考點(diǎn)15 氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備-（解析版）

考點(diǎn)15氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備【知識梳理】一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1．海水中蘊(yùn)含豐富的氯元素，它主要以NaCl，其次是MgCl2、CaCl2和KCl等氯化物的形式存在。2．1774年，瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)時(shí)，把濃鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外發(fā)現(xiàn)了一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，反應(yīng)為4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。3．實(shí)驗(yàn)裝置：采用固體和液體混合加熱制氣體的裝置，主要有氣體反應(yīng)發(fā)生裝置、凈化除雜裝置、收集裝置和尾氣處理裝置。收集方法：向上排空氣法或排飽和食鹽水法；凈化方法：用飽和食鹽水除去HCl，再用濃H2SO4除去水蒸氣；尾氣吸收：用強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)吸收。【核心歸納】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取流程及相應(yīng)原理氯氣的尾氣處理，用較濃的氫氧化鈉或石灰乳吸收尾氣。不能用澄清石灰水吸收處理氯氣，因?yàn)闅溲趸}溶解度小，澄清石灰水只能吸收少量氯氣（即使飽和的澄清石灰水也不能用來吸收氯氣）。二、氯氣的工業(yè)生產(chǎn)原理1．氯堿工業(yè)：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)，是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一。2．氯氣生產(chǎn)的化學(xué)原理(1)電解裝置和現(xiàn)象(2)電解產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論試管移近酒精燈以后，發(fā)出“噗”的響聲(或爆鳴聲)與電源負(fù)極相連的鐵棒上逸出氫氣濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)與電源正極相連的石墨棒上逸出氯氣溶液顏色變紅左管溶液中有__NaOH產(chǎn)生(3)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。【對點(diǎn)例題】例1（2023·云南麗江·高一期末）下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的說法不正確的是A．可用二氧化錳和稀鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣B．干燥氯氣時(shí)常用濃硫酸作干燥劑C．多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收D．收集氯氣用向上排空氣法【答案】A【詳解】A．制備氯氣用濃鹽酸，二氧化錳和稀鹽酸不反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．濃硫酸能吸收水蒸氣且和氯氣不反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)用濃硫酸作干燥劑，故B正確；C．氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，防止污染環(huán)境，故C正確；D．氯氣的密度大于空氣，用向上排氣法收集，故D正確；故選A。例2．（2023·嘉峪關(guān)市第一中學(xué)高一期中）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)圖中開關(guān)K閉合片刻后，請回答下列問題：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為______________________________________________。(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_________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?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)?！具_(dá)標(biāo)檢測】1．（2022秋·河南·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）下列制備氣體的原理正確，并能用如圖裝置(夾持儀器略)進(jìn)行反應(yīng)和氣體收集的是A．與濃鹽酸反應(yīng)制取 B．與制取C．石灰石與稀硫酸反應(yīng)制取 D．Cu與稀硫酸反應(yīng)制取【答案】B【解析】A．MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2需要加熱，故A不選；B．H2O2與MnO2制取O2，反應(yīng)不需加熱，且氧氣不溶于水，可以用排水法收集，故B選；C．石灰石與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣是微溶物質(zhì)，會(huì)覆蓋在石灰石表面，阻礙石灰石和稀硫酸的進(jìn)一步接觸，反應(yīng)會(huì)很快停止，不適合制取CO2，故C不選；D．Cu與稀硫酸不反應(yīng)，不能制取H2，故D不選；故選B。2．（2022秋·山東濟(jì)南·高一統(tǒng)考期中）四氯化鈦()極易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生“白煙”，常用作煙幕彈，其熔點(diǎn)為，沸點(diǎn)為。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下裝置(部分加熱和夾持裝置省略，已知，用與炭粉、制備。下列說法錯(cuò)誤的是A．②中應(yīng)盛裝濃硫酸B．⑤中溶液的作用為吸收尾氣C．反應(yīng)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止①處的加熱，再停止③處的加熱D．④、⑤之間缺少防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置【答案】C【分析】A生成氯氣，干燥后進(jìn)入③和炭粉、反應(yīng)生成，進(jìn)入④冷凝回收，尾氣被氫氧化鈉溶液吸收減小污染；【解析】A．四氯化鈦()極易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，故②中應(yīng)盛裝濃硫酸，需要對氯氣進(jìn)行干燥，A正確；B．氯氣有毒會(huì)污染空氣，⑤中溶液的作用為吸收尾氣，B正確；C．反應(yīng)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止③處的加熱，再停止①處的加熱，使得生成的四氯化鈦在氯氣氛圍中冷卻，以防空氣進(jìn)入裝置，C錯(cuò)誤；

D．四氯化鈦()極易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，④、⑤之間缺少防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置，D正確；故選C。3．（2022秋·寧夏銀川·高一銀川一中?？计谥校┤鐖D所示裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于A．高錳酸鉀和濃鹽酸制取氯氣 B．鋅和鹽酸制取氫氣C．碳酸鈣和鹽酸制取二氧化碳 D．KClO3和MnO2制取氧氣【答案】B【解析】A．氯氣密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，該裝置中為向下排空氣法，故A錯(cuò)誤；B．鋅和鹽酸制取的氫氣中含有HCl氣體，用水吸收，氫氣不溶于水，氫氣密度比空氣小，干燥后用向下排空氣法收集，該裝置可以，故B正確；C．二氧化碳密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，該裝置中為向下排空氣法，故C錯(cuò)誤；D．氧氣密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，該裝置中為向下排空氣法，故D錯(cuò)誤；故選B。4．（2022·廣東東莞·高一期末）下列關(guān)于電解氯化鈉水溶液的說法不正確的是()A．電解產(chǎn)物為氯氣和鈉B．電解過程中能產(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。5．（2022秋·浙江·高一期中）18世紀(jì)70年代，瑞典化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了氯氣A．阿伏加德羅 B．波義耳 C．門捷列夫 D．舍勒【答案】D【解析】18世紀(jì)70年代，瑞典化學(xué)家舍勒首先發(fā)現(xiàn)并制得了氯氣(Cl2)，氯氣是一種黃綠色、密度比空氣大且有毒的氣體，綜上所述故選D。6．（2022秋·湖南·高一校聯(lián)考期中）實(shí)驗(yàn)室也可以用和濃鹽酸反應(yīng)制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式為?，F(xiàn)用如圖所示裝置制取純凈的無水(部分儀器和夾持裝置已略去)。下列說法正確的是A．裝置C中試劑是飽和食鹽水，目的是除去氣體B．實(shí)驗(yàn)過程中，硬質(zhì)玻璃管中產(chǎn)生大量棕黃色的煙C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先加熱裝置D，再打開A中分液漏斗的活塞D．將裝置A中的直接換為，也可完成該實(shí)驗(yàn)【答案】B【分析】A裝置用和濃鹽酸反應(yīng)制取，制得的中會(huì)混有會(huì)揮發(fā)出的HCl和水蒸氣，B裝置中的試劑是飽和食鹽水用來除去HCl，裝置C中試劑是濃硫酸，目的是干燥氯氣，保證進(jìn)入D裝置的是純凈的與進(jìn)而制得，最后的E裝置盛裝的試劑是NaOH，用來吸收多余的?！窘馕觥緼．裝置C中試劑是濃硫酸，目的是干燥氯氣，故A錯(cuò)誤；B．銅在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙，故B正確；C．應(yīng)先打開裝置A中分液漏斗的活塞，當(dāng)產(chǎn)生的氯氣充滿整套裝置時(shí)，再點(diǎn)燃裝置D處酒精燈，故C錯(cuò)誤；D．與濃鹽酸常溫下不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選B7．（2022秋·黑龍江雙鴨山·高一?？茧A段練習(xí)）下列裝置或原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．制取Cl2 B．除去Cl2中的HClC．氯氣的尾氣處理 D．測氯水的pH【答案】A【解析】A．次氯酸鈣和濃鹽酸在常溫下反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣、水，故選A；B．氯氣、氯化氫都能與氫氧化鈉反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液除氯氣中的氯化氫，故不選B；C．氯氣難溶于飽和氯化鈉，不能用飽和食鹽水吸收氯氣，一般用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，故不選C；D．氯水具有漂白性，不能用pH試紙測定氯水的pH，故不選D；選A。8．（2022秋·廣東廣州·高一廣州市真光中學(xué)?？计谀┠郴瘜W(xué)小組探究鹵族元素的性質(zhì)，進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)(a~d中均為浸有相應(yīng)試液的棉花，夾持裝置略)。下列說法不正確的是A．具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為B．若a處變?yōu)槌壬?，b處變?yōu)樗{(lán)色，不能說明氧化性：溴>碘C．若c處褪色，說明氯氣中混有氯化氫氣體D．若d處褪色，說明具有漂白性【答案】D【分析】具支試管中84消毒液的有效成分為NaClO，與濃鹽酸發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，產(chǎn)生的氯氣在a處于KBr發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2，在b處氯氣和KI反應(yīng)生成I2，c處的有強(qiáng)氧化性，與還原性物質(zhì)比如以及揮發(fā)出的HCl反應(yīng)而褪色，d裝置試劑NaOH同樣可以與以及揮發(fā)出的HCl反應(yīng)而使堿性減弱?！窘馕觥緼．84消毒液的有效成分為NaClO，與濃鹽酸發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故A正確；B．具支試管產(chǎn)生氯氣在a處于KBr發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2，溶液變橙色，可得氧化性Cl2>Br2，b處氯氣和KI反應(yīng)生成I2，淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)，可得氧化性：Cl2>I2，但未知I2與Br2的氧化性強(qiáng)弱，故B正確；C．濃鹽酸具有揮發(fā)性，HCl氣體也能與酸性溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)使溶液褪色，說明有氧化性，故C正確；D．氯氣和NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl和NaClO，溶液堿性變?nèi)酰犹芤和噬?，不是氯氣的漂白性造成的，故D錯(cuò)誤；故選D。9．（2022秋·遼寧·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）三氯化碘(ICl3)在藥物合成中用途非常廣泛，其熔點(diǎn)為33℃，沸點(diǎn)為73℃，遇水易反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可用圖裝置制取ICl3，制備的反應(yīng)原理：I2+3Cl2=2ICl3下列說法不正確的是A．利用裝置甲制備氯氣選用的藥品可以是高錳酸鉀和濃鹽酸B．裝置乙中長頸漏斗液面上升說明丙裝置可能發(fā)生堵塞C．裝置丙中氯化鈣的作用是干燥Cl2D．裝置戊中的堿石灰可以用無水氯化鈣代替【答案】D【分析】甲中用高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，乙中用飽和食鹽水除去揮發(fā)出的氯化氫，丙中氯化鈣為干燥劑，丁中氯氣與碘單質(zhì)反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，戊中堿石灰可以除去多余的氯氣，同時(shí)堿石灰也可以防止空氣的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置丁中，據(jù)此分析?！窘馕觥緼．高錳酸鉀氧化濃鹽酸當(dāng)中的氯離子生成氯氣，且該反應(yīng)不需要加熱，A正確；B．若丙中U型管堵塞，則氣體會(huì)滯留在裝置乙中，導(dǎo)致乙中長頸漏斗液面上升，B正確；C．氯化鈣是干燥劑，因此丙的作用是干燥制得的氯氣，C正確；D．堿石灰可以除去多余的氯氣，無水氯化鈣不能除去氯氣，故裝置戊中的堿石灰不可以用無水氯化鈣代替，D錯(cuò)誤；故本題選D。10．（2022秋·湖南衡陽·高一統(tǒng)考期末）設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．中含有的原子總數(shù)為3B．與足量或反應(yīng)生成或，均失去2個(gè)電子C．常溫下，的溶液中含有的數(shù)為2D．與鹽酸反應(yīng)生成的的分子數(shù)為2【答案】AB【解析】A．20gD2O中含有的原子總數(shù)為×3×NAmol-1=3NA，故A正確；B．氧化鎂和氮化鎂中鎂元素都為+2價(jià)，則1mol鎂與足量氧氣或氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)，失去電子的數(shù)目均為1mol×2×NAmol-1=2NA，故B正確；C．缺溶液的體積，無法計(jì)算1mol/L碳酸鈉溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量和含有鈉離子的個(gè)數(shù)，故C錯(cuò)誤；D．理論上1mol二氧化錳能與4mol鹽酸共熱反應(yīng)生成1mol氯氣，反應(yīng)時(shí)濃鹽酸會(huì)變?yōu)橄←}酸，稀鹽酸與二氧化錳共熱不反應(yīng)，則1mol二氧化錳能與1L4mol/L鹽酸共熱反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量小于1mol，故D錯(cuò)誤；故選AB。11．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）實(shí)驗(yàn)裝置裝置特點(diǎn)：固＋液氣。(1)儀器a的名稱_______，儀器b的名稱_______。(2)Cl2的收集方法是_______。(3)燒杯中NaOH溶液的作用是_______。(4)A裝置中導(dǎo)出的氣體有Cl2、HCl、H2O(g)等?！敬鸢浮糠忠郝┒穲A底燒瓶向上排空氣法吸收多余的Cl2、以防污染環(huán)境【解析】(1)儀器a帶有活塞，名稱為分液漏斗，儀器b的名稱為圓底燒瓶。(2)Cl2的相對分子質(zhì)量為71，比空氣的相對分子質(zhì)量大，所以密度比空氣大，收集方法是向上排空氣法。(3)Cl2是酸性氣體，能與堿反應(yīng)，所以燒杯中NaOH溶液的作用是：吸收多余的Cl2、以防污染環(huán)境。(4)A裝置中導(dǎo)出的氣體有Cl2、HCl、H2O(g)等。答案為：分液漏斗；圓底燒瓶；向上排空氣法；吸收多余的Cl2、以防污染環(huán)境。12．（2022春·云南文山·高一校考開學(xué)