时
易发生反应:
3Mn +2H2O 2Mn +MnO2↓+4OH-
回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是 ;
装置C中的试剂为 ;装置A中制备Cl2的化学方程
式为 。
平衡气压,使浓盐酸顺利滴下
NaOH溶液 
Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O 
解析:(1)装置A中a的作用是平衡气压,使浓盐酸能够顺利滴
下;该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应,故装置C中盛放
NaOH溶液,用于吸收有毒气体氯气,防止其逸出污染空气;酸
性条件下,ClO-与Cl-发生氧化还原反应(归中反应)生成氯
气,故装置A中制备Cl2的化学方程式是Ca(ClO)2+4HCl
(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法
是 。
解析:(2)盐酸具有挥发性,则用浓盐酸制备的Cl2中含有HCl
杂质,该杂质进入装置B中会使溶液碱性减弱,而溶液碱性减弱
时Mn 易发生歧化反应生成Mn 和MnO2,又因为HCl还可
还原装置B中生成的 KMnO4,导致产物损失,改进的方法是在
装置A和装置B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去Cl2中
的HCl杂质。
在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
【规律方法】
实验室中制取气体装置的设计流程
(1)常见气体制备装置
反应物为固体 (加热) 反应物为固体+
液体(不加热) 反应物为固体+
液体(加热)
装置示意图
典型气体 O2等 H2、O2、CO2等 Cl2等
(2)常用除杂装置
①洗气瓶(甲):盛有液体除杂试剂,气流方向是长管进,短
管出。
②干燥管(乙):盛有固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细
口出。
(3)常用气体收集方法
方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置
典型气体 O2、H2等 O2、Cl2、CO2等 H2、NH3等
(4)常用气体尾气处理方法
方法 装置 典型气体
燃烧法 CO等
吸收法
Cl2、SO2等
收集法 CO等
【迁移应用】
1. 下列制备气体的原理正确,并能用如图装置(夹持仪器略)进行反
应和气体收集的是(  )
A. MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B. H2O2与MnO2制取O2
C. 石灰石与稀硫酸反应制取CO2
D. Cu与稀硫酸反应制取H2
解析:B MnO2与浓盐酸反应制取Cl2需要加热,A不选;H2O2与
MnO2制取O2,反应不需加热,且氧气不溶于水,可以用排水法收
集,B选;石灰石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质,会覆盖
在石灰石表面,阻碍石灰石和稀硫酸的进一步接触,反应会很快停
止,不适合制取CO2,C不选;Cu与稀硫酸不反应,不能制取H2,
D不选。
2. 下列能达到实验目的的是(  )
A. ①除去杂质气体CO2
B. ②收集并吸收多余的Cl2
C. ③干燥Cl2
D. ④吸收HCl制盐酸
解析:C A项,导气管应该“长进短出”;B项,Cl2密度比空气
密度大,Cl2会直接进入NaOH溶液,收集不到气体;D项,HCl易
溶于水,会发生倒吸。
3. 现提供下列实验装置:
(1)写出B装置中仪器甲的名称 。
(2)以高锰酸钾为原料制备氧气,还原产物是
(填名称),该反应的化学方程式为

分液漏斗 
锰酸钾、二氧化
锰 
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末状固体,是航空航
天、潜水艇的供氧剂。常温下与水反应制取氧气,选择的发
生装置是 (填字母)。检验该装置气密性的操作方
法:



B  
将该装置与D装置相连,向水槽中加水没过导管口,
关闭分液漏斗下端活塞,用酒精灯微热或热毛巾捂锥形瓶的
底部,若导管口有气泡,撤去酒精灯或热毛巾后,导管中有
一段水柱,则装置气密性良好
解析:(2)高锰酸钾受热分解:2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑,根据化学方程式,Mn的化合价由+7价降低为
+6、+4价,还原产物为锰酸钾、二氧化锰。(3)Na2O2与
水反应不需要加热,又因为Na2O2为粉末,因此该反应不能
使用启普发生器简易装置,应选用B装置;检验该装置气密
性的操作方法:将该装置与D装置相连,向水槽中加水没过
导管口,关闭分液漏斗下端活塞,用酒精灯微热或热毛巾捂
锥形瓶的底部,若导管口有气泡,撤去酒精灯或热毛巾后,
导管中有一段水柱,则装置气密性良好。
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1. 实验室制取氯气装置如图所示。主要操作步骤为:
①加热制取氯气 ②收集氯气 ③检查装置气密性
④处理尾气
下列选项中正确的实验操作顺序是(  )
A. ①②③④ B. ③①②④
C. ②④③① D. ④③①②
解析:B 利用图中装置制取氯气,先检验气密性,再加热制备氯
气,然后收集氯气,最后处理尾气,则正确的实验操作顺序是③①
②④。
2. 下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述中,不正确的是(  )
A. MnO2与浓盐酸共热
B. 用向下排空气法收集Cl2
C. 缓慢加热反应
D. 多余氯气常用较浓的碱液吸收
解析:B 因为氯气的密度比空气大,所以可用向上排空气法收集
Cl2,B错误。
3. 实验室制备氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓) MnCl2+
2H2O+Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法错误的是(  )
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. 生成的氯气中含有水蒸气和HCl
解析:C 在MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑中,
MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,每生成1个Cl2转移2个电子;每消
耗87 g MnO2,参加反应的HCl为146 g,只有73 g HCl被氧化,即起
还原作用的HCl为73 g;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。
4. (2024·保定高一期中)在实验室采用如图装置制备气体,合理的
是(夹持装置已略去)(  )
化学试剂 制备的气体
A 稀盐酸与碳酸氢钠 CO2
B 稀硫酸与铝 H2
C 过氧化氢与二氧化锰 O2
D 浓盐酸与高锰酸钾 Cl2
解析:B A项,二氧化碳的密度大于空气,二氧化碳应从长导管
通入,错误;B项,稀硫酸与铝反应放出H2,H2的密度小于空气,
从短导管通入进行收集,正确;C项,O2的密度大于空气,O2应从
长导管通入,错误;D项,Cl2的密度大于空气,Cl2应从长导管通
入,错误。
5. (2024·银川高一期末)实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干
燥纯净的氯气,所需实验装置如图所示。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式:

(2)连接上述仪器,仪器的正确连接顺序是
a→ 。
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
d→e→b→c→f→g→h 
(3)NaOH溶液的作用是(用化学方程式表示)

解析:(2)生成的氯气中含HCl气体和水蒸气,需经过饱和
食盐水除去HCl气体,再经过浓硫酸干燥,最后进行收集,
多余的气体需用NaOH溶液吸收,避免污染空气,则装置连
接顺序:a→d→e→b→c→f→g→h。
Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O 
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1. 下列关于实验室制氯气的说法中错误的是(  )
A. 该反应的离子方程式为MnO2+4H++4Cl- MnCl2+2H2O+
Cl2↑
B. 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
否有氯气逸出
C. HCl表现还原性和酸性
D. 该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
解析:  氯化锰在溶液中完全电离,反应的离子方程式为MnO2
+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O,A错误。
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2. (2024·泰安高一检测)根据氯气的物理性质,有人设计了如图所
示的装置收集氯气,下列说法中正确的是(  )
A. 排空气法收集氯气:A进气,B出气
B. 排空气法收集氯气:B进气,A出气
C. 排饱和食盐水法收集氯气:A进气,B出液
D. 排氢氧化钠溶液法收集氯气:B进气,A出液
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解析:  氯气的密度比空气大,若用排空气法收集,集气瓶
中导管应长进短出,A正确,B错误;若用排饱和食盐水法收集
氯气,应短管进气长管出液,C错误;氢氧化钠溶液会吸收氯
气,D错误。
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3. 氯气是实验室和工业上的常用气体,下列说法不正确的是(  )
A. 可采用碱石灰干燥氯气
B. 可通过排饱和食盐水法收集氯气
C. 常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D. 工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
解析:  氯气可与碱反应,碱石灰含有氢氧化钠和氧化钙,因
此,不能用碱石灰干燥氯气,A不正确。
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4. 实验室用下列方法制取氯气:①用384 g质量分数为38%的浓盐酸
与足量的二氧化锰反应;②用87 g二氧化锰与足量浓盐酸反应。若
不考虑氯化氢的挥发,则反应后所得氯气的质量(  )
A. 方法①比方法②多
B. 方法②比方法①多
C. 两种方法一样多
D. 无法比较
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解析:  在MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,
随着浓盐酸变稀,不再与二氧化锰反应,384 g质量分数为38%的
浓盐酸不可能完全反应,制得的氯气小于71 g;若浓盐酸足量,87
g二氧化锰可制得71 g氯气。
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5. 如图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下
列各组物质中能利用这套装置进行实验的是(  )
A. 铁屑和稀硫酸 B. 二氧化锰和浓盐酸
C. 氯酸钾和二氧化锰 D. 碳酸钙和稀盐酸
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解析:  铁和稀硫酸生成的氢气应用向下排空气法收集;二氧化
锰和浓盐酸反应制氯气需加热;氯酸钾和二氧化锰反应制取氧气为
“固+固加热”型装置;碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳的反应
不需加热,二氧化碳密度大于空气,且可用浓硫酸干燥。
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6. 氯气、“84”消毒液、漂白粉等都是含氯的消毒剂,某化学兴趣小
组利用如图装置制备“84”消毒液、漂白粉,并收集纯净干燥的氯
气。回答下列问题:
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(1)装置丁用来收集纯净且干燥的氯气,进气口为 (填字
母);装置乙和丙盛装的试剂分别是 、
(填名称)。
(2)将氯气通入装置己中制备漂白液,则装置己中发生反应的离
子方程式为 ,有同学
认为装置己还有一个作用,该作用为
,发挥该作用时 (填“能”或“不能”)
用澄清石灰水代替。
b 
饱和食盐水 

硫酸 
Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
吸收尾气Cl2,防止污
染空气 
不能 
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(3)装置戊中盛装石灰乳用来制备漂白粉,漂白粉的有效成分
为 (填化学式),漂白粉长时间暴露在空气
中容易发生变质的原因为

(结合化学方程式
说明)。
Ca(ClO)2 
漂白粉在空气中会发生反应:Ca
(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO和
2HClO  2HCl+O2↑,从而变质失效
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解析:本实验通过二氧化锰和浓盐酸加热条件下反应生成氯
化锰、氯气和水来制备氯气,而后通过饱和食盐水吸收氯气
中混有的氯化氢气体,通过浓硫酸干燥氯气,收集氯气时应
该长进短出,因氯气有毒,最后用氢氧化钠吸收尾气,防止
污染空气;氢氧化钙溶液吸收的氯气较少,故吸收尾气时,
不能用澄清石灰水代替。(3)漂白粉的主要成分是氯化钙和
次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙;漂白粉长时间暴露在空气中,次氯酸钙会和水、CO2反应生成碳酸钙和次氯酸,HClO见光易分解生成HCl和O2,故原因为漂白粉在空气中会发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO和2HClO
2HCl+O2↑,从而变质失效。
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7. (2024·商丘高一期中)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生
成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说
法正确的是(  )
A. 固体X可以是MnO2
B. a处花瓣褪色,Cl2与水反应的离子方
程式为Cl2+H2O Cl-+ClO-+2H+
C. 加热b处,可观察到苍白色火焰
D. d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
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解析:  二氧化锰与浓盐酸需加热才能反应制取氯气,A错误;a
处花瓣褪色,鲜花花瓣中有水分,Cl2与水反应的离子方程式为Cl2
+H2O Cl-+HClO+H+,B错误;加热b处,可观察到有白烟生
成,是由于Na与Cl2反应生成了NaCl小颗粒,看不到苍白色火焰,
C错误;d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用,D正确。
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8. 实验室中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中试剂可以是饱和食盐水,目的是除去Cl2中的HCl
B. 实验过程中,硬质玻璃管中产生大量棕黄色的烟
C. 装置B中试剂可以是浓硫酸,目的是除去Cl2中的H2O
D. 实验时,应该先加热装置D,再加热装置A
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解析:  为了得到干燥纯净的氯气,因此要先除去氯化氢,后除
去水蒸气,因此装置B盛放饱和食盐水,除去Cl2中的HCl,装置C
中盛放浓硫酸,除去水蒸气,A、C错误;铜和氯气加热反应,产
生棕黄色的烟,B正确;实验时,为了排净装置内空气,应该先点
燃装置A处的酒精灯,至产生的氯气充满整个装置,然后再点燃D
处的酒精灯,D错误。
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9. 某学生设计如图所示的实验装置,利用氯气与潮湿的消石灰(氢氧化钙)反应制取少量漂白粉(该反应放出热量),回答下列问题:
(1)在A装置中用固体二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取
氯气,写出该反应的离子方程式:

MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
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(2)C装置的作用是 (用离
子方程式表示)。
Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O 
解析:氯气是有毒气体,为防止污染空气,要进行尾气
处理,C装置中的氢氧化钠溶液用于吸收未反应完的氯气,
发生反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+
H2O。
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(3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资
料发现,主要原因是在U形管中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此
副反应的发生,可采取的措施是将U形管置于
(填“冰水浴”或“热水浴”)中。
②另一个副反应是2HCl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O,为
避免此副反应的发生,装置的改进措施为

冰水浴 
在A、B装置之间
加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶 
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解析:①因温度较高时发生副反应生成Ca(ClO3)2,
故可将B装置放在冰水浴中来避免该副反应的发生。②因浓
盐酸易挥发,则另一个副反应为HCl与消石灰的反应,所以
应除去氯气中的HCl,即在A、B装置之间接一个装有饱和食
盐水的洗气瓶。
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10. 在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图:
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):
接 ; 接 ; 接 ;
接 。
E
C
D
A
B
H
G
F
解析: 按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集
装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。
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(2)装置中,饱和食盐水的作用是 ;
NaOH溶液的作用是 。
除去氯气中的HCl杂质
吸收过量的氯气
解析:装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中HCl杂质;浓硫
酸的作用是除去Cl2中的水蒸气;NaOH溶液的作用是吸收过
量的Cl2。(3)湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应:Cl2+
2KI 2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝色。
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(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如
果有Cl2产生,可观察到 ,
反应的化学方程式为 。
(4)写出下列反应的化学方程式。
①气体发生装置中进行的反应:

试纸变蓝
2KI+Cl2 2KCl+I2
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
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(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如
果有Cl2产生,可观察到 ,
反应的化学方程式为 。
试纸变蓝
2KI+Cl2 2KCl+I2
解析:湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应:Cl2+2KI 2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝色。
②NaOH溶液中发生的反应:

2NaOH+Cl2 NaCl+
NaClO+H2O
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感谢欣赏
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