常见气体的实验室制取-氯气的实验室制备

一、制备原理试剂：浓盐酸+强氧化性物质(如MnO₂、KClO₃、KMnO₄、K₂Cr₂O₇)相关反应的离子方程式：(1)MnO₂和浓盐酸：(2)Ca(ClO)₂与浓盐酸：ClO⁻+Cl⁻+2H⁺=Cl₂↑+H₂O(3)KClO₃与浓盐酸：ClO₃⁻+5Cl⁻+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O(4)KMnO₄与浓盐酸：2MnO₄⁻+10Cl⁻+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O实验室最常用的方法是二氧化锰(MnO₂)和浓盐酸(HCl)反应。化学方程式为：此方法利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl⁻生成Cl₂，该反应中MnO₂为氧化剂，浓盐酸为还原剂，并且该实验还体现了浓盐酸的酸性，这种方法温和且能有效产生氯气。二、实验装置(1)发生装置：用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的固液加热型制气装置。(2)净化装置(除杂装置)：由于浓盐酸易挥发，氯气中的杂质气体有HCl、水蒸气，因此无法收集到纯净干燥的氯气。且HCl极易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度很小，所以先用饱和食盐水除去Cl₂中的HCl气体，再用浓硫酸进行干燥，除去Cl₂中的水蒸气，就可获得纯净干燥的氯气。(3)收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法。氯气密度大于空气，能溶于水，与水反应，有毒。所以不能用排水法收集，通常用向上排空气法收集；另外饱和食盐水中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。(4)尾气处理：用

NaOH溶液吸收多余的Cl₂，以防Cl₂污染空气。氯气有毒，需要设计尾气吸收装置，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置，并在通风橱中进行实验。化学方程式为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O。（5）判断氯气集满方法(1)氯气是一种黄绿色气体：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)氯气具有强氧化性：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。(3)氯气溶于水具有漂白性：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的变化，则证明已集满。三、注意事项(1)反应物必须用浓盐酸，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)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，同时分液漏斗便于控制加入浓盐酸的量，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。(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的挥发。(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。

例题1．实验室制备氯气的装置如下，以下装置中最多有几处错误(

)A．4B．5C．6D．7【答案】C【详解】该图存在的错误有：①反应物必须用浓盐酸，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；②制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，同时为了便于控制加入浓盐酸的量，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗；④该反应需要加热；⑤除杂时先除去HCl再用浓硫酸干燥，顺序反了；⑥因为氯气的密度大于空气，所以收集氯气时要长管进短管出；⑦氯气有毒，需要加尾气处理装置；综上分析，该装置中有6处错误，故选C。2．实验室制备并收集干燥、纯净氯气的装置如图所示：(1)写出实验室制备Cl₂的化学方程式：

。(2)写出指定试剂的名称：B

。(3)C的作用是

。E的作用是

。(4)化学实验中检验是否有Cl₂产生常用湿润的淀粉-KI试纸。如果有Cl₂产生，可观察到的现象是

。(5)写出尾气吸收装置中进行的反应的离子方程式

。【答案】(1)(2)饱和食盐水(3)干燥氯气

吸收多余的Cl₂，以防Cl₂污染空气(4)试纸变为蓝色(5)Cl₂+2OH⁻＝Cl⁻+ClO⁻+H₂O【解析】装置A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制备氯气，生成的氯气中含有氯化氢，装置B中利用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，生成的氯气中还含有水蒸气，C的