3.1.1氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史，體會(huì)并初步掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，通過(guò)分析、推理，設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。2.初步認(rèn)識(shí)工業(yè)上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。【知識(shí)梳理】一、氯氣的發(fā)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室制法1．元素的存在形態(tài)元素eq\o(→,\s\up7(存在形態(tài)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(游離態(tài)：元素以單質(zhì)的形式存在，元素的,化合價(jià)為0,化合態(tài)：元素以化合物的形式存在，元素,的正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0))2．氯元素在自然界中的存在在自然界中，氯元素全部以化合態(tài)的形式存在，海水中蘊(yùn)含豐富的氯元素，它主要以氯化鈉、氯化鎂等氯化物的形式存在。3．氯氣的發(fā)現(xiàn)(1)1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦與濃鹽酸混合加熱，意外的產(chǎn)生一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，受當(dāng)時(shí)條件的限制未能確定這種氣體。(2)用時(shí)三十多年，歷經(jīng)數(shù)位科學(xué)家的不懈探索，1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維仔細(xì)研究了這種黃綠色氣體，確認(rèn)它是一種新元素組成的單質(zhì)，并將其命名為氯氣。2．氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室常用MnO2將濃鹽酸中化合態(tài)的氯元素氧化為游離態(tài)的氯氣，化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．儀器裝置(1)氣體發(fā)生裝置類型：固＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣。(2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為分液漏斗、圓底燒瓶。3．收集方法用向上排空氣法，理由是氯氣與空氣不反應(yīng)且密度比空氣的大。4．尾氣處理(1)儀器裝置圖中的燒杯內(nèi)盛放的液體是NaOH溶液。(2)該液體的作用是吸收過(guò)量的氯氣，防止污染環(huán)境。[辨析]1、制取純凈、干燥Cl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)發(fā)生裝置：如圖中A(固＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣型)。(2)凈化裝置：如圖中B，用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體。(3)干燥裝置：如圖中C，用濃硫酸吸收Cl2中的水蒸氣。無(wú)水CaCl2、P2O5也可用來(lái)干燥Cl2。干燥裝置如圖所示。(4)收集方法：用向上排空氣法或排飽和食鹽水的方法收集Cl2，如圖中D(向上排空氣法)或如圖(排飽和食鹽水法)所示。(5)驗(yàn)滿方法①將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近收集Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙變藍(lán)，則證明Cl2已收集滿。②將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近收集Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明Cl2已收集滿。(6)尾氣吸收：用NaOH溶液吸收多余的Cl2(如圖E)，發(fā)生的反應(yīng)為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。(7)實(shí)驗(yàn)室制氯氣的注意事項(xiàng)①為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過(guò)高，以減少HCl的揮發(fā)。②因Cl－濃度越小，其還原性越弱，所以必須用濃鹽酸加熱才可反應(yīng)，稀鹽酸不反應(yīng)。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2后，再拆卸裝置，避免污染空氣。④尾氣吸收時(shí)，應(yīng)選用NaOH溶液，不能選用澄清石灰水，因?yàn)槭宜泻珻a(OH)2的量少，吸收不完全。總結(jié)：2、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的其他方法實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理是用強(qiáng)氧化劑氧化濃鹽酸，即Cl－eq\o(→,\s\up9(被氧化))Cl2，因此還可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等強(qiáng)氧化劑與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣。KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O，2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O?！灸芰_(dá)成】1．浩瀚的海洋中蘊(yùn)藏著豐富的資源，其中可為人類利用的氯化物含量相當(dāng)高。海水中含量最多的氯化物是()A．NaCl B．MgCl2C．KCl D．CaCl2答案:A解析：海洋中含鹽約3%，主要為NaCl，此外，還有MgCl2、KCl、CaCl2、MgSO4等鹽類。2．在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。收集Cl2的正確裝置是()ABCD答案：C解析：A項(xiàng)，空氣不能排出，不能用于收集氣體；B項(xiàng)，用于收集密度比空氣小的氣體；C項(xiàng)，可以收集密度比空氣大的氣體，且有尾氣吸收裝置；D項(xiàng)，NaOH溶液能吸收氯氣，不能用于收集氯氣。3．實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和MnO2制氯氣，發(fā)生裝置中應(yīng)安裝分液漏斗而不能使用長(zhǎng)頸漏斗，有關(guān)理由敘述錯(cuò)誤的是()A．防止氯氣擴(kuò)散到空氣中造成污染B．便于控制加入鹽酸的量C．長(zhǎng)頸漏斗不便于添加液體D．盡量避免HCl揮發(fā)到空氣中答案：C解析：長(zhǎng)頸漏斗也方便添加液體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。4．為了在實(shí)驗(yàn)室制得干燥而純凈的氯氣，正確的凈化順序是()A．第一步通過(guò)濃硫酸，第二步通過(guò)無(wú)水氯化鈣B．第一步通過(guò)濃硫酸，第二步通過(guò)飽和食鹽水C．第一步通過(guò)飽和食鹽水，第二步通過(guò)濃硫酸D．第一步通過(guò)堿石灰，第二步通過(guò)濃硫酸答案C解析實(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中通常含有HCl和H2O(g)，結(jié)合氯氣的性質(zhì)可知先通過(guò)飽和食鹽水除HCl，再通過(guò)濃硫酸除水蒸氣。5．下列描述正確的是()A．將Cl2與HCl混合氣體通過(guò)飽和食鹽水可得到純凈干燥的Cl2B．將濃鹽酸與MnO2共熱產(chǎn)生的氣體先通過(guò)濃H2SO4，后通過(guò)飽和食鹽水來(lái)制備純凈干燥Cl2C．過(guò)量濃鹽酸與一定量二氧化錳反應(yīng)，MnO2能完全反應(yīng)D．除去氯氣中的HCl氣體，裝置如圖答案：C解析：HCl極易溶于水，食鹽水抑制氯氣的溶解，還需濃硫酸干燥氯氣，故A錯(cuò)誤；濃鹽酸易揮發(fā)，應(yīng)先通過(guò)飽和食鹽水除去HCl，后經(jīng)過(guò)濃硫酸干燥，故B錯(cuò)誤；濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)，濃鹽酸需過(guò)量，能使MnO2完全反應(yīng)，故C正確；二者均與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，不能除雜，故D錯(cuò)誤。6．實(shí)驗(yàn)室制備氯氣時(shí)用如下操作，操作順序正確的是()①連接好裝置，檢查裝置的氣密性②緩慢加熱，使氣體均勻逸出③在燒瓶中加入二氧化錳粉末④往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中⑤用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導(dǎo)入堿液中A．①②③④⑤ B．④③①②⑤C．①③④②⑤ D．①③②④⑤答案：C解析：制備氣體時(shí)首先應(yīng)連接好裝置，檢查裝置的氣密性，再依次加入藥品，反應(yīng)制備氣體。7．某化學(xué)小組用如圖所示的裝置制備氯氣，下列說(shuō)法正確的是()A．該裝置圖中只存在兩處錯(cuò)誤B．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法正確C．為了防止氯氣污染空氣，必須用飽和食鹽水進(jìn)行尾氣處理D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤(rùn)的淀粉-碘化鉀試紙，可以驗(yàn)證是否有氯氣生成答案：D解析：A項(xiàng)，題給裝置有多處錯(cuò)誤，加液儀器不能用長(zhǎng)頸漏斗，應(yīng)用分液漏斗，同時(shí)應(yīng)有加熱儀器，集氣瓶中的導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，還應(yīng)有尾氣處理裝置，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，收集氯氣時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Cl2難溶于飽和食鹽水，不能用飽和食鹽水吸收Cl2，錯(cuò)誤。8．將0.2molMnO2和50mL12mol·L－1的鹽酸混合后緩緩加熱，向反應(yīng)完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，則生成的AgCl沉淀的物質(zhì)的量(不考慮鹽酸的揮發(fā))()A．等于0.3mol B．小于0.3molC．在0.3～0.6mol之間 D．以上結(jié)論均不正確答案C解析本題易錯(cuò)之處在于沒(méi)有考慮到鹽酸濃度降低到一定程度后，MnO2與HCl不再繼續(xù)反應(yīng)，因而錯(cuò)選A。由題意可知n(HCl)＝0.6mol，根據(jù)化學(xué)方程式MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可判斷出MnO2過(guò)量。若0.6molHCl完全反應(yīng)，則有0.3molHCl被氧化，反應(yīng)后的溶液中存在0.3molCl－，加入足量AgNO3溶液生成0.3molAgCl。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度減小，而稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，所以實(shí)際被氧化的HCl的物質(zhì)的量必然小于0.3mol，即反應(yīng)后溶液中存在的Cl－的物質(zhì)的量大于0.3mol，故加入足量AgNO3溶液產(chǎn)生的AgCl的物質(zhì)的量大于0.3mol且小于0.6mol，C項(xiàng)正確。9．實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制取氯氣：①用含4molHCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。若不考慮HCl的揮發(fā)，則反應(yīng)后所得氯氣的物質(zhì)的量()A．方法①比②多 B．方法②比①多C．兩種方法一樣多 D．無(wú)法比較答案：B解析：首先，實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí)，當(dāng)濃鹽酸濃度逐漸變小后將不再反應(yīng)產(chǎn)生Cl2；其次，根據(jù)反應(yīng)方程式知，參加反應(yīng)的HCl與MnO2的物質(zhì)的量之比為4∶1，所以含4molHCl的濃鹽酸不可能全部反應(yīng)，所得Cl2的物質(zhì)的量小于1mol，而87gMnO2完全反應(yīng)生成1molCl2，所以方法②比①所得的氯氣多。10．某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的Cl2。(1)裝置中有五處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出：①____________________________________________________，②____________________________________________________，③____________________________________________________，④____________________________________________________，⑤____________________________________________________。(2)在更正后的裝置圖中，儀器中的飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液的作用分別是：①飽和食鹽水的作用：___________________________________；②濃硫酸的作用：_______________________________________；③氫氧化鈉溶液的作用：________________________________。答案：(1)①用長(zhǎng)頸漏斗錯(cuò)誤，應(yīng)用分液漏斗②不能用稀鹽酸，應(yīng)用濃鹽酸③沒(méi)有用酒精燈，應(yīng)用酒精燈加熱④盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應(yīng)更換位置⑤盛飽和食鹽水的洗氣瓶中的進(jìn)氣導(dǎo)管應(yīng)插入液面，出氣導(dǎo)管不應(yīng)插入液面(2)①除去混在氯氣中的HCl②除去混在氯氣中的水蒸氣③吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境解析：從實(shí)驗(yàn)原理上來(lái)說(shuō)，氯氣是用濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下制取，不能用稀鹽酸，因稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)；制得的氯氣中混有HCl和水蒸氣，應(yīng)依次通過(guò)盛有飽和食鹽水和濃硫酸的洗氣瓶將其除去；因氯氣有毒，應(yīng)用尾氣吸收裝置，以避免對(duì)環(huán)境的污染。11.(1)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，下列操作不正確的是________(填字母)。ⅠⅡⅢⅣA．裝置Ⅰ可用于制取少量氯氣B．用裝置Ⅱ除去氯氣中的少量氯化氫C．用裝置Ⅲ制取氯氣D．用裝置Ⅳ干燥氯氣(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥、純凈的氯氣，除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要的試劑為_(kāi)_______、________、________。(3)已知高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生氯氣。若用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣及驗(yàn)證它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是________(填字母)。(4)氯氣是有毒氣體，必須進(jìn)行尾氣處理，寫出實(shí)驗(yàn)室氯氣尾氣處理的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。答案：(1)ABCD(2)飽和食鹽水濃硫酸氫氧化鈉溶液(3)BD(4)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O解析：(1)實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制備氯氣，裝置Ⅰ中的鹽酸是稀鹽酸，不能用于制取少量氯氣，A錯(cuò)誤；氯氣也能與碳酸氫鈉反應(yīng)，應(yīng)該用飽和食鹽水除去氯氣中的少量氯化氫，且Cl2應(yīng)該是長(zhǎng)口進(jìn)短口出，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制備氯氣，裝置Ⅲ中缺少加熱裝置，不能制備氯氣，C錯(cuò)誤；用裝置Ⅳ干燥氯氣時(shí)應(yīng)該是長(zhǎng)口進(jìn)短口出，D錯(cuò)誤。(2)由于生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，且氯氣有毒，尾氣需用堿液吸收，則除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要的試劑有除去氯化氫的飽和食鹽水，干燥氯氣的濃硫酸以及吸收尾氣的氫氧化鈉溶液。(3)KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，A裝置正確；濃鹽酸易揮發(fā)，發(fā)生裝置生成的氯氣中含有揮發(fā)的HCl和水蒸氣，應(yīng)通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去HCl，不能用氫氧化鈉溶液，B裝置錯(cuò)誤；用濃硫酸干燥氯氣，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，C裝置正確；氯氣與金屬在試管中反應(yīng)若用單孔塞，容易造成試管內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大，且導(dǎo)管應(yīng)插入試管底部，D裝置錯(cuò)誤。(4)氯氣是有毒氣體，必須進(jìn)行尾氣處理，實(shí)驗(yàn)室一般用NaOH溶液吸收Cl2?！局R(shí)梳理】二、氯氣的工業(yè)制法1、以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣、燒堿等產(chǎn)品的工業(yè)稱為氯堿工業(yè)。(1)氯氣的制備原理：反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up9(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水①實(shí)驗(yàn)裝置②實(shí)驗(yàn)操作a．接通電源，觀察鐵棒和石墨棒上發(fā)生的現(xiàn)象。通電一段時(shí)間后，將小試管套在a管上，收集U形管左端產(chǎn)生的氣體。2min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開(kāi)拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體。b．取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。c．關(guān)閉電源，打開(kāi)U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，觀察溶液顏色的變化。③實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論a出現(xiàn)爆鳴聲a管中氣體為氫氣b產(chǎn)生黃綠色的氣體b管中氣體為氯氣c鐵棒端溶液變紅、石墨棒端溶液不變色U形管左端溶液顯堿性、U形管右端溶液不顯堿性④實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是H2、Cl2、NaOH溶液。實(shí)驗(yàn)室制Cl2與工業(yè)制Cl2的反應(yīng)中，氯元素的化合價(jià)分別是怎么變化的？[辨析]實(shí)驗(yàn)室制Cl2的反應(yīng)中：Heq\o(Cl,\s\up6(－1))→eq\o(Cl,\s\up6(0))2；工業(yè)制Cl2的反應(yīng)中：Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))→eq\o(Cl,\s\up6(0))，兩者均是－1價(jià)氯元素變成0價(jià)?！灸芰_(dá)成】1．許多國(guó)家十分重視海水資源的綜合利用，不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()A．氯、溴 B．鈉、鎂C．燒堿、氫氣 D．食鹽、淡水答案：D解析：海水中，氯元素、溴元素、鈉元素、鎂元素均以化合物的形式存在，要想獲得其單質(zhì)，必須要經(jīng)過(guò)化學(xué)變化，A、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中NaOH、H2均可通過(guò)電解飽和食鹽水獲得，為化學(xué)變化；只有D項(xiàng)中食鹽可通過(guò)蒸發(fā)、淡水可通過(guò)蒸餾獲得，屬于物理變化。2．下列關(guān)于電解氯化鈉水溶液的說(shuō)法不正確的是()A．電解產(chǎn)物為氯氣和鈉B．電解過(guò)程中能產(chǎn)生黃綠色氣體C．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈藍(lán)色D．用排水法可以收集到較純凈的氫氣答案：A解析：電解熔融的NaCl才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑(鈉的工業(yè)制法)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于氯氣制備原理的說(shuō)法中不正確的是()A．電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，與電源正極相連的碳棒上方充滿黃綠色氣體B．工業(yè)上制取氯氣的原料是飽和食鹽水C．實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是相同的D．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)最好大火加熱使溫度迅速升高答案：D解析：電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，Cl－在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為Cl2，A項(xiàng)正確；濃鹽酸具有揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)應(yīng)緩緩加熱以減少氯化氫的損失，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．某同學(xué)利用如圖所示裝置電解飽和食鹽水，他在導(dǎo)氣管b處收集到的氣體不具有的特征是()A．呈黃綠色 B．有毒C．密度小于空氣 D．刺激性氣味答案：C解析：電解飽和食鹽水時(shí)，Cl－在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為Cl2，該氣體的密度大于空氣。5．下列關(guān)于電解飽和食鹽水過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A．電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進(jìn)行除雜B．與電源正極相連的電極區(qū)有NaOH生成C．與電源負(fù)極相連的電極上有氯氣生成D．電解飽和食鹽水的過(guò)程中Na＋的濃度減小答案：A解析：根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置可知，與電源正極相連的電極區(qū)產(chǎn)生Cl2，而與電源負(fù)極相連的電極區(qū)產(chǎn)生H2和NaOH，故B、C均不正確；因?yàn)镹a＋沒(méi)有參與反應(yīng)，其物質(zhì)的量不變，但電解過(guò)程中消耗了水，溶液體積減小，Na＋的濃度增大，故D不正確。6．下列裝置中驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(電極均為石墨，Cl2能使淀粉-KI溶液變藍(lán))()答案：D解析：向下排空氣法收集的是氫氣，故電源的左端是負(fù)極，右端是正極，A、C錯(cuò)誤；淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)可證明有氯氣產(chǎn)生，氫氧化鈉溶液不能驗(yàn)證Cl2的產(chǎn)生，B錯(cuò)誤、D正確。7.某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如下圖所示裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)其生成物的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)圖中開(kāi)關(guān)K閉合片刻后，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。(2)a為電源的________(填“正”或“負(fù)”)極；D中收集的氣體是______________________。(3)C試管盛放_(tái)___________________溶液。溶液中A電極附近的現(xiàn)象為_(kāi)________________________________________________________________________________________。答案(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)負(fù)氫氣(或H2)(3)淀粉碘化鉀(或淀粉碘化鈉等其他合理答案均可)有氣泡產(chǎn)生，溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色解析電解飽和食鹽水產(chǎn)生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空氣小，用向下排空氣法收集，所以D中收集的氣體是H2，而H2在與直流電源的負(fù)極相連的電極上產(chǎn)生，所以a為電源的負(fù)極，A電極上除了有氫氣生成外，溶液中還生成NaOH，所以遇酚酞溶液變紅。b為電源的正極，B極上產(chǎn)生氯氣，可以用淀粉碘化鉀溶液檢驗(yàn)?！緦W(xué)習(xí)效果】1．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳制取氯氣的敘述不正確的是()A．二氧化錳與濃鹽酸共熱B．緩慢加熱反應(yīng)C．用向下排空氣法收集氯氣D．多余的氯氣常用較濃的堿液吸收答案：C解析：氯氣的密度比空氣大，應(yīng)選擇向上排空氣法收集。2．下列關(guān)于氯的說(shuō)法不正確的是()A．氯元素在自然界中存在游離態(tài)，只是量極少B．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2可用排飽和食鹽水法收集C．氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體D．氯是重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中答案：A解析：氯元素在自然界中只以化合態(tài)存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2難溶于飽和食鹽水，可用排飽和食鹽水法收集，B項(xiàng)正確；氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體，故C正確；氯元素主要以NaCl的形式存在，故D正確。3．用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在U形管內(nèi)。結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是()A．碳酸鎂 B．硫酸鋇C．氫氧化鎂 D．碳酸鋇答案：C解析：粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋等，Mg2＋與電解質(zhì)在陰極產(chǎn)生的OH－作用產(chǎn)生Mg(OH)2。4．如圖所示裝置可以用來(lái)發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于()A．鋅和鹽酸生成氫氣B．二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣C．碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳D．KClO3和MnO2生成氧氣答案：A解析：B、C、D三選項(xiàng)要制取的氣體的密度都比空氣大，不能使用向下排空氣法收集。而且制取Cl2、O2需要加熱。A制取H2，一般在啟普發(fā)生器中完成，但此裝置也可以完成制取反應(yīng)，H2密度比空氣小，可以用向下排空氣法收集。5．已知：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up8(△))2FeCl3。如圖所示儀器可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無(wú)水FeCl3，儀器連接順序正確的是()A．a(chǎn)—b—c—d—e—f—g—hB．a(chǎn)—e—d—c—b—h—i—gC．a(chǎn)—d—e—c—b—h—i—gD．a(chǎn)—c—b—d—e—h—i—f答案：B解析：按制氣→除HCl→除H2O→制備FeCl3→吸收Cl2順序連接。6．電解100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%的飽和食鹽水，生成0.1molH2后，溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約是()A．8.02%B．8.00%C．8.63%D．8.21%答案：C解析：根據(jù)方程式2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得：m(NaOH)＝0.2mol×40g·mol－1＝8g，m(H2)＝0.1mol×2g·mol－1＝0.2g，m(Cl2)＝0.1mol×71g·mol－1＝7.1g。w(NaOH)＝eq\f(8g,100g－0.2g－7.1g)×100%≈8.63%。]7．某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)其生成物的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)圖中開(kāi)關(guān)K閉合片刻后，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。(2)a為電源的________極(填“正”或“負(fù)”)；D中收集的氣體是__________。(3)C試管盛放_(tái)_______溶液。溶液中A電極附近的現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________________________________________。答案(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)負(fù)氫氣(或H2)(3)淀粉碘化鉀(或淀粉碘化鈉等其他合理答案均可)有氣泡產(chǎn)生溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色解析電解飽和食鹽水產(chǎn)生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空氣小，只能用向下排空氣法收集，所以D中收集的氣體是H2，而H2在與直流電源的負(fù)極相連的電極上產(chǎn)生，所以a為電源的負(fù)極，A極上除了有氫氣產(chǎn)生外，溶液中還產(chǎn)生NaOH，所以遇酚酞溶液變紅。b為電源的正極，B極上產(chǎn)生氯氣，可以用淀粉碘化鉀溶液檢驗(yàn)。8．下圖表示在沒(méi)有通風(fēng)櫥時(shí)制取純凈的氯氣設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是________，其作用是________________________，水槽中盛放的液體是________。(2)簡(jiǎn)述操作過(guò)程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開(kāi)始)在收集氯氣之前，應(yīng)__________________________；當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)____________________________；當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)_______________________________________________________。答案：(1)NaOH溶液吸收多余的Cl2飽和食鹽水(2)打開(kāi)B夾，關(guān)閉A夾打開(kāi)A夾，關(guān)閉B夾打開(kāi)B夾，關(guān)閉A夾解析：用飽和食鹽水可洗去Cl2中混有的HCl，又使Cl2損失較少，故可用排飽和食鹽水法收集Cl2。處理制Cl2的尾氣最好的試劑是強(qiáng)堿溶液。9.某同學(xué)用下圖裝置制取Cl2并探究性質(zhì)，回答下列問(wèn)題：(1)裝置①用于制取Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。(2)裝置②的作用是_______________________________________________。(3)裝置③中的現(xiàn)象是__________________________________________。(4)為驗(yàn)證Cl2的氧化性，在③④之間增加裝置X，X中裝有淀粉-KI溶液，則X中出現(xiàn)的現(xiàn)象是____________________，裝置X中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________。(5)裝置④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________。答案(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)除去氯氣中揮發(fā)的HCl(3)濕潤(rùn)的有色紙條褪色(4)溶液變藍(lán)色Cl2＋2KI=I2＋2KCl(5)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O解析(1)裝置①利用二氧化錳和濃鹽酸共熱制取Cl2，其化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)裝置②中盛放的是飽和食鹽水，其主要作用是除去氯氣中揮發(fā)的HCl。(3)經(jīng)過(guò)除雜后的氯氣通入裝置③中，濕潤(rùn)的有色紙條遇到氯氣因生成具有漂白性的次氯酸而褪色。(4)Cl2與KI的反應(yīng)中，化合價(jià)降低，表現(xiàn)氧化性，KI中－1價(jià)I變?yōu)镮2，則遇淀粉顯藍(lán)色，反應(yīng)方程式為Cl2＋2KI=I2＋2KCl。(5)氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，吸收多余的氯氣，發(fā)生的化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。10．如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)儀器a的名稱是。(2)按圖組裝好裝置后，首先應(yīng)進(jìn)行的操作是。(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，Ⅰ、Ⅱ處的有色布條褪色的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)處。(4)裝置A的燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后D中的現(xiàn)象是，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)裝置E的作用是。(7)近年來(lái)，隨著化學(xué)工業(yè)快速發(fā)展，氯氣的需求迅速增加。下圖是某制備氯氣的原理示意圖。CuO的作用是，總反應(yīng)方程式為。答案：(1)分液漏斗(2)檢查氣密性(3)Ⅰ(4)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(5)由無(wú)色變?yōu)槌壬珻l2＋2KBr=Br2＋2KCl(6)吸收尾氣(7)催化作用O2＋4HCleq\o(=,\s\up7(CuO))2Cl2＋2H2O(g)解析：(1)儀器a的名稱是分液漏斗。(2)有氣體生成或參加的反應(yīng)，一定要檢查裝置的氣密性。則按