常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制取-氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備

一、制備原理試劑：濃鹽酸+強(qiáng)氧化性物質(zhì)(如MnO?、KClO?、KMnO?、K?Cr?O?)相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：(1)MnO?和濃鹽酸：(2)Ca(ClO)?與濃鹽酸：ClO?+Cl?+2H?=Cl?↑+H?O(3)KClO?與濃鹽酸：ClO??+5Cl?+6H?=3Cl?↑+3H?O(4)KMnO?與濃鹽酸：2MnO??+10Cl?+16H?=2Mn2?+5Cl?↑+8H?O實(shí)驗(yàn)室最常用的方法是二氧化錳(MnO?)和濃鹽酸(HCl)反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為：此方法利用強(qiáng)氧化劑氧化濃鹽酸中的Cl?生成Cl?，該反應(yīng)中MnO?為氧化劑，濃鹽酸為還原劑，并且該實(shí)驗(yàn)還體現(xiàn)了濃鹽酸的酸性，這種方法溫和且能有效產(chǎn)生氯氣。二、實(shí)驗(yàn)裝置(1)發(fā)生裝置：用分液漏斗、圓底燒瓶等組裝的固液加熱型制氣裝置。(2)凈化裝置(除雜裝置)：由于濃鹽酸易揮發(fā)，氯氣中的雜質(zhì)氣體有HCl、水蒸氣，因此無法收集到純凈干燥的氯氣。且HCl極易溶于水，而氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，所以先用飽和食鹽水除去Cl?中的HCl氣體，再用濃硫酸進(jìn)行干燥，除去Cl?中的水蒸氣，就可獲得純凈干燥的氯氣。(3)收集裝置：向上排空氣法或排飽和食鹽水法。氯氣密度大于空氣，能溶于水，與水反應(yīng)，有毒。所以不能用排水法收集，通常用向上排空氣法收集；另外飽和食鹽水中Cl?濃度較大，抑制了Cl?與水的反應(yīng)，Cl?在飽和食鹽水中的溶解度很小，因此可用排飽和食鹽水法收集氯氣，且用此法可除去實(shí)驗(yàn)過程中揮發(fā)產(chǎn)生的HCl氣體。(4)尾氣處理：用

NaOH溶液吸收多余的Cl?，以防Cl?污染空氣。氯氣有毒，需要設(shè)計(jì)尾氣吸收裝置，通常在收集裝置的后面連接盛有NaOH溶液的吸收裝置，并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；瘜W(xué)方程式為：Cl?+2NaOH=NaCl+NaClO+H?O。（5）判斷氯氣集滿方法(1)氯氣是一種黃綠色氣體：觀察集氣瓶中氣體顏色的變化，若集氣瓶上部充滿黃綠色氣體，則證明Cl?已收集滿。(2)氯氣具有強(qiáng)氧化性：將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl?的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。(3)氯氣溶于水具有漂白性：將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl?的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。三、注意事項(xiàng)(1)反應(yīng)物必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO?不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。(2)制取的氯氣有毒，且在加熱時(shí)容易逸出，同時(shí)分液漏斗便于控制加入濃鹽酸的量，所以應(yīng)選用分液漏斗，而不用長頸漏斗。(2)為了減少制得的Cl?中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl?后，再拆卸裝置，避免污染空氣。(4)尾氣處理時(shí)，用NaOH溶液吸收Cl?，不能用澄清石灰水吸收，因?yàn)槌吻迨宜泻珻a(OH)?的量少，吸收不完全。

例題1．實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下，以下裝置中最多有幾處錯(cuò)誤(

)A．4B．5C．6D．7【答案】C【詳解】該圖存在的錯(cuò)誤有：①反應(yīng)物必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO?不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止；②制取的氯氣有毒，且在加熱時(shí)容易逸出，同時(shí)為了便于控制加入濃鹽酸的量，所以應(yīng)選用分液漏斗，而不用長頸漏斗；④該反應(yīng)需要加熱；⑤除雜時(shí)先除去HCl再用濃硫酸干燥，順序反了；⑥因?yàn)槁葰獾拿芏却笥诳諝?，所以收集氯氣時(shí)要長管進(jìn)短管出；⑦氯氣有毒，需要加尾氣處理裝置；綜上分析，該裝置中有6處錯(cuò)誤，故選C。2．實(shí)驗(yàn)室制備并收集干燥、純凈氯氣的裝置如圖所示：(1)寫出實(shí)驗(yàn)室制備Cl?的化學(xué)方程式：

。(2)寫出指定試劑的名稱：B

。(3)C的作用是

。E的作用是

。(4)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)是否有Cl?產(chǎn)生常用濕潤的淀粉-KI試紙。如果有Cl?產(chǎn)生，可觀察到的現(xiàn)象是

。(5)寫出尾氣吸收裝置中進(jìn)行的反應(yīng)的離子方程式

?！敬鸢浮?1)(2)飽和食鹽水(3)干燥氯氣

吸收多余的Cl?，以防Cl?污染空氣(4)試紙變?yōu)樗{(lán)色(5)Cl?+2OH?＝Cl?+ClO?+H?O【解析】裝置A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，生成的氯氣中含有氯化氫，裝置B中利用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫，生成的氯氣中還含有水蒸氣，C的