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微专题19 氯及其化合物的制备与性质探究
一、氯气的实验室制法
实验室制取气体装置由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl 的
2
实验室制法为例(见下图)：
(1)反应原理：用MnO (或其他强氧化剂，如KMnO 、KCr O、KClO 等)氧化浓盐酸。
2 4 2 2 7 3
其他制取Cl 的原理：
2
△
MnO＋4HCl(浓) MnCl ＋Cl↑＋2HO
2 2 2 2
①14HCl＋KCr O===2KCl＋2CrCl ＋7HO＋3Cl↑
2 2 7 3 2 2
②16HCl＋2KMnO ===2KCl＋2MnCl ＋8HO＋5Cl↑
4 2 2 2
③6HCl(浓)＋KClO===KCl＋3HO＋3Cl↑
3 2 2
④4HCl＋Ca(ClO) ===CaCl ＋2HO＋2Cl↑
2 2 2 2
2NaCl+3H₂SO₄(浓)+MnO₂==2NaHSO₄+MnSO₄+2H₂O+Cl₂↑
其中，①②④使用稀盐酸就可发生反应产生氯气。
(2)制备装置类型：固体＋液体 气体
(3)净化方法：用 _ 饱和食盐水 除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集气体：向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH) 溶液吸收的原因是Ca(OH)
2 2
溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。
(6)验满方法：
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl 的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
2
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl 的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集
2满。
③实验室制取Cl 时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。
2
二、工业制取氯气：氯碱工业
―→――→饱和食盐水――→
化学方程式为2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑。
2 2 2
三、制备与性质探究
1．某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业上制取漂白粉，设计了如图所
示装置进行实验。
请按要求回答下列问题：
(1)氯气是一种_______色、有_______气味、有毒气体，该实验必须在通风条件良好的实
验室中进行。
(2)盛放浓盐酸的仪器名称为_______。本实验中制备Cl 的化学方程式为_______。
2
用下列两种方法制取氯气：①用含有HCl 146g的浓盐酸与足量的MnO 反应；②用87g
2
MnO 与足量的浓盐酸反应，所得氯气_______(填字母序号)。
2
A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较
(3)饱和食盐水在该实验中的作用是_______。
(4)气体通入淀粉-KI溶液后可观察到溶液变蓝，可得氧化性比较：Cl_______I(填“>”或
2 2
“<”)。
(5)若干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，则装置甲中盛放的试剂是_______。
实验证明氯气_______(填“有”或“无”)漂白性。四、氯化物的制备与性质探究
1．氯化铝的制备
2．．AlCl 在有机化学中有很广泛的应用。实验室制备干燥的AlCl 的装置如下：
3 3
回答下列问题：
(1)确定装置气密性良好后，滴入浓盐酸直至_______；开始点燃酒精灯。
(2)装置A中生成Cl 的离子方程式为_______。
2
(3)试剂X为_______(填化学式)，装置B中的长颈漏斗的作用是_______，装置I的作用是
_______。
(4)当制备好AlCl 后，停止加热，关闭漏斗活塞，接下来的操作是_______。
3
(5)请设计一个测定无水AlCl 产率的方案：___。
3
2．氯化铁的制备
3．氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体，易潮解，100℃时易升华。实验
室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁，实验装置如图所示。下列说法正确的是A．装置I中反应的离子方程式为MnO +4HCl Mn2++Cl↑+2Cl-+2H O
2 2 2
B．装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO 以除去Cl 中的少量HCl
3 2
C．装置III和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸
D．装置V的作用是为了防止倒吸
3．氯化锡的制备
4．SnCl 可用于染色时的媒染剂、润滑油添加剂、玻璃表面处理剂等。实验室可通过如图
4
装置制备少量SnCl (夹持装置略)
4
已知：①锡的熔点232℃、沸点2260℃；
②SnCl 的熔点246.8℃、沸点623℃；
2
③SnCl 的熔点－33℃、沸点114℃，SnCl 极易水解。通常将SnCl 晶体加入浓盐酸中，
4 4 4
以配制无色的SnCl 溶液。回答以下问题
4
(1)仪器a的名称为___________，该仪器中发生反应的离子方程式为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________，如果去掉装置Ⅱ，从实验安全的角度看可能产生的影响
是___________。
(3)装置Ⅲ中的试剂为___________。图中可替代装置Ⅲ的是___________(填字母序号，下
同)。
(4)该实验装置存在一处明显的缺陷，改进方法为在装置Ⅵ后连接上图中的___________。
4．氯化铜的制备5．实验室中以粗铜粉(含杂质Fe)为原料，制备铜的氯化物的流程如图：
请按要求回答下列问题：
（1）现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl 并与粗铜粉反应(铁架台和
2
加热装置等省略)。
按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是a→_______。A中化学方程式为_______。实
验中硬质玻璃管加热前要进行的一步重要操作是_______。
(2)上述流程中，所得固体Ⅰ需要加稀盐酸溶解，其目的是_______；溶液Ⅰ可加试剂X用
于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的_______(填字母)。
A．Cu b．NH ·H O c．CuO d．Cu (OH) CO e．HS
3 2 2 2 3 2
(3)向溶液Ⅱ中通入一定量的SO ，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，写出该反应的离
2
子方程：_______
5．氯化亚铜的制备
6．CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组模拟热分解CuCl •2H O制备
2 2
CuCl，并进行相关探究。
（资料查阅）（实验探究）
Ⅰ.氯气的制备
实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气选用上述装置___________(A或B)，如何检验装置的
气密性___________，离子反应方程式___________。
Ⅱ.用下图所示装置进行实验(夹持仪器已省略)，制备CuCl。
请回答下列问题：
(1)实验操作的先后顺序是a ___________ e (填操作的字母代号)。
a．检查装置的气密性后加入药品 b．熄灭酒精灯，冷却 c．在“气体入口”处通入
干燥HCl d．点燃酒精灯，加热 e．停止通入HCl，然后通入N
2
(2)在实验过程中，观察到C中试纸的颜色变化是先变红后褪色。通过C中的现象，一定
可以证明新制氯水具有的性质有___________(填字母代号)。
A．酸性 B．漂白性 C．酸性、漂白性 D．前面性质均无法证明
(3)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是___________。
（探究反思）
(4)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl 或CuO杂质，根据
2
资料信息分析：若杂质是CuCl ，则产生的原因是_____________。若杂质是CuO，则产
2生的原因是_____________。
6．氯化铬的制备
7．三氯化铬(CrCl )是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。
3
实验室利用反应Cr O(s)+3CCl (g) 2CrCl (s)+3COCl (g)制取CrCl ，其实验装
2 3 4 3 2 3
置如图所示。
已知：①COCl (俗称光气)有毒，遇水发生水解：COCl +H O=CO+2HCl；
2 2 2 2
②碱性条件下，HO 将Cr3+氧化为 ；酸性条件下，HO 将 还原为Cr3+。
2 2 2 2
回答下列问题：
(4)测定产品中CrCl 质量分数的实验步骤如下：
3
Ⅰ.取mgCrCl 产品，在强碱性条件下，加入过量的30%H O 溶液，小火加热使CrCl 完全
3 2 2 3
转化为 ，继续加热一段时间；
Ⅱ.冷却后加适量的蒸馏水，再滴入适量的浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸的目的是为了防止指
示剂提前变色)，使 转化为 ；
Ⅲ.用新配制的cmol·L-1(NH )Fe(SO ) 标准溶液滴定至终点，消耗(NH )Fe(SO ) 标准溶液
4 2 4 2 4 2 4 2
VmL(已知 被Fe2+还原为Cr3+)。
①产品中CrCl 质量分数表达式为___。
3
②下列操作将导致产品中CrCl 质量分数测定值偏低的是___(填标号)。
3a.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间
b.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
c.步骤Ⅲ中所用(NH )Fe(SO ) 溶液已变质
4 2 4 2
d.步骤Ⅲ中读数时，滴定前俯视，滴定后平视
【专题精练】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)必须用浓盐酸与MnO 反应制Cl，因为稀盐酸与MnO 不反应。( )
2 2 2
(2)为了减少制得的Cl 中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。( )
2
(3)除去Cl 中少量HCl气体，可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
2
(4)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸。( )
(5)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。( )
(6)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应。( )
(7)用NaOH溶液吸收多余的Cl 时，为防止倒吸，导气管不能伸入液面以下。( )
2
2．某校化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化锰的反应来制取并收集氯气，实
验装置如图所示。
(1)写出该反应的离子方程式：___________________________
_____________________________________________________。
(2)上述反应中，浓盐酸表现出的性质：____________________。
(3)兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中错
误的是________。
A．NaOH溶液 B．NaCO 溶液 C．浓硫酸
2 3
(4)实验室用下列两种方法制取氯气：①用含146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO 反应；②
2
用87 g MnO 与足量的浓盐酸反应，则所得Cl________(填“①比②多”“②比①多”或
2 2
“一样多”)。
3．下列制取Cl、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是( )
24．氯气是一种重要的工业原料。资料显示： Ca(ClO) ＋CaCl ＋2HSO =====2CaSO ＋
2 2 2 4 4
2Cl↑＋2HO。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质：
2 2
(1)在该实验中，甲部分的装置是________(填字母)。
(2)乙装置中FeCl 溶液与Cl 反应的离子方程式是___________
2 2
_____________________________________________________。
(3)丙装置中通入少量Cl ，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性
2
强 于 次 氯 酸 ， 则 丙 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是
__________________________________________。
(4)该实验存在明显的缺陷，改进的方法是_________________
_____________________________________________________。
5．工业上电解饱和食盐水制备氯气，实验室常用 与浓盐酸制备氯气。制备氯气时，
下列装置能达到相应实验目的的是A．电解法制氯气 B．实验室制氯气
C．除去氯气中的HCl D．氯气收集和尾气处理
6．为了探究Cl、SO 同时通入HO中发生的反应，某收化学兴趣小组同学设计了如图所
2 2 2
示的实验装置：
(1)该化学兴趣小组的同学制取Cl、SO 气体，现采用NaSO 与70%的硫酸为原料制取
2 2 2 3SO ，采用MnO 和浓盐酸(HCl )为原料制取Cl，在此试验中F仪器的作用是___________，
2 2 2
发生装置 B应选择以下三种装置中的___________(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为___________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl 过量还是SO 过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：
2 2
a．氯化铁溶液 b．氯化亚铁溶液 c．硫氰化钾溶液
d．氯化钡溶液 e．品红溶液 f．酸性高锰酸钾溶液
若Cl 过量，取适量D中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内，再加
2
入___________(选填一个序号)试剂。发生的现象是___________。若SO 过量，取适量D
2
中溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现象是___________。
7．某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现，二氧
化锰仍有剩余时就观察到反应停止，对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是___________。
[提出猜想]ⅰ．随着反应进行，c(Cl-)降低，不能被二氧化锰氧化
ⅱ．随着反应进行，……[进行实验]将反应后的固液混合物倒出，平均分在2个试管中，分别进行以下实验，证实
了猜想ⅰ不成立。
序号 实验操作 实验现象
将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口，加
Ⅰ 试纸未变蓝
热试管；___________，充分振荡，继续加热
将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口，加
滴入浓硫酸前，试纸不变蓝；
Ⅱ 热试管；滴入2滴浓硫酸，充分振荡，继续加
滴入浓硫酸后，试纸变蓝
热
(2)将Ⅰ中操作补充完整：___________。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了___________(填化学式)。
[进一步实验]设计如下实验进一步探究。
序号 实验装置 实验操作 现象
向左侧烧
滴加浓硫酸前，电流表指针不偏转；
Ⅲ 杯中滴加2
滴加浓硫酸后，电流表指针偏转
滴浓硫酸
向右侧烧
Ⅳ 杯中滴加2 电流表指针始终不偏转
滴浓硫酸
(4)滴加浓硫酸后，左边烧杯中反应的电极反应式是___________。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ，解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是
___________。
[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号 实验操作 实验现象
Ⅴ 在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水 产生气泡
Ⅵ 在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸，再加入2毫 产生气泡，黑色固体消升5%双氧水 失，生成无色溶液
(6)Ⅵ中反应的离子方程式是___________。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论，解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因___________。
