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1．制取原理
HCl (浓)――――――――――――――――――→Cl2
完成下列有关反应的离子方程式：
(1)MnO2和浓盐酸：______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)Ca(ClO)2与浓盐酸：___________________________________________________________。
(3)KClO3与浓盐酸：_____________________________________________________________。
(4)KMnO4与浓盐酸：____________________________________________________________。
【答案】 (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－=====Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(3)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(4)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2．实验装置
思考 (1)如何用最简单的方法判断氯气已收集满？
(2)实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，请解释用此方法收集氯气的原因。
【解析】(1)观察集气瓶中气体颜色的变化，若集气瓶上部充满黄绿色气体，则证明Cl2已收集满。
(2)饱和食盐水中Cl－浓度较大，抑制了Cl2与水的反应，Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，因此可用排饱
和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl 气体。
3．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反
第17 讲 氯气的实验室制法及应用
01 掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。增强设计物质制备实验方案的绿色环保意识。
重点·夯基易错
1
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应停止，故盐酸中的HCl 不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl 挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气处理时，用NaOH 溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸
收不完全。
1．含0.4 mol HCl 的浓盐酸与足量的MnO2共热，能得到0.1 mol Cl2( )
2．用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl( )
3．常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2( )
4．用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
【答案】 1.× 2.× 3.× 4.×
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl 的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl 挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。
(5)工业制法
电解饱和食盐水，反应的化学方程式为
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
1．实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：①连好装置，检查装置气密性；②缓缓加热；③加入
MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH 溶液吸收；⑥用向上排空
气法收集氯气。顺序排列正确的是( )
A．①②③④⑥⑤
B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤
D．①③④②⑥⑤
【答案】 D
【解析】 制取氯气的正确操作步骤：先连接装置、检查装置气密性，然后装入药品，先向烧瓶中装入二
氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，再加热制取、收集氯气，由于氯气有毒，最后需要进行尾气吸收，
故正确的排序为①③④②⑥⑤。
2．下列方法中，可制得Cl2的正确组合是( )
①MnO2和浓盐酸混合共热；②MnO2、NaCl 和浓硫酸混合共热；③NaClO 和浓盐酸混合；④K2Cr2O7和浓
盐酸混合；⑤KClO3和浓盐酸混合；⑥KMnO4和浓盐酸混合
A．①②⑥
B．②④⑥
方法·规律总结
点拨·能力培养
2
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C．①④⑥
D．①②③④⑤⑥
【答案】 D
1．（2024·广东·高考真题）1810 年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利
用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证
的氧化性
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【解析】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐
酸，不能达到预期目的，A 符合题意；
B．实验室制得的氯气中有HCl 杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到
净化、干燥Cl2的目的，B 不符合题意；
C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C 不符合题意；
D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D 不符合题
意；
真题·明考向
3
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故选A。
2．（2023·江苏·高考真题）实验室制取
的实验原理及装置均正确的是
A．制取
B．除去
中的HCl
C．收集
D．吸收尾气中的
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【解析】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A 错误；
B．除去
中的HCl 可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B 错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C 正确；
D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D 错误。
故选C。
3．（2022·广东·高考真题）实验室用
和浓盐酸反应生成
后，按照净化、收集、性质检验及尾气
处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A
装置能达到实验目的，故A 不符合题意；
B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B 装置能收集氯气，故B 不符合题意；
4
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C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C 不符合题意；
D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH 溶液吸收尾气，D 装置不能达到实验目的，故D 符合题意；
答案选D。
1．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装
置任选)
选
项
气体
试剂
A
饱和
溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体
熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应，也可以是固液不加热型；右侧气体收集装置，
长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法；
【解析】A．饱和
溶液和浓硫酸反应可以制
，使用固液不加热制气装置，
密度比空气大，
用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，A 不符合题意；
B．
和浓盐酸加热反应可以制
，使用固液加热制气装置，
密度比空气大，用向上排空气法收
集，可以完成相应气体的发生和收集实验，B 不符合题意；
演练·提能力
5
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C．固体
与熟石灰加热可以制
需要使用固固加热制气装置，图中装置不合理，不能完成相应气
体的发生和收集实验，C 符合题意；
D．石灰石(主要成分为
)和稀盐酸反应可以制
，使用固液不加热制气装置，
密度比空气大，
用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，D 不符合题意；
本题选C。
2．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A．Fe 与稀硝酸反应制NO
B．MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C．NaOH 与浓氨水制备NH3
D．Na2SO3与浓硫酸制备SO2
【答案】D
【解析】A．NO 与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；
B．二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选B；
C．氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3，故不选C；
D．Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2，故选D；
选D。
3．（2024·浙江·高考真题）下列实验装置使用不正确的是
A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
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B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C．图③装置用于测定中和反应的反应热
D．图④装置用于制备乙酸乙酯
【答案】A
【解析】A．图①装置没有加热装置，不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，A 错误；
B．利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液，装置和操作正确，B 正确；
C．图③装置用于测定中和反应的反应热，温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用，装置密封、隔热保温
效果好，C 正确；
D．图④装置用于制备乙酸乙酯，导管末端不伸入液面下，利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯，D 正确；
故选A。
4．实验室用
还原
制备金属W 的装置如图所示(
粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于
吸收少量氧气)，下列说法正确的是
A．①、②、③中依次盛装
溶液、浓
、焦性没食子酸溶液
B．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热
D．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
【答案】D
【分析】H2还原WO3制备金属W，装置Q 用于制备氢气，因盐酸易挥发，则①、②、③应分别用于除去
HCl、H2S、氧气和水，得到干燥的氢气与WO3在加热条件下制备W，实验结束后应先停止加热再停止通
入氢气，以避免W 被重新氧化，以此解答该题。
【解析】A．气体从焦性没食子酸溶液中逸出，得到的氢气混有水蒸气，应最后通过浓硫酸干燥，故A 错
误；
B．装置Q 优点是随开随用，随关随停，仅适用于块状固体和液体的反应，且装置不能加热；故该装置不
能用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，因为二氧化锰是粉末状固体，且该反应需要加热，故B 错误；
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C．实验结束后应先停止加热再停止通入氢气，使W 处在氢气的氛围中冷却，以避免W 被重新氧化，故C
错误；
D．点燃酒精灯进行加热前，应检验氢气的纯度，以避免不纯的氢气发生爆炸，可点燃气体，通过声音判
断气体浓度，声音越尖锐，氢气的纯度越低，故D 正确；
答案选D。
5．(2022·广东)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进
行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
【答案】 D
【解析】 浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，故A
不符合题意；氯气的密度大于空气，可用向上排空气法收集，故B 不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥
的红布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C 不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用
NaOH 溶液吸收尾气，故D 符合题意。
6．（2022·北京·高考真题）某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料：
i．Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、
(绿色)、
(紫色)。
ii．浓碱条件下，
可被OH-还原为
。
iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
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序
号
物质a
C 中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
仍有沉淀
Ⅲ
40%NaOH 溶
液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
仍有沉淀
(1)B 中试剂是 。
(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验I、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ii，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将
氧化为
。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1mL 悬浊液，加入4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶
液紫色变为绿色的离子方程式为 ，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被 (填“化学
式)氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量；
③取Ⅱ中放置后的1mL 悬浊液，加入4mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是 。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因 。
【答案】(1)饱和NaCl 溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
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(4) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 4
+4OH-=4
+O2↑+2H2O Cl2 3ClO-
+2MnO2+2OH-=2
+3Cl-+H2O 过量Cl2与NaOH 反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，
溶液中的
被还原为
的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
【分析】在装置A 中HCl 与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除HCl 对Cl2性质的干
扰，在装置B 中盛有饱和NaCl 溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C 中通过改变溶液的pH，验证不同
条件下Cl2与MnSO4反应，装置D 是尾气处理装置，目的是除去多余Cl2，防止造成大气污染；
【解析】（1）B 中试剂是饱和NaCl 溶液，作用是吸收Cl2中的杂质HCl 气体，故答案为：饱和NaCl 溶液；
（2）通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH 电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀
不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2，则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为：
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O，故答案为：2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O；
（3）对比实验I、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是：Mn2+的还原性随溶液碱
性的增强而增强，故答案为：Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强；
（4）①Cl2与NaOH 反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
②取Ⅲ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。
溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，
可被OH-还原为
，根据电子守恒、电荷守恒及原
子守恒，可知该反应的离子方程式为：4
+4OH-=4
+O2↑+2H2O；溶液绿色缓慢加深，原因是
MnO2被Cl2氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量，故答案为：4
+4OH-=4
+O2↑+2H2O；Cl2；
③取Ⅱ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 水，溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明ClO-将MnO2氧
化为
，发生的反应是：3ClO-+2MnO2+2OH-=2
+3Cl-+H2O，故答案为：3ClO-+2MnO2+2OH-=2
+3Cl-+H2O；
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④从反应速率的角度，过量Cl2与NaOH 反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，溶液中
的被还原为
的速率减小，导致实验Ⅲ未得到绿色溶液，故答案为：过量Cl2与NaOH 反应产生
NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，溶液中的
被还原为
的速率减小，因而实验Ⅲ未得到
绿色溶液。
7．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2
＋2H2SO4=====2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问
题：
(1)该实验中A 部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B 中的现象是__________________________________________________________。
(3)请写出装置D 中发生反应的离子方程式：______________________________________
_____________________________________________________________________________，
装置E 的作用是_______________________________________________________________。
(4) 请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C 中的亚硫酸钠已被氧化( 简述实验步骤) ：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5) 制取Cl2 的方法有多种，若A 部分的装置是a ，请再写出一种制备方法：
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
【答案】 (1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气 (4)取少
量C 中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，
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则证明洗气瓶C 中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
【解析】 (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。
(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝色。(4)亚硫酸钠被
氧化生成硫酸钠，只要验证SO 的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO 的存在选用稀盐酸和氯化钡
溶液。
8．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制
备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是__________，a 中的试剂为__________。
(2)b 中采用的加热方式是_________________________ ，c 中化学反应的离子方程式是
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷却的目的是_______________________________________________________。
(3)d 的作用是______________，可选用试剂______(填标号)。
A．Na2S
B．NaCl
C．Ca(OH)2
D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b 中试管，经冷却结晶，________，__________________，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO 溶液分别置于1 号和2 号试管中，滴加中性KI 溶液。1 号试管溶液颜色不变。2
号试管溶液变为棕色，加入CCl4 振荡，静置后CCl4 层显________色。可知该条件下KClO3 的氧化能力
________NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】 (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
【解析】 由题干信息及装置图分析各装置的作用，a 装置用于除杂，b 装置用于制备氯酸钾，c 装置用于
制备次氯酸钠，d 装置用于尾气处理。
(1)盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶。产生的氯气中混有氯化氢杂质，除掉氯化氢需要将气体通过饱和食
盐水。(2)b 装置的加热方式为水浴加热。c 装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－
===ClO－＋Cl－＋H2O。根据b、c 装置水浴温度的不同推知，生成氯酸盐时需要酒精灯加热，生成次氯酸盐
时需要冰水冷却，所以c 中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。(3)d 是尾气处理装置，吸收氯气可以用硫
化钠溶液或氢氧化钙浊液。(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶，过滤，少量冷水洗涤，干燥，
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此处用少量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。(5)碘在四氯化碳中呈紫色；碘在水中的颜色为棕色或褐
色，主要由碘的浓度决定。2 号试管中溶液变棕色说明生成I2,1 号试管中没有颜色变化，说明没有生成I2，
由此可以判断氯酸钾的氧化能力小于次氯酸钠的氧化能力。
13
