《高中化学课时讲练通课件：2.1.1 氯气的生产原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学课时讲练通课件：2.1.1 氯气的生产原理（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【典例典例1 1】下图是电解饱和下图是电解饱和NaClNaCl溶液溶液的实验装置，的实验装置，X X是铁电极、是铁电极、Y Y是石墨是石墨电极，电极，a a是饱和是饱和NaClNaCl溶液，同时在两溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞试液。下列有关边各滴入几滴酚酞试液。下列有关实验的说法正确的是（已知氢气难实验的说法正确的是（已知氢气难溶于水，而氯气能够部分溶于水）溶于水，而氯气能够部分溶于水）A.XA.X电极产生的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝电极产生的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝B.XB.X电极附近溶液变红色，且有刺激性气味气体产生电极附近溶液变红色，且有刺激性气味气体产生C.C.若将
2、若将X X、Y Y两极产生的气体收集起来，其体积比略大两极产生的气体收集起来，其体积比略大于于1111D.D.电解后，将溶液混匀，电解前后溶液的电解后，将溶液混匀，电解前后溶液的pHpH未发生变未发生变化化【思路点拨思路点拨】解题关键是明确解题关键是明确H H2 2、ClCl2 2分别在哪个电极分别在哪个电极上产生，并根据它们的性质进行分析判断。上产生，并根据它们的性质进行分析判断。【自主解答自主解答】选选C C。电解饱和。电解饱和NaClNaCl溶液时，与电源负极溶液时，与电源负极相连的电极相连的电极X X上产生上产生H H2 2，电极，电极X X附近产生附近产生NaOHNaOH，与电源，与
3、电源正极相连的电极正极相连的电极Y Y上产生氯气，反应的化学方程式为：上产生氯气，反应的化学方程式为：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+ClO 2NaOH+Cl2 2+H+H2 2。氯气能够使湿。氯气能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，润的淀粉碘化钾试纸变蓝，A A选项错误；选项错误；NaOHNaOH能够使酚能够使酚酞试液变红色，但酞试液变红色，但H H2 2无刺激性气味，无刺激性气味，B B选项错误；由于选项错误；由于氯气能够部分溶于水，所以其体积偏小，氯气能够部分溶于水，所以其体积偏小，C C选项正确；选项正确；电解后溶液中含有电解后溶液中含有NaOHNaOH，碱性增强，溶
4、液的，碱性增强，溶液的pHpH变大，变大，D D选项错误。选项错误。通电通电=【典例典例2 2】（20102010杭州高杭州高一检测）实验室用如图所一检测）实验室用如图所示装置来制取氯气，该装示装置来制取氯气，该装置由置由A A、B B、C C三个基本装三个基本装置组合而成，请回答下列置组合而成，请回答下列问题：问题：（1 1）该制取氯气的装置有一个错误，请指出错误）该制取氯气的装置有一个错误，请指出错误_。（2 2）说出）说出A A、B B、C C三个基本装置的名称：三个基本装置的名称：A A是是_装置，装置，B B是是_装置，装置，C C是是_装置。装置。（3 3）C C装置中烧杯内所装液
5、体是装置中烧杯内所装液体是_溶液。溶液。（4 4）写出）写出A A装置中反应的离子方程式装置中反应的离子方程式_，在该反应，在该反应中盐酸表现的性质是中盐酸表现的性质是_。【思路点拨思路点拨】解答本题应明确典型的制气装置由哪几解答本题应明确典型的制气装置由哪几部分组成，每一部分作用是什么。部分组成，每一部分作用是什么。【自主解答自主解答】（1 1）烧瓶容积比较大，不能用酒精灯直接）烧瓶容积比较大，不能用酒精灯直接加热，应该垫上石棉网；（加热，应该垫上石棉网；（2 2）典型的制气装置分为四部）典型的制气装置分为四部分：气体发生装置分：气体发生装置气体净化装置气体净化装置气体收集装置气体收集装置尾
6、气尾气吸收装置，本题缺少气体净化装置（依次盛放饱和食盐水吸收装置，本题缺少气体净化装置（依次盛放饱和食盐水和浓硫酸）；（和浓硫酸）；（3 3）一般用碱溶液吸收多余的氯气防止污）一般用碱溶液吸收多余的氯气防止污染，其反应原理是染，其反应原理是ClCl2 2+2OH+2OH- -=Cl=Cl- -+ClO+ClO- -+H+H2 2O O；（；（4 4）MnOMnO2 2和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为：和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为：MnOMnO2 2+4HCl+4HCl（浓）（浓） MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O，在该反应中有一半的，在该反应中有一半的H
7、ClHCl被氧化被氧化成氯气，表现还原性；还有一半的成氯气，表现还原性；还有一半的HClHCl变成变成MnClMnCl2 2，没有发，没有发生氧化还原反应，表现酸性。生氧化还原反应，表现酸性。=答案：答案：（1 1）加热时烧瓶底部缺少石棉网）加热时烧瓶底部缺少石棉网（2 2）气体发生）气体发生 气体收集（或集气）气体收集（或集气） 尾气吸收尾气吸收（3 3）NaOHNaOH或或KOHKOH（4 4）MnOMnO2 2+4H+4H+ +2Cl+2Cl- - MnMn2+2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O 还还原原性性和和酸性酸性= 知识点一：氯气的工业生产知识点一：氯气的工业生产1.1
8、.某某化化工工厂厂通通过过电电解解饱饱和和食食盐盐水水制制取取一一些些化化学学工工业业的的基本原料，此反应的产物不可能是（基本原料，此反应的产物不可能是（ ）A.A.烧碱烧碱 B.B.硫酸硫酸 C.C.氢气氢气 D.D.氯气氯气【解解析析】选选B B。电电解解饱饱和和食食盐盐水水的的化化学学方方程程式式为为：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O H H2 2+Cl+Cl2 2+2NaOH+2NaOH，所所以以不不可可能能得得到到硫酸。硫酸。通电通电=2.2.如图所示装配仪器，接通直流电源，电解的是未精如图所示装配仪器，接通直流电源，电解的是未精制的饱和食盐水（含有制的饱和食盐水（含有C
9、aCa2+2+、MgMg2+2+、SOSO4 42-2-及泥沙等杂质）及泥沙等杂质），结果很快在某一电极附近出现浑浊现象。造成浑浊，结果很快在某一电极附近出现浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是（的难溶物主要是（ ）A.A.碳酸镁碳酸镁B.B.硫酸钡硫酸钡C.C.氢氧化镁氢氧化镁D.D.碳酸钡碳酸钡【解析解析】选选C C。未精制的饱和食盐水中含有。未精制的饱和食盐水中含有CaCa2+2+、MgMg2+2+、SOSO4 42-2-及泥沙等杂质，阴极及泥沙等杂质，阴极H H+ +得到电子生成得到电子生成H H2 2，产生，产生OHOH- -，OHOH- -和和MgMg2+2+反应生成反应生成MgMg（
10、OHOH）2 2白色沉淀，而使阴极附近白色沉淀，而使阴极附近出现浑浊现象。出现浑浊现象。3.3.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解装置，其中盛有饱和食盐水，电解装置，其中盛有饱和食盐水，X X、Y Y是两块石墨电是两块石墨电极，通过导线与直流电源相连，实验开始时，同时在极，通过导线与直流电源相连，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，若两边各滴入几滴酚酞试液，若X X电极上产生无色无味的电极上产生无色无味的气体，请回答以下问题：气体，请回答以下问题：（1 1）在）在X X电极附近溶液中观察到的现象是。电极附近溶液中观察到的现象是。（
11、2 2）检验）检验Y Y电极上产物的方法是。电极上产物的方法是。（3 3）电解的化学方程式是。）电解的化学方程式是。 解题提示：解题提示：氢气和氢气和NaOHNaOH在与电源负极相连的电极在与电源负极相连的电极上及电极附近产生，氯气在与电源正极相连的电极上上及电极附近产生，氯气在与电源正极相连的电极上产生。产生。【解析解析】电解饱和食盐水的反应为：电解饱和食盐水的反应为：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O H H2 2+Cl+Cl2 2+2NaOH+2NaOH，氢气和，氢气和NaOHNaOH在同一电极产生，氢气在同一电极产生，氢气是无色无味的气体，所以是无色无味的气体，所以X X电极
12、上产生电极上产生H H2 2和和NaOHNaOH，酚酞，酚酞试液变红；试液变红；Y Y电极上及电极上及X X电极附近产生氯气，可以用湿电极附近产生氯气，可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。润的淀粉碘化钾试纸检验。通电通电=答案：答案：（1 1）溶液变红）溶液变红（2 2）把把湿湿润润的的淀淀粉粉碘碘化化钾钾试试纸纸放放在在Y Y电电极极附附近近，若若试试纸变蓝，则说明产生的气体为氯气纸变蓝，则说明产生的气体为氯气（3 3）2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O HO H2 2+Cl+Cl2 2+2NaOH+2NaOH通电通电= 知识点二：实验室制氯气知识点二：实验室制氯气4.4.在实验室中制取纯
13、净、干燥的氯气，常使生成的氯在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有（气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有（ ）A.A.浓硫酸浓硫酸 B.B.烧碱溶液烧碱溶液 C.C.饱和食盐水饱和食盐水 D.D.石灰水石灰水【解析解析】选选C C。实验室制出的氯气中常混有少量。实验室制出的氯气中常混有少量HClHCl气气体和水蒸气，只有先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除体和水蒸气，只有先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去去HClHCl气体后，再除去水蒸气。如顺序颠倒，则干燥后气体后，再除去水蒸气。如顺序颠倒，则干燥后的氯气通过食盐水时又会带出水蒸气，最终不能得到的氯气通过食盐
14、水时又会带出水蒸气，最终不能得到干燥的氯气。干燥的氯气。5.5.如图表示在没有通风橱的情况下收集氯气时设计的如图表示在没有通风橱的情况下收集氯气时设计的装置图，图中装置图，图中A A、B B是可控制的弹簧夹。是可控制的弹簧夹。（1 1）烧杯中盛放的液体是，其作用是，）烧杯中盛放的液体是，其作用是，水槽中盛放的液体是。水槽中盛放的液体是。（2 2）简述操作过程：（从氯气已经产生开始）在收集）简述操作过程：（从氯气已经产生开始）在收集氯气之前，应，当氯气纯度合乎要求时，应氯气之前，应，当氯气纯度合乎要求时，应，当氯气收集完毕时，应。，当氯气收集完毕时，应。【解解析析】ClCl2 2有有毒毒，尾尾气
15、气应应用用NaOHNaOH溶溶液液（或或其其他他碱碱液液）吸吸收收，ClCl2 2可可以以用用向向上上排排空空气气法法或或排排饱饱和和食食盐盐水水法法收收集集；在收集在收集ClCl2 2前，应用生成的前，应用生成的ClCl2 2将装置中的空气排出。将装置中的空气排出。答答案案：（1 1）NaOHNaOH溶溶液液（或或其其他他碱碱液液） 吸吸收收多多余余的的ClCl2 2 饱和食盐水饱和食盐水（2 2）打开）打开B B，关闭，关闭A A 打开打开A A，关闭，关闭B B 打开打开B B，关闭，关闭A A一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括5 5个小题，每小题个小题，每小题4 4分，共分，共
16、2020分分) )1.1.湿润的淀粉碘化钾试纸接触氯气最后会变成（）湿润的淀粉碘化钾试纸接触氯气最后会变成（）A.A.红色红色B.B.白色白色C.C.蓝色蓝色D.D.紫色紫色【解析解析】选选C C。湿润的淀粉碘化钾试纸遇到氯气变蓝，。湿润的淀粉碘化钾试纸遇到氯气变蓝，这是检验氯气的方法。这是检验氯气的方法。2.2.（20102010安阳高一检测）实验室制取安阳高一检测）实验室制取HClHCl气体的反应气体的反应原理为：原理为：NaClNaCl（固）（固）+H+H2 2SOSO4 4（浓）（浓） NaHSONaHSO4 4+HCl+HCl，则其所用的气体发生装置是（）则其所用的气体发生装置是（）
17、=【解解析析】选选A A。制制氯氯化化氢氢用用的的是是固固体体和和液液体体反反应应，且且反反应需要加热，所用气体的发生装置与制备氯气的相同。应需要加热，所用气体的发生装置与制备氯气的相同。3.3.（20102010宝鸡高一检测）下列物质：宝鸡高一检测）下列物质：无水无水CaClCaCl2 2；碱石灰；碱石灰；浓浓H H2 2SOSO4 4；P P2 2O O5 5，可以用来干燥，可以用来干燥ClCl2 2的是的是 （）（）A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选C C。碱石灰是。碱石灰是NaOHNaOH和和CaOCaO的混合物，能与的混合物，能与ClCl2 2发生反应，不能用来干燥氯气
18、。发生反应，不能用来干燥氯气。4.4.某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法不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（）正确的是（）A.A.该装置图中至少存在三处明显错误该装置图中至少存在三处明显错误B.B.该实验中收集氯气的方法不正确该实验中收集氯气的方法不正确C.C.为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D.D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出可以证明是否有氯气逸出【解析解析】选选B B。该装置图中存在三处明显错误：。该装置图中存在三处明显错误：未用未用酒精
19、灯加热；酒精灯加热；由于盐酸易挥发、产生的氯气易从长由于盐酸易挥发、产生的氯气易从长颈漏斗中逸出，从而造成空气污染，所以应该用分液颈漏斗中逸出，从而造成空气污染，所以应该用分液漏斗，而不应该用长颈漏斗；漏斗，而不应该用长颈漏斗；缺少尾气吸收装置，缺少尾气吸收装置，所以所以A A选项正确，选项正确，C C选项正确；由于氯气的密度比空气选项正确；由于氯气的密度比空气大，所以可以采取向上排空气法收集，导气管长管为大，所以可以采取向上排空气法收集，导气管长管为进气口，短管为出气口，进气口，短管为出气口，B B选项错误；检验氯气可以用选项错误；检验氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则说明氯气逸
20、湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则说明氯气逸出，出，D D选项正确。选项正确。5.5.实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示如下。若制取等质量的氯气，消耗盐酸最少的是如下。若制取等质量的氯气，消耗盐酸最少的是 （ ）A.8HClA.8HCl（浓）（浓）+K+K2 2CrCr2 2O O7 7=2KCl+Cr=2KCl+Cr2 2O O3 3+4H+4H2 2O+3ClO+3Cl2 2B.16HClB.16HCl（浓）（浓）+2KMnO+2KMnO4 4=2MnCl=2MnCl2 2+8H+8H2 2O+2KCl+5ClO+2KCl+5Cl
21、2 2C.4HClC.4HCl（浓）（浓）+MnO+MnO2 2 MnCl MnCl2 2+2H+2H2 2O+ClO+Cl2 2D.6HClD.6HCl（浓）（浓）+KClO+KClO3 3=KCl+3H=KCl+3H2 2O+3ClO+3Cl2 2=【解析解析】选选D D。为了方便比较，可以假设生成氯气的物。为了方便比较，可以假设生成氯气的物质的量都为质的量都为15 mol15 mol，则四个选项消耗的，则四个选项消耗的HClHCl的物质的量的物质的量依次为依次为40 mol40 mol、48 mol48 mol、60 mol60 mol、30 mol30 mol。二、非选择题（本题包括二
22、、非选择题（本题包括1 1个小题，共个小题，共1010分）分）6.6.氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛，制取氯气也有多种方法。分广泛，制取氯气也有多种方法。（1 1）写出实验室制取氯气的化学方程式。）写出实验室制取氯气的化学方程式。（2 2）KMnOKMnO4 4跟浓盐酸在室温下制氯气的反应方程式为跟浓盐酸在室温下制氯气的反应方程式为2KMnO2KMnO4 4+16HCl+16HCl（浓）（浓）=2KCl+2MnCl=2KCl+2MnCl2 2+5Cl+5Cl2 2+8H+8H2 2O O，该，该反应（填反应（填“是是”或或“不
23、是不是”）氧化还原反应。）氧化还原反应。（3 3）历史上曾用）历史上曾用“地康法地康法”制氯气。这一方法是用制氯气。这一方法是用CuClCuCl2 2作催化剂，在作催化剂，在450 450 利用空气中的氧气跟氯化氢利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。这一反应的化学方程式为。反应制氯气。这一反应的化学方程式为。（4 4）从氯元素的化合价看，以上三种方法的共同点是）从氯元素的化合价看，以上三种方法的共同点是。【解析解析】（1 1）实验室用）实验室用MnOMnO2 2和浓盐酸反应制取氯气，和浓盐酸反应制取氯气，在该反应中氯元素的化合价由在该反应中氯元素的化合价由-1-1价变成价变成0 0价；（价；（
24、2 2）在）在KMnOKMnO4 4跟浓盐酸反应中，氯元素的化合价也由跟浓盐酸反应中，氯元素的化合价也由-1-1价变成价变成0 0价，所以属于氧化还原反应；（价，所以属于氧化还原反应；（3 3）氯化氢和氧气是）氯化氢和氧气是反应物，氯气和水是生成物，然后再配平即得相应的反应物，氯气和水是生成物，然后再配平即得相应的化学方程式，在该反应中氯元素的化合价也是由化学方程式，在该反应中氯元素的化合价也是由-1-1价价变成变成0 0价。价。答案：答案：（1 1）MnOMnO2 2+4HCl+4HCl（浓）（浓） MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O（2 2）是）是（3 3）O
25、 O2 2+4HCl 2Cl+4HCl 2Cl2 2+2H+2H2 2O O（4 4）氯元素的化合价都由）氯元素的化合价都由-1-1价变成价变成0 0价价 =1.1.（5 5分）（分）（20102010宿迁高一检测）已知宿迁高一检测）已知MnOMnO2 2只有和浓盐只有和浓盐酸在加热的条件下才能反应产生酸在加热的条件下才能反应产生ClCl2 2。稀盐酸与。稀盐酸与MnOMnO2 2不反不反应。请问在课堂上做演示实验时，用下列两种方法制取应。请问在课堂上做演示实验时，用下列两种方法制取ClCl2 2：用含用含HCl 146 gHCl 146 g的浓盐酸与足量的的浓盐酸与足量的MnOMnO2 2反
26、应；反应；用用87 g MnO87 g MnO2 2与足量的浓盐酸反应，则所得与足量的浓盐酸反应，则所得ClCl2 2（）（）A.A.比比多多B.B.比比多多C.C.一样多一样多D.D.无法比较无法比较【解析解析】选选A A。n n（MnOMnO2 2） 1 mol1 mol，n n（HClHCl） 4 mol4 mol，由方程式，由方程式MnOMnO2 2+ +4HCl4HCl（浓）（浓） MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O可知，如果不考虑可知，如果不考虑其他因素，两者产生的其他因素，两者产生的ClCl2 2是相同的，但是随着反应进是相同的，但是随着反应进行，浓
27、盐酸变为稀盐酸，不再继续反应产生行，浓盐酸变为稀盐酸，不再继续反应产生ClCl2 2，所以，所以前者产生的前者产生的ClCl2 2少。少。=2.2.（1515分）请从下图中选用必要的装置进行电解饱和分）请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气（氯气有毒，可以用氯气（氯气有毒，可以用NaOHNaOH溶液吸收，氯气可以和溶液吸收，氯气可以和碘化钾反应生成碘单质）。碘化钾反应生成碘单质）。（1 1）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：序为：A A接、接接
28、、接 ；B B接、接、接。接。（2 2）证明产物中有）证明产物中有ClCl2 2的实验现象是。的实验现象是。（3 3）已知电解后测得产生的）已知电解后测得产生的H H2 2的体积为的体积为44.8 mL44.8 mL（已（已经折算成标准状况），电解后溶液的体积为经折算成标准状况），电解后溶液的体积为50 mL50 mL，此，此时溶液中时溶液中NaOHNaOH的物质的量浓度为。的物质的量浓度为。【解解析析】A A极极产产生生H H2 2，测测定定氢氢气气的的体体积积可可以以用用排排水水法法，而最后产生氢气的体积为而最后产生氢气的体积为44.8 mL44.8 mL，所以应该选择，所以应该选择100
29、 100 mLmL的的量量筒筒，接接口口连连接接顺顺序序应应为为：A A接接G G、F F接接H H；B B极极为为阳阳极极，产产生生ClCl2 2，检检验验ClCl2 2可可以以用用淀淀粉粉碘碘化化钾钾溶溶液液，最最后后将将多多余余的的ClCl2 2用用NaOHNaOH溶溶液液吸吸收收，防防止止污污染染空空气气，所所以以接口连接顺序应为：接口连接顺序应为：B B接接D D、E E接接C C。 n n（ClCl2 2） 0.002 mol0.002 mol，由方程式：，由方程式：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O 2NaOH+H 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2得得n n（NaOHNaOH）2n2n（ClCl2 2）0.002 mol0.002 mol2 20.004 mol0.004 mol，c c（NaOHNaOH） 0.08 mol/L0.08 mol/L。通电通电=答案：答案：（1 1）G F H D E CG F H D E C（2 2）淀粉碘化钾溶液变蓝）淀粉碘化钾溶液变蓝（3 3）0.08 mol/L0.08 mol/L同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
