6.氯气的制备_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修上册_微课高一化学必修1（视频课）_必修一讲义（2019人教版）_第二章海水中的重要元素——钠和氯[10节]

第 14 课时：氯气的制备
【学习目标】
了解氯气的实验室制法。
熟悉简易制备氯气的方式。
【重点难点】
1.重点：氯气的实验室制法；氯气的简易制法。
2.难点：氯气制备中各装置作用。
【高频考点】
氯气的实验室制法。
【教学内容】
一、氯气的实验室制法
反应原理：
MnO +4HCl(浓)===(加热)MnCl +Cl ↑+2H O
2 2 2 2
①制气类型：“固液加热”型。
②发生装置：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、滴液漏斗、导气
管等。
③除杂装置：饱和食盐水，浓硫酸
④收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法（尽可能减少在水中的
第 1 页溶解和反应）
⑤尾气处理：氢氧化钠，吸收氯气
注意：
只有浓盐酸可以用来制备氯气，稀盐酸是没有办法制备氯气的。
例：将 8.7gMnO 与含 14.6gHCl 的浓盐酸混合，充分反应生成的氯气
2
质量小于 7.1g。
MnO +4HCl(浓)===(加热)MnCl +Cl ↑+2H O
2 2 2 2
87 36.5×4=146 71
8.7g 14.6g 7.1g？
二、氯气的简易制法
将浓盐酸滴加到高锰酸钾固体上
MnO - + Cl-+ === Mn2+ + Cl ↑ + .
4 2
【经典例题】
1.某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是（ ）。
A.该装置图中至少存在两处明显错误
第 2 页B.在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯可进行尾气处理
C.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉－碘化钾试纸，可以验证是
否有氯气逸出
D.烧瓶中的 MnO 可换成 KMnO
2 4
2.某同学用以下装置制备并检验 的性质。下列说法正确的是（ ）。
2
Cl
A.Ⅰ图：若浓盐酸过量，则理论上 可全部消耗完
B.Ⅱ图：证明新制氯水只具有酸性 MnO 2
C.Ⅲ图：产生了棕黄色的雾
D.Ⅳ图：湿润的有色布条褪色，说明氯气具有漂白性
【本课小结】
氯气的实验室制法需要浓盐酸与二氧化锰反应。
氯气制备中需要用饱和食盐水除杂。
注意尾气处理。
简易制法采用高锰酸钾，不需要加热。
第 3 页【课后作业】
1. 如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e 是浸有相关溶
液的滤纸。向 晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣
在上面。 KMnO 
已知： 。
 2 2 2
2KMnO thHCl  2KCl Cl 2MnCl H O
对实验现象的“解释或结论”正确的是（ ）。
2. 下面是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（部分夹持
仪器已略）
（1）装置 B 中饱和食盐水的作用是 。
（2）装置 D 的作用是验证氯气是否具有漂白性，为此 D 中Ⅰ、Ⅱ、Ш
处依次放入物质的组合应是 （填字母编号）。
第 4 页（3）设计装置 F 的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段
时间后，打开 E 中活塞，将装置 E 中少量溶液加入装置 F 中，振荡，
观察到的现象是 ，该现象 （填“能”或“不能”）说明溴单质
的氧化性强于碘单质，原因是 。
（4）实验室也可以用高锰酸钾和浓盐酸反应来制备氯气，反应的化
学方程式为： 。
①在化学方程式上用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数
目 。
②在该反应中，氧化剂是 。
③上述反应中，有 的 参加反应，若将生成的氯气
全部通入足量的石灰t乳2h中͸，g 理论K上M可nO得 到次氯酸钙多少克？ 。
3. 实验室制取氯气时，下列操作不正确的是 （填字母）。
第 5 页A.装置Ⅰ可用于制取少量氯气
B.用装置Ⅱ除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置Ⅲ制取氯气
D.用装置Ⅳ干燥氯气
（2）实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需
要的试剂 、 、 。
4. 是一种活泼的黄绿色气体，是一种重要的化工原料，是一种有
毒C的l 2气体。请根据相关实验操作，回答下列问题：
（1）①实验室常用 制备 ，反应的化学反应方程式
为 。若反应中消M耗nO的2 C为l 2 ，则被氧化的 为
。 MnO 2 ͸g HCl
②g 下列收集 的方法正确的是 ( 填字母)。
2
Cl
③用如图装置验证氯气是否具有漂白性，甲中红色布条褪色，丙中红
第 6 页色布条不褪色，则乙中的试剂是 。
（2） 是公认的最安全的消毒剂，可代替 用于自来水的消
毒剂。C现lO在2可以用如下反应制备 ， Cl 2 ＋
ClO 2 ＋ H 2 C 2 O 
NaClO

 H
2 SO，配平该反应N，a 2并SO用 双线桥法表CO示2电子转移的
C角lO度2分析 H的2消O 毒效率为等物质的量 的 倍。
（3）家用“C8lO4 2消毒液”的主要成分是 Cl 2，其若和洁厕灵（主要
成分是盐酸）一起使用生成有毒的黄绿Na色Cl气O体，反应的离子方程式
为 。
【答案与解析】
1. D
D 项，e 处变红，说明氯气将 氧化成了 ，氧化性：
2 
，则还原性： Fe ，故选 D 项；Fe Cl 2 
 2 
FAe项，不能验证氧化性Fe  Cl ，故不选 A 项；
B 项，氯气与水生成盐酸B并r 2不能I 2使石蕊褪色，生成的 有强氧化
性使石蕊褪色，故不选 B 项； HClO
C 项，d 的褪色的原因可能是 与 反应生成的 具有
2
NaOH Cl NaClO
第 7 页强氧化性，也可能是因为反应后溶液为中性或酸性，故不选 C 项
2. （1）除去 中混有的 气体
（2）d Cl 2 HCl
（3）F 中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色，下层无色；不能；过
量的 也能将 氧化成

2 2
Cl I I
（4）①
②
③求K得MnO  ；由关系式
～KMnO    ～h͸mol 得
KMnO   thCl 2  hCaClO 2 ， hCaClO 2  
 
KMnO      h͸mol  t͸hmol hCaClO 2   ，即理论
上hC可a得Cl到O1 2 43克次hC氯aC酸lO钙 2（ 4 分t͸h）mol  tgmol  tg
（1）实验制得的 中含有 ， 在饱和食盐水中溶解度较
大，而 在饱和C食l 2盐水中溶H解C度l 较小H，Cl所以可以用装置 B 中饱和
食盐水除C去l 2 中混有的 气体。
（2）装置 DC的l 2实验目的是验HC证l 氯气是否具有漂白性，要验证氯气是
否有漂白性，可以利用有色布条，气体通过 C 处浓硫酸后得干燥的
氯气，要达实验目的，可先验证氯气是否能够使湿润的有色布条褪色，
然后气体通过U 形管干燥后再与干燥的有色布条检验氯气的漂白性，
U 形管一般盛装固体干燥剂，浓硫酸不能盛装在 U 形管中，由于碱
石灰会与氯气反应，则不能用于氯气干燥，故试剂Ⅱ应选用无水氯化
第 8 页钙，由上述分析可得，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是湿润的有
色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，故选 d 项。
综上所述，本题正确答案为 d 项。
（3）装置 F 的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。由图可知，E
中通入氯气后生成单质溴，加入 F 中后又生成了单质碘，故 F 中现象
是溶液分层，且上层即苯层显紫红色，但是由于 E 中可能有过量的氯
气，故 F 中生成的单质碘不一定是溴与 反应置换出来的，也可能
是过量的 将 氧化为 ，故不能K说I 明溴单质的氧化性一定比

碘强。 Cl 2 I I 2
（4）①反应中 元素的化合价由+7 价降低为+2 价， 元素的
化合价由-1 价升M高n为 0，该反应中转移 ，双线桥法标Cl出电子转

移的方向和数目为： the
；
② 中 元素的化合价由+7 价降低为+2 价，则氧化剂为
KMnO；
Mn
K③M根nO据题目条件可知，发生的反应有：
、
；
求得 的物质的量 ；
t2h͸g
 
由关系t式2h͸g KMnO ～ ～KMnO   t得g：mol  h͸mol
 2 2
KMnO  thCl  hCaClO 
第 9 页，
 
2 
hCaClO   KMnO     h͸mol  t͸hmol
hCaC，lO即 2理 论上hC可a得Cl到O 2 143 克h次Ca氯C酸lO钙 2。  t͸hmol  tgmol 
t3.（g1）ABCD
（2）饱和食盐水；浓 ；氢氧化钠溶液
（1）A 项，实验室制备H氯2 S气O 用的是浓盐酸而不是稀盐酸，故 A 项错
误；
B 项，氯气会与碳酸氢钠反应，不能用碳酸氢钠饱和溶液除去氯气中
的氯化氢，应替换为饱和食盐水，且导管应长进短出，故 B 项错误；
C 项，实验室制备氯气需要加热，缺少加热装置，故 C 项错误；
D 项，导管应长进短出，故 D 项错误。
综上所述，本小题正确答案为 ABCD。
（2）浓盐酸和二氧化锰反应生成的氯气中含有水蒸气和氯化氢，所
以还需要用浓硫酸干燥，用饱和食盐水除去氯化氢，且氯气有毒最后
应用氢氧化钠溶液吸收尾气。
4. （1）① ＋ 浓 ＋ ＋ （2 分）；
△
；②C；
Mn
③
O
浓2
HCl MnCl
2
Cl
2
 2H
2
O
（͸2）g H 2 SO 
（2 分）；2.5
第 10 页（3） ＋ ＋ ＋ （2 分）
  
（1）①C实lO验室C常l 用2H  C与l 2浓盐H 2酸O在加热下反应制取氯气，方程式
为： ＋ 浓MnO 2 ＋ ＋ 。
△ 
MnO 2 HCl， 每消耗MnCl 2 Cl 2  2有H 2 O MnO被2 氧化  ，
͸g
2
即g每mo消l 耗h͸tmol 有t mol MnO被氧化，m则ol被HC氧l 化的
质量为 h͸tmol MnO 2 h͸2mol HCl 。 HCl
②C 项；  有 毒，h不͸2能m有ol逸出h的͸气g体m，ol且密͸度g比空气大，采用“长
进短出”的C方l 2式，故选 C 项；
A 项，收集气体只有进，没有出，无法排出瓶中空气，使氯气不纯，
故不选 A 项；
B 项，此方法可收集密度比空气小的气体，而氯气密度比空气大，故
不选 B 项；
D 项，若直接通入 溶液中，氯气直接被吸收，无法收集，故
不选 D 项。 NaOH
综上所述，本题正确答案为 C。
③要检验氯气是否有漂白性，则应将氯气干燥，所以乙中试剂为浓
。
H（2 2S）O 配平后并用双线桥法表示电子转移的方程式为：
。
1molClO 中 元素由+4 价变为-1 价，转移 电子，
2
2
Cl  mol t mol Cl
第 11 页中 元素由 0 价变为-1 价转移 电子，所以其消毒效率是

C倍l 。 2 mol 2 
2（͸3） 中 元素为+1 价， 中 元素为-1 价，会发生归
 
中反应C，lO离子方C程l 式为： ＋Cl＋ Cl ＋ 。
  
2 2
ClO Cl 2H  Cl H O
第 12 页