专题05 氯气的实验室制取——备战2021年高考化学之突破教材实验热点（教师版）

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专题 05 氯气的实验室制取

1．氯气的实验室制法

（1）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：饱和食盐水除去 Cl2中的 HCl 气体，浓硫酸除去 Cl2中的水蒸气。

③收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法。

④尾气处理：用 NaOH 溶液吸收多余的 Cl2，以防 Cl2污染空气。

（2）验满方法

①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近收集−Cl2的集气瓶瓶口，若观察到试纸立即变蓝，则证明已收集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，若观察到试纸先变红后褪色，则证明已收集满。

③根据氯气的颜色判断是否收集满：若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体，则证明已收集满。

（3）反应原理

MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O

MnO2也可用 KMnO4、K2Cr2O7等氧化剂代替，如：

2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。

（4）实验室制取氯气的注意事项

①为了减少制得的 Cl2中HCl 的含量，加热时温度不宜过高，以减少 HCl 的挥发。

②制取时一定要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”，一旦浓盐酸变为稀盐酸，反应将不再发生。

③尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收 Cl2，因为澄清石灰水中 Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。工业上常采

用石灰乳来吸收 Cl2。

2．氯气实验室制法的本质

（1）若无浓盐酸，可用 NaCl 和浓 H2SO4代替：

MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓) MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O。

（2）反应物若无 MnO2，可用其他强氧化剂如 KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替：

KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O

Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

规范书写装置中试剂的作用

装置中试剂的用途回答时一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用

下列模板回答：

发生装置生成……产生……制取……

↓

除杂装置除去(吸收) ……防止……干扰(影响)

除去……中的杂质，以免影响测量结果

↓

性质实验装置与……反应验证……说明……

比较…… 检验……

↓

收集装置

尾气吸收装置吸收……防止……的污染(影响)

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需多加装置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。

（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

_________________________________________________________________。

【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

【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

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