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微专题27 氯气、氨气、二氧化硫的实验室制备与应用
一、氯气的实验室制备
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、氨气的实验室制备
(3)实验室制法
实验室制取少量氨气的两种简易方法
1．加热浓氨水法(见图甲)
△
反应原理：NH ·H O NH ↑＋HO。
3 2 3 22．氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法(见图乙)
浓氨水中存在以下平衡：NH ＋HO NH ·H O NH＋OH－，加入固态碱性
3 2 3 2
物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应
放热，促进NH ·H O分解生成NH 。
3 2 3
(1) 浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH ·H O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH 的生成
3 2 3
(2)浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH ·H O分解。化学方程式：
3 2
NH ·H O＋CaO===NH↑＋Ca(OH)
3 2 3 2
三、二氧化硫的实验室制备
实验室用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应来制取二氧化硫，该反应不需要加热。
利用如下装置来制取S0 并验证SO 的性质。
2 2
（1）反应原理：亚硫酸钠固体和浓硫酸或70％硫酸或（体积1：1）硫酸反应来制取
Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H O；
2
或用铜与浓硫酸加热反应得到二氧化硫：
Cu+2H₂SO₄(浓) △ C uSO4+SO₂↑+2H₂O；
(2)制备装置类型：固体＋液体→气体
(3)净化方法：若制取的SO₂气体中含有HCl或HNO 气体，则需通过饱和NaHSO₃溶液
3
除HCl或HNO，再用浓硫酸除去水蒸气。
3
(4)收集气体：向上排空气法。
(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：将湿润的品红试纸靠近盛SO₂的集气瓶口，观察到试纸立即褪色，则证明
已集满。
(7)尾气处理：通入氢氧化钠溶液 2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O。
【注意事项】
由于SO₂易溶于水，所以应选用浓H₂SO₄和Na₂SO₃（s）反应，反应是在固体和液体之间，
Na₂SO₃（s）为粉末状，为控制反应速率，浓H₂SO₄应从分液漏斗中逐滴滴下。
浓盐酸是不能采用的，因为其中含有大量的水（常温常压下，质量分数最大的浓盐酸为
45%的浓盐酸），否则会有大量的SO₂(溶解在水中．
18.0mol·L－1的浓H₂SO₄（即质量分数为98%的浓H₂SO₄）也不能采用，因为其中缺少水
分，硫酸并未电离，仍以分子形式存在，而Na₂SO₃（s）与H₂SO₄的反应是在H₂SO₄电
离成离子的状态下才能顺利进行的．故通常采用体积比为1∶1的浓H₂SO₄或70％硫酸。
【专题精练】
一、氯气的实验室制备
1．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( )
2
2．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。
3．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
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
Ⅵ
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___________。
二、氨气的实验室制备
1．(2019·盐城模拟)下列制备NH 并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是( )
3
2．用NH Cl和Ca(OH) 制备NH ，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。
4 2 3
3．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题：
(1)若用装置①制取NH ，其反应的化学方程式为
3
____________________________；若要测定生成的 NH 的体积，则必须选择的装置是
3
________( 填 装 置 序 号 ) ， 装 置 中 所 盛 试 剂 应 具 有 的 性 质 是
________________________________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH ，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试
3
剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。
4．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
三、二氧化硫的实验室制备
1．下图是实验室制取二氧化硫并验证二氧化硫的某些性质的装置，试回答：(1)在⑥中发生反应的化学方程式为___________。
(2)①中的实验现象为紫色石蕊试液___________，此实验证明二氧化硫是___________气
体。
(2)②中的品红溶液___________，证明二氧化硫有___________性。
(4)④中的实验现象是___________，证明二氧化硫有___________性。
(5)⑤的作用是___________，反应的化学方程式为___________。
2．实验室可用如下装置 略去部分夹持仪器 制取 并验证其性质．
(1)盛装 的仪器名称为__________ ，
还缺少的玻璃仪器是________，用 的化学方程式_______．
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断 生成的快慢，其中的液体最好选择____ 填代号 ．
a. 饱和 溶液 b. 饱和 溶液
c. 饱和 溶液 d. 饱和NaHSO 溶液
3
(3)验证二氧化硫的氧化性的装置是______，现象为_______________．
(4)为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取该试管中的溶液分成三份，分别进行如下
实验：
方案I：向第一份溶液中加入 溶液，有白色沉淀生成；
方案Ⅱ：向第二份溶液中加入品红溶液，红色褪去；
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入 溶液，产生白色沉淀．
上述方案合理的是方案________ 填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ” ；若将试管D中新制氯水改为酸性
高锰酸钾溶液，则发生反应的离子方程式为____________________．
(5)装置F的作用是___________________
3．某化学兴趣小组欲制备并探究 的某些性质。
(1)下列实验方案适用于在实验室制取所需 的是________。
A． 溶液与 固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧 高温煅烧硫铁矿
(2)探究二氧化硫的漂白性
甲同学用如图所示装置 气密性良好 进行实验，观察到如下现象：Ⅰ中红色褪去，Ⅱ中
无变化。甲同学设计对照实验，但用足量碱石灰代替了氢氧化钠溶液，其原因是
________________，根据实验现象得出的实验结论是_____________。
