淺談氯氣的制法

張澤覃

（甘肅省莊浪縣紫荊中學）

氯氣是中學化學中最常見的氣體之一，有關氯氣的實驗室制法裝置、原理及操作在各類考題中經常出現，也是高考熱點之一。現總結如下：

1．實驗原理：常用MnO2與濃鹽酸來制取氯氣，注意鹽酸濃度要比較大，不能用稀鹽酸。

MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O

注意：在實驗中，也可用KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2等氧化劑來代替MnO2制取氯氣。這三種氧化劑的氧化性比MnO2強，一般不需要加熱即可與濃鹽酸反應。

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O

Ca（ClO）2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O

2．實驗裝置：常用下列裝置來制取氯氣。

注意：

（1）盛飽和食鹽水和濃硫酸的兩個洗氣瓶分別用于吸收氯氣中混有的氯化氫和水蒸氣，兩個洗氣瓶的位置不能互換。通常干燥氣體的裝置緊放在收集裝置之前。

（2）盛裝堿液的燒杯用以吸收尾氣中的Cl2。

例1．【2014·全國卷】下列除雜方案錯誤的是 （ ）

除雜方法洗氣雜質CO2（g）除雜試劑NaOH 溶液、濃H2SO4過濾Fe3＋（aq） NaOH 溶液HCl（g） 飽和食鹽水、濃H2SO4 洗氣NaHCO3（s） —— 灼燒選項A B C D被提純的物質CO（g）NH4Cl（aq）Cl2（g）Na2CO3（s）

解析：混合氣體通過盛有NaOH 溶液的洗氣瓶時，CO2被吸收，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶時可將帶出的水蒸氣除去，得干燥、純凈的CO，A 項正確；NaOH 溶液可與NH4Cl 溶液發生反應NaOH＋

NH4Cl=NaCl＋NH3↑＋H2O，B 項錯誤；Cl2 在飽和食鹽水中的溶解度很小，而HCl 在飽和食鹽水中的溶解度很大，混合氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶時HCl 氣體被吸收，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶時可除去帶出的水蒸氣，C 項正確；灼燒時，雜質NaHCO3發生反應2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D 項正確。

3．操作過程：安裝連接儀器→檢驗裝置的氣密性→向燒瓶和分液漏斗中添加試劑→加熱燒瓶內鹽酸和MnO2的混合物并收集氯氣→儀器的清洗、整理。

例2.【2012·福建理綜化學卷25】實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2（反應裝置如右圖所示）。

（1）制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是（填序號）。

A．往燒瓶中加入MnO2粉末

B．加熱

C．往燒瓶中加入濃鹽酸

解析：（1）加藥順序一般是先加入固體藥品，再加入液藥品，最后再加熱。則依次順序是ACB。考查實驗的細節，看學生是否真的做過實驗，引導實驗課要真正地上，而不是在黑板上畫。

4.氯氣收集的改進裝置。

收集氯氣時，既可用向上排空氣法，也可用排飽和食鹽水法。當收集多瓶氯氣時可用下面裝置，防止氯氣泄露，污染空氣；（該裝置設計的依據是啟普發生器原理，裝置Ⅱ中盛有的是飽和NaCl 溶液，裝置Ⅱ可看作一個儲氣瓶。）也可用裝置Ⅱ作為防堵塞、防爆炸的安全瓶。

例3．【2014·湖北咸寧期末】高錳酸鉀是一種典型的強氧化劑，無論在實驗室還是在化工生產中都有重要的應用。

如下圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置（夾持設備已略）。

（1）制備氯氣選用的藥品為高錳酸鉀和濃鹽酸，相應的離子方程式為________________。

（2）裝置B 的作用是____________，實驗進行時C 中可能發生堵塞，請寫出發生堵塞時B 中的現象：_________________。

解析：（1）實驗室制取氯氣時，可用高錳酸鉀代替二氧化錳且不用加熱。離子方程式為：

2MnO4-＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

（2）由于鹽酸易揮發，反應制取的氯氣中含有氯化氫，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；裝置B 也兼起安全瓶的作用，實驗進行時若C 中發生堵塞，錐形瓶B 中的壓強增大，液面下降；長頸漏斗中的液面上升，形成水柱。

注意：裝置用途的多樣性。