氯及其化合物的制备与性质探究-高考化学考点复习

微专题19氯及其化合物的制备与性质探究

一、氯气的实验室制法

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C12的

实验室制法为例（见下图）：

⑴反应原理：用MI1O2（或其他强氧化剂，如KM1Q4、K2cl2O7、KCIO3等）氧化浓盐酸。

其他制取C12的原理：

△

MnO2+4HCl（浓）^=MnC12+C12T+2H2O

①14HCI+K2Cr2O7=2KCl+2CrCI3+7H2O+3cLT

②16HC1+2KMnO4=2KCl+2MnCL+8H2O+5C12T

③6HC1（浓）+KC1O3=KC1+3Hg+3C12T

@4HCl+Ca（ClO）2=CaC12+2H2O+2C12T

2NaCl+3H2S04（浓）+MnOz==2NaHSO4+M11SO4+2H2O+C12T

其中，①②④使用稀盐酸就可发生反应产生氯气。

⑶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。

⑸尾气吸收；用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收，不用Ca（OH）2溶液吸收的原因是Ca（OH）2

溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。

⑹验满方法：

①将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Ck的集气瓶口，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CL的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色,则证明已集

满。

③实验室制取。2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。

二、工业制取氯气：氯碱工业

海粗精制电解［阳极产物：Cl2

水—"盐饱和食盐水^阴极产物：Hz、NaOH

通电

化学方程式为2NaCl+2H2。2NaOH+H2|+Cl2fo

三、制备与性质探究

1.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。

饱和食淀粉-KI甲干燥的湿润的石灰乳

盐水溶液有色布条有色布条

请按要求回答下列问题:

⑴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。

⑵盛放浓盐酸的仪器名称为O本实验中制备C12的化学方程式为0

用下列两种方法制取氯气：①用含有HC1146g的浓盐酸与足量的MnCh反应；②用87g

MnCh与足量的浓盐酸反应，所得氯气（填字母序号）.

A.②比①多B.①比②多C.一样多D.无法比较

⑶饱和食盐水在该实验中的作用是_______O

⑷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：C1212（填或

（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。

【答案】⑴黄绿刺激性（2）分液漏斗MnO2+4HCl（浓）2MnCb+C12T+2H2。

A（3）除去氯气中的HC1气体杂质（4）＞（5）浓疏酸无

【分析】

实验室中用浓盐酸与二氧化镒加热制氯气，制得的氯气中含有杂质HC1和水.通过饱和食

盐水除去HQ,氯气和碘化钾溶液发生氧化还原反应，通过浓硫酸干燥氯气，再将干燥的

氯气依次通过干燥的有色布条和湿润的有色布条可验证氯气的漂白性，再将氯气通入石灰

乳中制取漂白粉，据此分析答题。

【解析】

⑴氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，答案为：黄绿；刺激性；

⑵实验室中采用浓盐酸与二氧化铳加热的方法制取氯气，浓盐酸盛放在分液漏斗中，二氧

化镒置于圆底烧瓶中，反应的原理为：MnO2+4HCl（浓）£MnCb+Cb廿2H20,87g二氧化

锦为ImoL146gHe1为4mol,理论上两者完全反应时生成的氯气相同，但二氧化钵只与

浓盐酸发生反应，当盐酸浓度变稀后不再发生反应，因此87g二氧化镐与足量浓盐酸完全

反应生成的氯气比146gHCI与足量二氧化钵完全反应生成的氯气要多，答案为：分液漏斗;

MnO2+4HCl（浓）：MnCb+Cl2T+2H20；A；

（3）实验室制取的氯气中含挥发出来的HCL应用饱和食盐水除去氯气中的HC1,答案为：

除去氯气中的HC1气体杂质；

（4）氯气通入淀粉碘化钾溶液中溶液变蓝说明氯气与碘化钾反应生成碘单质，反应中氯气作

氧化剂，碘单质为氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，答案为：＞;

⑸若干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，说明进入有色布条装置中的氯气是干

燥的，则甲中的液体应能干燥氯气，推知为浓硫酸，通过干燥的有色布条不褪色可知氯气

本身不具有漂白性，故答案为：浓硫酸：无。

四、氯化物的制备与性质探究

1.氯化铝的制备

2..AlCb在有机化学中有很广泛的应用。实验室制备干燥的AlCh的装置如下：

回答下列问题：

⑴确定装置气密性良好后，滴入浓盐酸直至______：开始点燃酒精灯。

⑵装置A中生成Cl2的离子方程式为o

⑶试剂X为（填化学式），装置B中的长颈漏斗的作用是______,装置I的作用是

A

A.装置1中反应的离子方程式为MnO2+4HCl=MM++C12T+2CI+2H2。

B.装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3以除去Cb中的少量HC1

C.装置HI和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸

D.装置V的作用是为了防止倒吸

【答案】C

【解析】

A.浓盐酸在书写离子方程式中需拆分，所以装置I中反应的离子方程式为

A

+2+

MnO2+4H+2Cl=Mn+Cl2t+2H2O,A错误；

B.NallCO、会与HC1反应，不能达到除杂目的，所以装置H洗气瓶中应该加入饱和NaCl

以除去Cb中的少量HC1,B错误；

C.根据上述分析可知，装置IH和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸，其作用为吸

收水蒸气，C正确；

D.因为氯化铁在100℃时易升华，所以装置V的作用是防止氯化铁升华溢出，D错误；

故选Cc

3.氯化锡的制备

4.SnCL可用于染色时的媒染剂、润滑油添加剂、玻璃表面处理剂等。实验室可通过如图

装置制备少量SnCL（夹持装置略）

己知：①锡的熔点232℃、沸点2260C；

②SnCL的熔点246.8℃、沸点623℃；

③Sn04的熔点一33℃、沸点114℃,SnCL极易水解。通常将SnCL晶体加入浓盐酸中，

以配制无色的SnCL溶液。回答以下问题

⑴仪器a的名称为,该仪器中发生反应的离子方程式为o

⑵装置H的作用是___________,如果去掉装置H,从实验安全的角度看可能产生的影响

是___________。

(3)装置ni中的试剂为。图中可替代装置in的是__________(填字母序号，下

(4)该实验装置存在一处明显的缺陷，改进方法为在装置VI后连接上图中的

A

【答案】⑴圆底烧瓶MnO2+4H++2cl=MM++Q2T+2H2。(2)除去氯气中的HC1

HC1和Sn反应生成氢气与氯气混合加热会发生爆炸(3)浓硫酸C(4)D

【解析】

⑴由仪器结构特征，仪器a的名称为圆底烧瓶，该仪器中发生反应二氧化锦与浓盐酸在加

A

热条件下生成二氯化镐、氯气与水，离子方程式为MM)2+4H++2cl=Mn2，+C12T+2H20。

A

故答案为：圆底烧瓶；；MnO2+4H++2Q=Mn2++CbT+2H20；

⑵制备的氯气中含有HCLHC1和Sn反应生成SnCL及氢气，产生杂质，同时氢气与氯气

混合加热会发生爆炸，故装置H的作用是除去氯气中的H。，如果去掉装置II,从实验安

全的角度看可能产生的影响是：HC1和Sn反应生成氢气与氯气混合加热会发生爆炸，故

答案为：除去氯气中的H。；HC1和Sn反应生成氢气与氯气混合加热会发生爆炸；

(3)装置III干燥氯气，盛放的液体试剂为浓硫酸等；氯气能被碱石灰吸收，而U形管中盛

放浓硫酸，氯气不能导出，可以用无水氯化钙干燥，图中可替代装置HI的是C,故答案为:

浓硫酸；C；

(4)尾气中CL中会污染空气，该实验装置存在一处明显的缺陷是缺少尾气处理装置，可以

连接盛放碱石灰的干燥管进行吸收，同时防止空气中水蒸气进入锥形瓶，图中D装置可以

实现，故答案为：Do

4.氯化铜的制备

5.实验室中以粗铜粉（含杂质Fe）为原料，制备铜的氯化物的流程如图：

加稀盐酸

期至固体完加试剂X卬山口

黑工同体I金甦溶液J型咀厂固体n操作复

§反应①操作①」溶液

cuci2・2H2O

反应②

[so2

CuCl

请按要求回答下列问题：

（D现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的C12并与粗铜粉反应（铁架台和

加热装置等省略）。

按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是a-oA中化学方程式为o实

验中硬质玻璃管加热前要进行的一步重要操作是______。

⑵上述流程中，所得固体I需要加稀盐酸溶解，其目的是_______；溶液I可加状剂X用

于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的（填字母）。

A.Cub.NH3H2Oc.CuOd.Cs（OH）2co3e.H2s

⑶向溶液n中通入一定量的so2,加热一段时间后生成cuci白色沉淀，写出该反应的离

子方程：_______

【答案】（l）dehifgb（f、g可调换顺序）

2KmnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCb+5C12T+8H2。排出装置中的空气（2）防止CuCh

A2

2+=+

和FeCh水解cd（3）SO2+2H2O+2CU+2C12CUC11+S0f+4H

【分析】

制备氯气时仪器连接的顺序为Ch的发生装置一除去HC1气体装置一干燥装置一制备装置

1多余CL处理装置，粗铜（含杂质Fe）与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，

形成氯化铁和氯化铜溶液，再加CuO或氢氧化铜等调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉

淀，过滤得到的固体n为氢氧化铁，溶液H为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜

离子发生氧化还原反应生成CuCl,氯化铜溶液在HC1氛围中蒸发结晶得到CuC12-2H2O,

据此分析解答。

【解析】

（1）制备纯净、干燥的CL并与粗铜粉反应的装置的连接顺序：C12发生装置―除去HC1气

体装置一干燥装置一与粗铜粉反应的装置T多余C12处理装置，所以各仪器接口顺序是：

a-d、c-h、i-f、g-b（f、g可调换顺序）；A装置中高锌酸钾和浓盐酸在常温下反应生成

氯化钾、氯化锌、氯气和水，反应的化学方程式为

2KmnCU+16HCl（浓）=2KCH2MnC12+5CLT+8H20；空气中的氧气能够将粗铜粉氧化，实验

前需要用氯气排除装置内的空气，故答案为：dehifgb（f、g可调换顺序）；

2KmnO4+16HC1（浓）=2KCl+2MnCL+5C12T+8H2O；排出装置中的空气；

⑵氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，直接用水溶液配制溶液会产生浑浊，所以加入过

量的酸来溶解氯化铜、氯化铁，以抑制氯化铜、氯化铁水解；溶液I可加试剂X用于调节

pH以除去杂质，试剂X应该能够与酸反应，且不引入CM+之外的离子，可以用CuO或

CU2（OH）或CU2（OH）2c03.故答案为：防I卜CuCb和FeCh水解：cd：

（3）根据信息可知：在加热条件下，SCh与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO；,反应的

△、

2++

离子方程式为SO2+2H2O+2CU+2C1=2CuCU+S0f+4H,故答案为：

A2

2+

SO2+2H2O+2CU+2C1=2CuCl[+S0，+4H+。

5.氯化亚铜的制备

6.CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组模拟热分解CUCL・2H2O制备

CuCl,并进行相关探究。

（资料查阅）

rrlnHC1^3OOJC

CuCU•ZHO-;一~-CuCI------------►CuCl+Cl

2140v22

△-.200r

--------------------------------------Cu()

(实验探究)

I.氯气的制备

实验室用二氧化锌和浓盐酸制氯气选用上述装置___________（A或B）,如何检验装置的气

密性___________，离子反应方程式o

II.用下图所示装置进行实验（夹持仪器已省略），制备CuClo

请回答下列问题：

a.检查装置的气密性后加入药品b.熄灭酒精灯，冷却c.在“气体入口”处通入干燥

HC1d.点燃酒精灯，加热e.停止通入HCL然后通入Nz

⑵在实验过程中，观察到C中试纸的颜色变化是先变红后褪色。通过C中的现象，一定

可以证明新制氯水具有的性质有（填字母代号）。

A.酸性B.漂白性C.酸性、漂白性D.前面性质均无法证明

⑶装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是__________o

（探究反思）

（4）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCL或CuO杂质，根据

资料信息分析：若杂质是CuCL,则产生的原因是_____________o若杂质是CuO,则产生

的原因是_____________o

【解析】

1.（l）MnCh与浓盐酸反应为固体与液体反应，且需要加热，故选择A；检验该装置气密

性方法如下：封闭a处导气管，打开分液漏斗旋塞，向漏斗中加蒸储水，一段时间后，漏

斗下端水不再滴落，并形成一段稳定水柱，证明装置气密性良好；MnO2与浓盐酸反应方

△

程式为:MnO2+4HCl（浓）M11CI2+CI2T+2H2O,HCkMnCb拆写成离子形式，消去2

△

2+

个CL得离子方程式为：MnCh+4H++2clMn+C12t+2H2O；

II.(1)由所给资料信息知，制备过程中，需在HC1气流中加热，防止生成CuO,同时为

了防止产品被空气中氧气氧化，故先通HCL再加热，实验结束时，应先停止加热，再停

止通HC1,故操作顺序为：a—c—d-b—e,故此处填：c—d—b。

⑵由资料知，样品分解产生CL,。2遇到湿润的石蕊试纸，与水反应生成HQ和HC1O,

HCIO有漂白性，使试纸变色后又褪色，由于实验过程中通HC1气体，故试纸变红不能说

明新制氯水中含有HQ,故此处选B；

⑶装置D为尾气处理装置，吸收CL,对应离子方程式为：CL+2OH=Cl+ClO+H?。；

(4)由资料知，CuCb在300co以上才分解成CuCL故产品中含有C11CI2,可能原因是加热

时间不足或温度偏低；若含有CuO,则可能原因是HC1通入量不足，导致部分原料转化为

Cu2(OH)2c12.力口热分解产生Cu。.故此处填：HC1通入量不足0

6.氯化铭的制备

已知：①COCb(俗称光气)有毒，遇水发生水解：COC12+H2O=CO2+2HC1；

回答下列问题：

⑷测定产品中CrCb质量分数的实验步骤如下：

①产品中CrCb质量分数表达式为—o

②下列操作将导致产品中CrCb质量分数测定值偏低的是一(填标号)。

a.步骤I中未继续加热一段时间

h.步骤H中未加浓磷酸

c.步骤HI中所用(NH4)2Fe(S05溶液已变质

d.步躲H［中读数时，滴定前俯视，滴定后平视

【解析】

b.步躲II中未加浓磷酸，指示剂会提前变色，读取标准液体积小于实际，测出的CrC13质

量分数偏低，选项b正确；

c.步骤III中所用(NH4)2Fe(SO4)2已变质，则滴定用标准液体积偏大，测出的CrCb质量分数

偏高，选项c错误；

d.步骤山中读数时滴定前俯视(读数偏小)，滴定后平视，读取标准液的体积偏大。测出的

CrCb质量分数偏高，选项d错误。

答案选abo

【专题精练】

1.判断正误(正确的打“小，错误的打"X”)。

⑴必须用浓盐酸与MnCh反应制C12，因为稀盐酸与Mn€)2不反应。()

⑵为了减少制得的。2中HC1的含量，加热温度不宜过高，以减少HC1的挥发。()

(3)除去。2中少量HC1气体，可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。()

(4)检验氯气可用湿润的淀粉-碘化钾试纸。()

⑸氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。()

⑹实验室快速制取氯气可以采用高镒酸钾与浓盐酸的反应。()

⑺用NaOH溶液吸收多余的Cb时，为防止倒吸，导气管不能伸入液面以下。()

【答案】(1)，(2)<(3)x(4)4(5)4(6)4(7)x

2.某校化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化钵的反应来制取并收集氯气，实

验装置如图所示。

⑴写出该反应的离子方程式，____________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________0

⑵上述反应中，浓盐酸表现出的性质：O

(3)兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中错误

的是________O

A.NaOH溶液B.Na2c。3溶液C.浓硫酸

(4)实验室用下列两种方法制取氯气：①用含146gHQ的浓盐酸与足量的MnO2反应；②

用87gMnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2(填“①比②多”“②比①多''或"一样

多

△

【答案】(l)MnO2+4H++2c「=Mn2++CbT+2H2O

(2)酸性、还原性(3)C(4)②比①多

3.下列制取02、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()

【答案】选B。

【解析】

A.该反应制取氯气需要加热，故A不合理；B.浓硫酸干燥氯气，通过该装置可说明干燥的

氯气没有漂白性，故B合理；C.氯气密度大于空气，要用向上排空气法收集氯气，故C不

合理；D.氯气在饱和食盐水中溶解度很小，故D不合理。

△

4.氯气是一种重要的工业原料。资料显示：Ca(C10)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2f

4-2H2OC某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质：

⑴在该实验中，甲部分的装置是________(填字母)。

⑵乙装置中FeCb溶液与Cb反应的离子方程式是___________

⑶内装置中通入少量Cb，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性

强于次氯酸，则两中发生反应的化学方程式是

(4)该实验存在明显的缺陷，改进的方法是.

2+3+-

【答案】(l)c(2)2Fe+CI2=2Fe+2C1

(3)C12+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3

⑷在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的尾气处理装置

浓盐酸

C12（HC1）

C.除去氯气中的HC1D.氯气收集和尾气处理

饱和

NaOH溶液

【解析】

B.MnCh与浓盐酸反应制氯气必须要加热,无加热装置，实验无法进行，装置错误，不符

题意;

C.洗气瓶中应装饱和食盐水做除杂试剂，NaHCO3溶液无法实现Cb中杂质HC1的去除，

试剂错误，不符题意；

综上，本题选D。

6.为了探究CL、SO2同时通入H2O中发生的反应，其收化学兴趣小组同学设计了如图所

示的实验装置：

⑴该化学兴趣小组的同学制取CMS02气体，现采用Na2so3与70%的硫酸为原料制取

SO2,采用MnO2和浓盐酸(HC1)为原料制取C12,在此试验中F仪器的作用是__________

发生装置B应选择以下三种装置中的(选填序号)。

③

(2)D装置中主要反应的离子方程式为o

(3)为验证通入D装置中的气体是。2过量还是SCh过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:

a.氯化铁溶液b.氟化亚铁溶液c.硫氧化钾溶液

d.氯化钢溶液e.品红溶液f.酸性高镒酸钾溶液

若CL过量，取适量D中溶液滴加至盛有(选填•个序号)试剂的试管内，再加

入(选填一个序号)试剂。发生的现象是___________0若SO2过量，取适量D

中溶液滴加至盛有(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现象是___________o

【解析】

(l)SCh易与水反应，且溶解度较大会发生倒吸，则F可以防倒吸，装置B为制取氯气的装

置.由固液反应且加热的原理可知应选择①.

故答案为：防止倒吸；①；

⑶为验证通入D装置中的气体是C12还是S02过量，若C12过量，取适量D中溶液滴加至盛

有氯化亚铁溶液，试剂的试管内，再加入硫氟化钾溶液会变血红色，证明氯气氧化亚铁离

子；若SO?过量，取适量D中溶液滴加至盛有品红溶液的试管中，红色褪去，加热又恢复

红色，证明含有二氧化硫，

故答案为：b；c；溶液呈血红色；e；红色褪去为尢色，加热后乂变为红色。

7.某小组同学用二氧化镭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

镉仍有剩余时就观察到反应停止，对此现象开展探究。

(1)二氧化镒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(Q)降低，不能被二氧化锦氧化

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，加热

I试纸未变蓝

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，加热滴入浓硫酸前，试纸不变蓝；

II

试管；滴入2滴浓硫酸，充分振荡，继续加热滴入浓硫酸后，试纸变蓝

⑵将I中操作补充完整：o

(3)11中试纸变蓝说明试管中的反应产生了(填化学式)。

［进一步实验丁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

盐桥滴加浓硫酸前，电流表指针不偏转；

杯中滴加2

IIIJL

石墨石墨滴