高考化学一轮复习教案第4章第3讲 氯气的制备及综合实验（含解析）.doc

第3课时　学科素养——氯气的制备及综合实验素养1　实践探索　氯气的实验室制法“实践探索”是信息输入和认知加工之后的必然结果，是完成认知学习和实践的关键环节氯气的实验室制法体现《中国高考评价体现》中学科素养“实践探索”涉及的“研究探索”、“操作运用”、“语言表达”，要求根据问题情境的需要(实验室制备Cl2)，合理地组织、调动各种相关知识与能力，实施调研、探究或实验活动，并分析实验结果，提出新观点或发现新问题，寻求有效的问题解决方法；综合各种技术方法进行组合创新，设计实验室制取Cl2的不同方案，运用实验等动手操作方法，创新性地解决现实情境问题，并选用合适的语言文字、化学符号等表达个人观点1．实验室制取Cl2的反应原理实验室常利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O2．实验室制取Cl2的装置及分析[提升1] (2021·安徽合肥质检)实验室用下图所示装置来制取少量氯气，下列说法正确的是(　　)A． 圆底烧瓶中加入的是稀盐酸B． C 瓶的作用是收集氯气C． F瓶中加入NaOH溶液吸收多余的氯气D． 用该装置制取氯气前无需检查装置的气密性C　[实验室利用MnO2固体与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，烧瓶中盛有浓盐酸，A项错误；C瓶中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl，B项错误；F中盛有NaOH溶液，用于吸收Cl2尾气，防止污染环境，C项正确；制取Cl2的装置，在加入药品前要先检验装置的气密性，D项错误。

][提升2] (2021·江西南昌检测)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(加热及夹持装置已省略) (1)制备氯气选用的试剂为MnO2固体和浓盐酸，则相关反应的离子方程式为__________________________________________________________________________2)装置B中饱和食盐水的作用是________________________________； 请写出装置B的另一个作用________________________________3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性， 为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 依次放入物质的组合是________(填编号)编号abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性反应一段时间后，打开活塞， 将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是___________________ 该现象______(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘，原因是______________________________________________________________________。

(5)有人提出，装置F中可改用足量的Na2SO3溶液吸收余氯气，试写出相应的离子反应方程式： _______________________________________________________解析　(2)装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；装置B中长颈漏斗插入饱和食盐水中，关闭止水夹时，装置B可起到储气瓶作用3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性， 为达到预期目的，在I处放置湿润有色布条，Ⅱ处放无水氯化钙、P2O5等固体干燥剂，Ⅲ处放干燥的有色布条，观察到I处有色布条褪色，Ⅲ处有色布条不褪色，说明干燥的Cl2不具有漂白性4)E中盛有KI溶液和苯，打开活塞， 将装置D中少量NaBr溶液加入装置E中，振荡，观察到E中溶液分两层，上层为紫红色，下层几乎无色，但不能据此说明溴的非金属性强于碘，其原因是D中溶液还溶解过量的Cl2，也可将I－氧化为I25)Na2SO3具有强还原性，Cl2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应生成Na2SO4和HCl，离子方程式为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl　作储气瓶用　(3)d(4)E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色，下层几乎无色　不能　过量的Cl2也可将I－氧化为I2(5)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋[提升3] (2021·湖北恩施州联考)某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去)，以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。

1)试剂X的化学式______________试剂Y的名称为____________2)通入一定量潮湿的Cl2反应后，经检测，D中只有Cl2O一种气体，C中只含一种氯盐外，同时含有NaHCO3等，某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究① 提出合理假设假设1：存在两种成分：NaHCO3和____________________________________；假设2：存在三种成分：NaHCO3和______________________________________② 设计方案，进行实验写出实验步骤以及预期现象和结论限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯实验步骤预期现象和结论步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中步骤2：______________________________________________________________________________________________________________(3)已知，Cl2O与水反应生成次氯酸，则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。

解析　(1)由于浓盐酸具有较强的挥发性，因此A中制取的Cl2中混有HCl、H2O(g)该实验的目的是探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分，故应除去Cl2中的HCl气体，试剂Y要求既能除去HCl，又不能吸收Cl2，这里可选用饱和食盐水2)①Cl2与Na2CO3反应生成Cl2O过程中，Cl元素由0价升高到＋1价，根据氧化还原反应中元素化合价有升必有降的规律可知，生成的氯盐为NaCl潮湿的Cl2与Na2CO3在固体表面发生接触反应，Na2CO3可能反应不完全，据此推测固体残渣中有NaHCO3和NaCl，可能有未反应的Na2CO3②将C中固体残渣溶于水配成溶液，步骤2利用BaCl2溶液检验是否存在Na2CO3；步骤3检验NaCl，先向B中加入过量稀HNO3，排除干扰，再加入AgNO3溶液进行检验3)Cl2O与水反应生成HClO，化学方程式为Cl2O＋H2O===2HClOHClO与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO和H2O，化学方程式为HClO＋NaOH===NaClO＋H2O，综合上述反应可得：Cl2O＋2NaOH===2NaClO＋H2O答案　(1)HCl　 饱和食盐水(2)①NaCl　NaCl、Na2CO3②步骤2：向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立；结合步骤2中②，则假设2成立(3)Cl2O＋2NaOH===2NaClO＋H2O素养2　思维方法　 与氯气有关的综合实验“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。

与氯气有关的综合实验题大多以氯气的制备为载体，利用净化后的Cl2与金属、非金属、碱或盐等反应，制备氯化物、氯的氧化物(Cl2O、ClO2等)、氯的含氧酸盐等，此类问题要求考生运用开放性、创新性的思维方式应对问题情境，组织相关的知识与能力，注重独立性、批判性、发散性的思考；综合运用直觉的、顿悟的、灵感的、形象的、逻辑的方法，提出新视角、新观点、新方法、新设想，创新性地解决学习探索情境(与氯气有关的探究实验)中的各种问题[提升4] (2020·全国卷Ⅲ)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．NaClC．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”) 解析　整套装置的最左端为氯气的发生装置，利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气，由于盐酸具有挥发性，导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气其中，氯气中的杂质气体HCl会影响后面的KClO3和NaClO的制备，故而需要用饱和食盐水(a中盛放的试剂)除去氯气中的HCl杂质b为氯气与KOH溶液在加热(热水浴)条件下制取KClO3的装置，发生的反应为3Cl2＋6KOHKClO3＋5KCl＋3H2Oc为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置，发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2Od为尾气的吸收装置，可防止污染环境，吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液1)盛放二氧化锰固体的仪器为圆底烧瓶除去氯气中的HCl杂质可用饱和食盐水2)b中采用的是水浴加热c装置中的离子反应方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，c中采用冰水浴冷却的目的是防止氯气和NaOH溶液在较高温度下生成NaClO3。

3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质，故符合条件的试剂为AC4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为冷却结晶→过滤→洗涤→干燥等5)1号试管中的KClO3溶液不能将I－氧化为单质I2，而2号试管中的NaClO溶液可将I－氧化为I2，故氧化性：KClO3小于NaClO四氯化碳萃取出碘水中的I2后，静置一段时间可观察到液体分为两层，由于四氯化碳的密度大于水的密度，则碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫色答案　(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[提升5] (2021·安徽师大附中检测)锡是第五周期第ⅣA族金属元素，四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂，易与水反应，熔点为－33℃、沸点为114℃某研究性学习小组设计如图装置(部。