2019届一轮复习全国通用版4-专项突破8氯气的实验室制法及其性质探究学案

2019届一轮复习全国通用版4-专项突破8氯气的实验室制法及其性质探究学案

‎(八)氯气的实验室制法及其性质探究 ‎ (对应学生用书第70页)‎ 突破1| 氯气的实验室制法 ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．Cl2的实验室制备原理 ‎ 用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。‎ ‎ MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎ [或2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]‎ ‎2．实验装置及说明 ‎ ‎ ‎ 提醒：(1)Cl2的验满方法 ‎ ①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。‎ ‎ ②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。‎ ‎ (2)几个装置的创新变化 ‎　‎ ‎①　　　　　　　②‎ 或 ‎③‎ ‎ 图①KMnO4作氧化剂制Cl2的装置 ‎ a．不需加热。‎ ‎ b．橡皮管a的作用是使分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等，便于分液漏斗中的液体流下。‎ ‎ 图②Cl2中HCl的除杂装置 ‎ a．装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞(若装置某一位置堵塞，则长颈漏斗中的液面会迅速上升)。‎ ‎ b．该装置还可以贮存少量Cl2。‎ ‎ 图③干燥Cl2的装置 ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　Cl2的制取、净化、收集和尾气处理 ‎1．(2018·常德高三联考)某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．该装置图中至少存在三处明显错误 ‎ B．该实验中收集氯气的方法不正确 ‎ C．如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接 ‎ 一个装有浓硫酸的洗气瓶即可 ‎ D．含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移 ‎ 1 mol电子 ‎ A　[A项，该装置的错误有：缺少加热仪器，MnO2不与浓盐酸发生反应，从而得不到Cl2；装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发；没有进行尾气处理；B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，根据反应方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，盐酸浓度变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 mol，转移的电子的物质的量也小于1 mol。]‎ ‎2．(2018·南昌模拟)为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：‎ ‎ (1)请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口顺序：‎ ‎ b接________，________接________，________接a。‎ ‎ (2)U形管中所盛试剂的化学式为 ___________________________________。‎ ‎ (3)装置③中CCl4的作用是_________________________________________。‎ ‎ (4)乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某个装置之后再加装置⑤。你认为装置⑤应加在________之后(填装置序号)，瓶中可以放入________。‎ ‎ (5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无须多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。你认为可将溶液换成________，如果观察到________________________的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。‎ ‎ (6)若取过量的MnO2与一定体积的浓HCl(含溶质HCl为0.4 mol)制备Cl2(假设HCl的挥发不计，装置气密性良好)，则制备的Cl2总小于0.1 mol的原因是_______________________________________________________________‎ ‎ ________________________________________________________________。‎ ‎ 【解析】　为验证其猜测，应先检验水蒸气的存在，之后再检验HCl的存在。水蒸气的检验一般使用无水CuSO4(变蓝)，HCl的检验一般使用AgNO3溶液(生成白色沉淀)。但是Cl2的存在会干扰HCl的检验，故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2(用CCl4吸收)。在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽，可在③之后增加装置⑤，其中可以放入湿润的KI淀粉试纸或湿润的有色布条等。由于HCl的水溶液有酸性，能够使酸碱指示剂变为红色，而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性，能够使紫色的石蕊试液先变红，后褪色，所以丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液，可将溶液换成紫色石蕊试液，如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。‎ ‎ 【答案】　(1)e　f　d　c　(e和f顺序可以交换)‎ ‎ (2)CuSO4　(3)吸收Cl2‎ ‎ (4)③　湿润的KI淀粉试纸(或湿润的有色布条等其他合理答案)‎ ‎ (5)紫色石蕊试液　紫色石蕊试液变红而不褪色 ‎ (6)随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应 (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)尾气吸收：Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全。‎ (4)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。‎ 突破2| 以Cl2制备为载体的性质探究 ‎[考纲知识整合]‎ 常见Cl2性质探究的一般装置及说明 装置 试剂 实验现象 实验目的 A 浓硫酸 ‎－‎ 验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气(含HClO)有漂白作用 B 干燥红色布条 无明显变化 C 湿润红色布条 红布条褪色 D FeCl2溶液 溶液由浅绿 色变棕黄色 验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应 E 淀粉KI溶液 溶液变蓝色 F Fe(或Cu、Al)‎ ‎－‎ G NaOH溶液 ‎－‎ 吸收多余的氯气 ‎ 注意：在制备FeCl3、AlCl3、CuCl2的装置中还要注意防止它们的水解问题，即F装置的前后分别加干燥装置。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　以Cl2的性质探究为主题的综合试题分析 ‎1．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe ‎ B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae ‎ C．装置e的主要用途是制备NaClO ‎ D．若实验中使用到装置c且布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性 ‎ B　[为确定干燥氯气有无漂白性，需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误；B正确；由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性，湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，D错误。]‎ ‎2．(2017·专家原创)PCl3是一种重要的化工原料，实验室用如图装置制取PCl3。已知PCl3的熔点是－‎112 ℃‎，沸点是‎75.5 ℃‎，极易水解，受热易被氧气氧化。‎ ‎ 请回答下列问题：‎ ‎ (1)B仪器的名称是_________________________________________________。‎ ‎ (2)实验开始前的操作依次是：①组装仪器，②__________________，③加药品，④________________________，⑤最后点燃酒精灯。‎ ‎ (3)导管a的作用是_________________________________________________‎ ‎ ________________________________________________________________；‎ ‎ E装置的作用是___________________________________________________‎ ‎ ________________________________________________________________。‎ ‎ (4)F装置中的药品是________；F装置不能换成C装置，理由是___________‎ ‎ ________________________________________________________________。‎ ‎ 【解析】　由于PCl3极易水解，所以氯气必须干燥，C装置中可盛装浓硫酸干燥氯气。利用二氧化碳排尽装置中的空气，防止PCl3受热被氧气氧化。根据PCl3的沸点数据，利用E装置收集PCl3。因尾气中含有有毒气体氯气且空气中的水蒸气可能进入装置，所以用F装置中的碱石灰吸收多余的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应。‎ ‎ 【答案】　(1)分液漏斗 ‎ (2)检查装置的气密性　打开弹簧夹K通一段时间的CO2，然后关闭弹簧夹K ‎ ‎ ‎(3)平衡三颈瓶与分液漏斗上方的气压，使B仪器中的液体能够顺利滴下　冷凝并收集PCl3‎ ‎ (4)碱石灰　C装置只能吸收水，而F装置还可以吸收多余的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应 ‎[答题模板]　有关实验装置或装置试剂作用的答题模板 发生装置　　　生成……或产生……或制取……‎  ⇓ 除杂装置　　　除去(吸收)……防止……干扰(影响)或 ‎ 除去……中的杂质，以免影响测量结果)‎  ⇓ 性质实验装置　与……反应或验证……说明……或比较……或检验……‎ ‎ ⇓ 收集装置　　　用……收集方法，利用……装置  ⇓ 尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响)