專題07氯氣實驗室制備及性質(zhì)綜合實驗設(shè)計?1.掌握實驗室制氯氣的反應(yīng)原理（二氧化錳與濃鹽酸加熱）及離子方程式。2.理解氯氣的物理性質(zhì)（黃綠色氣體、密度大于空氣）及化學性質(zhì)（毒性、漂白性、與水/金屬反應(yīng)）。3能獨立組裝實驗室制氯氣的裝置（發(fā)生→凈化→收集→尾氣處理）。4.設(shè)計實驗驗證氯氣性質(zhì)（如漂白性實驗、與金屬鈉反應(yīng)）。5.分析實驗異?，F(xiàn)象（如褪色不明顯、雜質(zhì)干擾）并提出改進方案6.學會氯氣凈化的方法（除HCl用飽和食鹽水，干燥用濃硫酸）及尾氣處理（NaOH溶液吸收）。?一、實驗室制備氯氣的實驗原理1．制取原理實驗室通常用強氧化劑MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化濃鹽酸制取氯氣。（1）用MnO2制取Cl2的化學方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）其他制備Cl2的化學反應(yīng)原理（特點：不需要加熱）①14HCl(濃)＋K2Cr2O7=2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl(濃)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(濃)＋KClO3=KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl(濃)＋Ca(ClO)2=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O2．實驗裝置注：實驗裝置改進（1）制備裝置橡皮管a的作用：使圓底燒瓶與分液漏斗內(nèi)氣壓相等，保證液體順利流下。（2）凈化裝置改進作用①裝置中長頸漏斗的作用除用于檢查裝置氣密性外，還可以檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞。若發(fā)生堵塞現(xiàn)象為：長頸漏斗中液面上升。②該裝置的作用之一是觀察氣體的生成速率。（3）干燥裝置改進作用：用無水氯化鈣或五氧化二磷固體同樣能吸收氯氣中的水蒸氣，且操作方便安全，但不能用堿石灰。3．制取流程（1）制備裝置類型：固體＋液體eq\o(―→,\s\up9(△))氣體（2）凈化方法：用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水蒸氣。（3）收集方法：①氯氣的密度比空氣大，可用向上排空氣法收集②氯氣在飽和食鹽中的溶解度較小，可用排飽和食鹽水法收集。（4）驗滿方法：①將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿；②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口，觀察到試紙先變紅后退色，則證明已集滿；③根據(jù)氯氣的顏色，裝置充滿了黃綠色氣體，則證明已集滿。（5）尾氣吸收：用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收?！咎貏e提醒】實驗室制取氯氣的注意事項（1）反應(yīng)物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。（2）加熱溫度：不宜過高，以減少HCl揮發(fā)。（3）實驗結(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，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因為澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。三、氯氣性質(zhì)實驗設(shè)計?1.?漂白性驗證?（1）?實驗原理①原理：干燥氯氣無漂白性，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸（HClO）具有強氧化性，導(dǎo)致漂白作用②反應(yīng)方程式??：Cl2＋H2OHCl＋HClO③?漂白本質(zhì)?：HClO分解有色物質(zhì)的發(fā)色基團（氧化作用），漂白效果不可逆?。（2）?實驗裝置與試劑①?裝置a.氯氣發(fā)生裝置（圓底燒瓶+分液漏斗）：或?b.除雜及干燥裝置：除HCl(盛飽和食鹽水的洗氣瓶）,干燥氯氣(盛濃硫酸的洗氣瓶）c.對比測試瓶，兩個干燥集氣瓶（分別裝干燥/濕潤紙條）：?d.尾氣吸收：用NaOH溶液吸收多余Cl2,②試劑a.氯氣（由MnO2與濃鹽酸共熱或由KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取）??b.紅色紙條（或有色布條）、有色鮮花?c.飽和食鹽水、蒸餾水、濃硫酸??（3）操作步驟與現(xiàn)象步驟操作現(xiàn)象結(jié)論?1.干燥氯氣+干燥紙條?將干燥紅色紙條放入盛干燥氯氣的集氣瓶紙條不褪色?干燥氯氣無漂白性?2.干燥氯氣+濕潤紙條?將蒸餾水濕潤的紅色紙條放入另一干燥氯氣集氣瓶紙條?迅速褪色?氯氣與水反應(yīng)生成HClO，具漂白性?3.拓展驗證（可選）?有色鮮花放入干燥氯氣瓶鮮花顏色?逐漸變淺?HClO漂白作用需水分參與（4）?關(guān)鍵注意事項?①?干燥控制?a.干燥組實驗：氯氣需通過濃硫酸充分脫水，紙條必須完全干燥，否則實驗失敗。b.濕潤組紙條：僅需輕微潤濕，水量過多會稀釋HClO濃度導(dǎo)致褪色緩慢。②?安全規(guī)范?a.?通風操作?：氯氣毒性強，需在通風櫥或空氣流通處實驗。b.?尾氣處理?：集氣瓶口覆蓋玻璃片防泄漏，尾氣通入NaOH溶液吸收。③?異常分析?a.?褪色不明顯?：可能因氯氣不純（混空氣）、紙條未充分濕潤、或HClO濃度不足。b.?干燥組褪色?：說明氯氣未徹底干燥或紙條受潮，需檢查干燥裝置。2.?與金屬反應(yīng)?（1）鈉與氯氣反應(yīng)①關(guān)鍵步驟?：a.鈉塊用濾紙吸干煤油，置于石棉網(wǎng)上預(yù)熱至熔成銀白色小球；b.迅速將裝滿氯氣的集氣瓶倒扣小球上（瓶底鋪細沙防炸裂）。②?成功標志?：黃色火焰持續(xù)燃燒，白煙沉積瓶壁。?（2）鐵與氯氣反應(yīng)①關(guān)鍵步驟?：a.細鐵絲用砂紙打磨光亮，卷成螺旋狀增大接觸面積?；b.酒精燈加熱至紅熱，快速移入氯氣瓶（避免接觸瓶壁）?。②現(xiàn)象解析?：棕煙為FeCl3固體顆粒，加水后水解顯黃色。（3）銅與氯氣反應(yīng)①關(guān)鍵步驟?：a.銅絲繞成螺旋狀，灼燒至表面氧化層消失（呈紅色）；?b.趁紅熱狀態(tài)伸入氯氣瓶，反應(yīng)后加水溶解產(chǎn)物觀察顏色。?②溶液顯色機制：藍色：[Cu(H2O)4]2+；黃色：[CuCl4]2；共存時呈藍綠色。?3.?氯水成分探究?（1）分子成分驗證目標成分實驗操作現(xiàn)象與結(jié)論原理分析?Cl2?觀察氯水顏色溶液呈?黃綠色Cl2分子顯色?HClO?滴入濕潤有色布條布條?迅速褪色HClO的強氧化漂白性?H2O?加入無水CuSO4白色粉末變?藍色CuSO4·5H2O生成（2）離子成分驗證目標離子實驗操作現(xiàn)象與結(jié)論離子方程式H+①滴加Na2CO3溶液②滴加紫色石蕊溶液①產(chǎn)生?無色氣泡?②溶液?先變紅?2H++CO32?=CO2+H2O?Cl?滴加AgNO3溶液+稀硝酸生成?白色沉淀?，不溶于稀硝酸Ag++Cl?=AgCl?ClO??光照氯水后檢測O2用帶火星木條檢驗到?復(fù)燃?2HClO2HCl+O2↑題型01氯氣的實驗室制法【典例】實驗室制取的實驗原理及裝置均正確的是A．制取B．除去中的HClC．收集D．吸收尾氣中的A．A中可用長頸漏斗代替分液漏斗 B．A可用稀鹽酸加強熱制C．B中盛放的NaOH溶液可以凈化 D．可用C裝置排空氣收集題型02氯氣的實驗室創(chuàng)新制法【典例】氯氣及其化合物在生產(chǎn)生活中用途十分廣泛。實驗室用高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，其反應(yīng)原理為：2KMnO4＋16HCl(濃)2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。實驗室需要制取少量Cl2，下列裝置或操作正確的是A．用裝置甲生成Cl2 B．用裝置乙除去Cl2中的HClC．用裝置丙收集Cl2 D．用裝置丁吸收Cl2尾氣【變式】如圖所示，實驗室欲制取純凈干燥的氯氣。下列說法不正確的是A．裝置接口按氣流方向的連接順序為a→d→e→h→i→f→g→bB．①中發(fā)生反應(yīng)：2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OC．⑤利用了濃硫酸的吸水性D．可用澄清石灰水替代②中的NaOH溶液題型03氯氣漂白性性質(zhì)實驗設(shè)計B．若M是濃硫酸，通過該裝置可以證明不具有漂白性C．若M是飽和食鹽水，可以除去揮發(fā)出的HClD．不能用石灰水代替NaOH溶液進行尾氣處理【變式】（2425高一上·天津·期中）某興趣小組為制備氯氣并驗證其性質(zhì)，做了如下實驗，實驗裝置如圖所示(部分固定裝置未畫出)。下列說法不正確的是A．裝置C中有色布條Ⅰ褪色Ⅱ不褪色C．裝置B有除去HCl及作安全瓶的作用D．F中的NaOH溶液的作用是吸收氯氣的尾氣題型04氯氣其他性質(zhì)實驗設(shè)計【典例】（2425高一上·河南南陽·月考）某化學實驗小組利用下圖所示裝置制備并進行性質(zhì)驗證，已知常溫下濃鹽酸與氯酸鉀能反應(yīng)生成。下列說法正確的是A．①處濕潤的紅色布條褪色說明具有漂白性B．②處石蕊試液先變紅說明新制氯水具有酸性C．③處小試管中液體逐漸變成淺黃綠色說明能溶于水D．④處出現(xiàn)紅棕色煙說明性質(zhì)活潑【變式】（2425高一上·山東青島·期中）某化學興趣小組設(shè)計了如圖裝置，該裝置能制取，并進行相關(guān)性質(zhì)實驗。下列說法正確的是A．按照圖示連接儀器，裝入試劑，檢驗裝置氣密性后再進行實驗B．實驗過程中應(yīng)先點燃E處的酒精燈，再點燃A處的酒精燈C．裝置D中的現(xiàn)象是先變藍后褪色D．裝置G可以儲存多余的氯氣題型05氯水成分探究實驗設(shè)計【典例】（2425高一上·北京大興·期中）在探究新制氯水成分及性質(zhì)的實驗中，依據(jù)下列方法和現(xiàn)象，不能得出相應(yīng)結(jié)論的是方法現(xiàn)象結(jié)論A觀察氯水顏色氯水呈黃綠色氯水中含Cl2B向新制氯水中滴入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀氯水中含ClC向紅色紙條上滴加氯水紅色紙條褪色氯水具有漂白性D向在陽光下久置后的氯水中滴入紫色石蕊溶液溶液變紅色不褪去氯水中次氯酸發(fā)生了分解【變式】（2324高一上·江蘇南京·期中）探究新制氯水成分及性質(zhì)的實驗中，根據(jù)下列方法和現(xiàn)象，不能得出相應(yīng)結(jié)論的是方法現(xiàn)象結(jié)論A觀察氯水顏色氯水呈黃綠色氯水中含B有無色氣體產(chǎn)生氯水中含HClOC有白色沉淀產(chǎn)生氯水中含有D用玻璃棒蘸取氯水滴在淀粉KI試紙上試紙變藍氯水具有氧化性【鞏固訓練】1．（2425高一上·廣東廣州·期中）某興趣小組為制備氯氣并驗證其性質(zhì)，做了如下實驗，實驗裝置如圖所示(部分固定裝置未畫出)。下列說法不正確的是B．裝置B有除去及作安全瓶的作用C．裝置C中可以看到有色布條Ⅰ褪色，布條Ⅱ不褪色D．F中發(fā)生的離子方程式為：Cl2+OH=Cl+ClO+H2O2．（2425高一上·廣東珠?！て谥校┫铝姓f法正確的是A．圖Ⅰ實驗收集到的中只含有HCl一種雜質(zhì)B．圖Ⅱ?qū)嶒灴捎糜跍y定氯水的pHC．圖Ⅲ實驗中產(chǎn)生了棕黃色的霧D．圖Ⅳ實驗現(xiàn)象不能說明干燥的氯氣有漂白性3．（2425高三上·河北邢臺·期末）某同學設(shè)計了如圖所示裝置探究的性質(zhì)。裝置乙中出現(xiàn)白色沉淀，裝置丙中溶液先變紅后褪色。下列有關(guān)說法正確的是A．甲中濃鹽酸僅體現(xiàn)還原性B．乙中現(xiàn)象不能說明溶于水后有生成C．丙中現(xiàn)象說明具有酸性和漂白性4．（2425高一上·山西朔州·期末）某化學實驗小組為探究氯氣漂白原理，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。下列說法錯誤的是C．注射器在實驗中除了向試管e中加水外，還可以儲存尾氣，防止污染D．當試管e中充滿黃綠色氣體時，品紅試紙不褪色，推動注射器，向e中加水，品紅試紙褪色5．（2324高一上·北京西城·期中）在探究新制氯水成分及性質(zhì)的實驗中，依據(jù)下列操作和現(xiàn)象不能得出相應(yīng)結(jié)論的是操作現(xiàn)象結(jié)論A觀察氯水顏色氯水呈黃綠色氯水中含Cl2B向飽和NaHCO3溶液中加入足量氯水有無色氣體產(chǎn)生氯水顯酸性C向紅色紙條上滴加氯水紅色紙條褪色氯氣具有漂白性D向淀粉碘化鉀試紙上滴加少量氯水試紙變藍氯水具有氧化性6.（2425高一上·福建·期中）某化學教師為“氯氣與金屬鈉反應(yīng)”設(shè)計了如圖裝置的實驗。實驗操作：先給鈉預(yù)熱，等鈉熔融成小球時，撤火，通入氯氣，即可見鈉著火燃燒，生成大量白煙。以下敘述中錯誤的是()A．反應(yīng)生成的大量白煙是氯化鈉晶體B．此反應(yīng)說明燃燒不一定需要氧氣C．玻璃管尾部塞一團浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收過量的氯氣D．氯氣與金屬鈉反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)7.（2425高一上·北京·期中）在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有氯氣B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有ClC．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H+D．向KI淀粉溶液中滴加氯水，溶液顏色變成藍色，說明氯水中含有HClOA．甲和乙中試劑可互換B．b處溶液紅色會變淺C．c為濕潤紅紙，d為干燥紅紙D．氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為9．（2425高一上·山東煙臺·期中）為研究的漂白性并模擬工業(yè)制備漂白粉，設(shè)計下列裝置進行實驗。下列說法錯誤的是B．C、E處依次放入干燥有色布條、濕潤有色布條C．若無B裝置，則G中最終產(chǎn)生漂白粉的有效成分含量偏低10．（2425高一上·四川·月考）如圖所示是實驗室用軟錳礦和濃鹽酸制備純凈氯氣的裝置圖：（1）裝濃鹽酸的儀器名稱。（2）寫出制取氯氣的化學方程式，反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。（3）利用上圖裝置制備并收集純凈的氯氣，則裝置B中所裝試劑為，其作用是，裝置C中所裝試劑的作用是。（4）E中所裝試劑為，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。某實驗小組對氯水成分和性質(zhì)進行探究，實驗如下：（5）氯水呈黃綠色，說明其中含有(填化學式)。（6）實驗一的現(xiàn)象表明，氯水具有酸性和性。（7）氯氣與水反應(yīng)的化學方程式為。（8）用化學用語(化學方程式)說明實驗二中“紅色不褪去”的原因。(9)實驗四證明了實驗三中“紅色不褪去”不是因為氯水被稀釋所致，補充所加試劑和現(xiàn)象。(實驗四)、。【強化訓練】1．（2024高二下·云南·學業(yè)考試）某實驗小組進行的制備和性質(zhì)探究，下列裝置和藥品能實現(xiàn)相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖茿．利用甲制備 B．利用乙除去中混有的雜質(zhì)C．利用丙探究干燥的有無漂白性 D．利用丁觀察和燃燒反應(yīng)的火焰呈黃色2.（2425高一下·全國·月考）某同學用如圖所示裝置制備并檢驗的性質(zhì)。下列說法正確的是B．Ⅱ中滴入幾滴紫色石蕊溶液，溶液不變紅，說明新制氯水沒有酸性C．Ⅲ中生成了藍色的煙D．Ⅳ中濕潤的有色布條褪色，說明氯氣具有漂白性A．將a處次氯酸鈣換成二氧化錳也可達成實驗?zāi)康腂．濕潤的試紙先變紅后褪色，說明有酸性和漂白性D．不能用氫氧化鈣溶液代替f4.（2425高一上·山東·期中）某實驗小組利用以下裝置制備少量的氯氣，并檢驗氯氣的性質(zhì)。下列說法錯誤的是B．干燥的試紙不變色，濕潤的試紙變紅C．觀察到濕潤的淀粉—KI試紙變藍，說明具有氧化性5.（2425高一上·遼寧·期中）某化學興趣小組利用如圖所示裝置探究氯氣的某些性質(zhì)，實驗過程中觀察到無底儀器a內(nèi)顏色變?yōu)辄S綠色然后逐漸褪色，濕潤的淀粉KI試紙變藍(已知淀粉遇會變藍)。下列說法正確的是B．通過實驗可知的氧化性強于D．實驗過程中，濕潤的紫色石蕊溶液濾紙條會褪色，干燥的紅色紙條一定不褪色6.（2025·海南·模擬預(yù)測）實驗室采用下列裝置制備和收集少量。下列說法正確的是B．裝置丙中盛有堿石灰，起到干燥的作用C．裝置丁的集氣瓶能收集到純凈的7.（2122高一上·廣東中山·期末）在探究新制氯水成分及性質(zhì)的實驗中，依據(jù)下列方法和現(xiàn)象，不能得出相應(yīng)結(jié)論的是方法現(xiàn)象結(jié)論A觀察氯水顏色氯水呈黃綠色氯水中含有B有無色氣體產(chǎn)生氯水中含有HClOC向紅色紙條上滴加氯水紅色紙條褪色氯水中含有HClOD溶液變成血紅色氯水中含有強氧化性物質(zhì)8.（2425高三上·廣東·期中）氯水在生活中應(yīng)用廣泛，研究小組利用下列裝置驗證干燥的氯氣沒有漂白性。下列說法正