1、规律探究 典题剖析强化训练 考点四 教材实验创新氯气的制备实验的拓展(思维探究)规律探究纵观近几年的新课标全国高考化学实验题，处处都有教材实验的影子。高考实验题以教材经典实验为原型，要么源于教材中的学生实验，要么源于教材中的演示实验，在此基础上进行发散考查。因此，在复习中关注教材经典实验，吃透实验的原理、装置和操作方法，就可以一当十，大大提高化学实验的复习效率。近年新课标全国高考对氯气的实验室制法的考查有向绿色化、综合化和探究化等方向发展的趋势，特别注意对实验细节和考生动手能力的考查。典题剖析例 三氯化铁是一种高效、廉价的净水剂，为红棕色固体，易潮解生成 FeCl3nH2O。实验室用如下装置(
2、部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。(1)按 照 气 流 方 向 仪 器 接 口 的 连 接 顺 序 为a_bc_。(2)实验前检查装置气密性的方法是_。(3)装置 D 的作用是_；装置 E 中的试剂X 是_，其作用是_。(4)用 无 水 氯 化 铁 固 体 配 制 氯 化 铁 溶 液 的 操 作 是_。【解析】(1)用 MnO2 和浓盐酸反应制得的氯气中混有 HCl和水蒸气，需要经过净化才可进行下一步反应；实验后剩余的气体要用碱石灰吸收。(2)该装置比较复杂，可通过微热法检查装置气密性。(3)装置 A 是 Cl2 的制备装置，装置 B 是 Cl2 与 Fe 反应的实验装置，装置
3、C 可吸收 Cl2 中的水蒸气，装置 D 可吸收未反应的 Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置 B 使 FeCl3 潮解，装置 E 中盛饱和食盐水可吸收 Cl2 中的 HCl 气体。(4)氯化铁易水解，要得到氯化铁溶液，应将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中，以抑制氯化铁的水解。【答案】(1)h i d e f g(2)关闭 A 中分液漏斗的活塞，打开 a 处止水夹，用酒精灯微热圆底烧瓶，装置 E 和 C 中有气泡产生；移开酒精灯后，C、E 装置的导管内液面上升形成一段水柱(3)吸收未反应的 Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置 B饱和食盐水 吸收 Cl2 中的 HCl 气体(4
4、)将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中解答与气体制备有关的综合实验题时，应注意以下问题：(1)明确实验的原理和目的，弄清各实验装置的作用，根据“制备气体除杂干燥主体实验尾气吸收”的基本流程连接实验装置。同时注意实验的细节问题，如洗气瓶中导管的长短，分液漏斗中活塞的开合等。(2)选择除杂试剂时，应在除去杂质气体的同时，减少原气体的溶解度，故一般采用通入相关饱和溶液的方法。如除去 Cl2 中混有的 HCl，可将混合气体通过饱和食盐水；除去 SO2(或 CO2)中混有的 HCl，则可将混合气体通过饱和 NaHSO3(或 NaHCO3)溶液。(3)设计实验检验物质时应防止其他物质的干扰，除去
5、杂质气体后应检验是否除尽。(4)制备物质时，应控制温度、浓度等反应条件，防止副反应的发生。制备在空气中遇水蒸气剧烈反应的物质时，应保证制备装置前后均有除水装置，以确保实验前后均无水蒸气引入，提高产物的纯度。强化训练1ClO2 与 Cl2 的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过题图 1 装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器 D 的名称是_。安装 F 中导管时，应选用图 2中的_。(2)打开 B 的活塞，A 中发生反应：2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O，为使 ClO2 在 D 中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜
6、_(填“快”或“慢”)。(3)关闭 B 的活塞，ClO2在 D 中被稳定剂完全吸收生成 NaClO2，此时 F 中溶液的颜色不变，则装置 C 的作用是_。(4)已知在酸性条件下 NaClO2 可发生反应生成 NaCl 并释放出ClO2，该反应的离子方程式为_。在 ClO2 释放实验中，打开 E 的活塞，D 中发生反应，则装置 F 的作用是_。(5)已吸收 ClO2 气体的稳定剂和稳定剂，加酸后释放 ClO2的浓度随时间的变化如图 3 所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是_，原因是_。图 3解析：(1)仪器 D 是锥形瓶；安装 F 中导管时，应遵循“长进短出”的原则，所以应选择装置
7、 b。(2)为使 ClO2 被充分吸收，必须控制 ClO2 的生成速率，因此滴加盐酸的速率宜慢不宜快。(3)F溶液中的颜色不变说明没有氯气通入，即氯气被装置 C 所吸收。(4)参加反应的离子有 ClO2 和 H，生成的微粒有 Cl和 ClO2，根据化合价升降法配平离子方程式即可。因为 ClO2 的性质与 Cl2相似，所以能使淀粉碘化钾溶液变蓝，利用此性质可以验证是否有ClO2 生成。(5)稳定剂相对于稳定剂，可以缓慢释放 ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度。答案：(1)锥形瓶 b(2)慢(3)吸收 Cl2(4)4H5ClO2=Cl4ClO22H2O 验证是否有 ClO2 生成(5)稳定剂
8、稳定剂可以缓慢释放 ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度2(2016浙江模拟)纳米碳酸钙的应用非常广泛。实验室中利用如图所示装置(部分夹持装置已略去)，向饱和 CaCl2 溶液中通入NH3 和 CO2 制备纳米碳酸钙。供选择的药品：石灰石 氯化铵 氢氧化钙 饱和氯化钙溶液 浓硫酸 6 molL1 盐酸 饱和食盐水 饱和NaHCO3 溶液请回答下列问题：(1)装置 A 中，仪器 a 的名称是_，仪器 b 中发生反应的离子方程式为_。装置 D 中发生反应的化学方程式为_。装置 B 中盛放的溶液是_(填药品序号)。(2)设计一个简单的实验方案，判断所得碳酸钙颗粒是否为纳米级：_。(简述实验的步骤、
9、现象和结论)(3)通入适量气体后，装置 C 中物质恰好完全反应，过滤，所得滤液显_(填“酸”、“碱”或“中”)性，原因是_(用离子方程式表示)。(4)上述装置的一处缺点为_。解析：根据实验目的，结合装置特征，知装置 A、D 分别是制取二氧化碳和氨气的装置，装置 B 用于除去二氧化碳气体中的氯化氢杂质，装置 C 为纳米碳酸钙的制备装置。(1)装置 A 中，碳酸钙与盐酸反应制取二氧化碳：CaCO32H=Ca2H2OCO2；装置 D 中发生制取氨气的反应：2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O；装置 B 中盛放的溶液是饱和 NaHCO3 溶液，用于除去二氧化碳气体中的氯化氢杂质。(2
10、)根据胶体的性质及胶体粒子的大小，将少量碳酸钙颗粒加水充分搅拌，用一束可见光照射，观察是否发生丁达尔现象，若有丁达尔现象则是纳米级碳酸钙，若没有丁达尔现象则不是纳米级碳酸钙。(3)通入适量气体后，装置 C 中物质恰好完全反应生成 CaCO3和 NH4Cl，氯化铵水解使溶液呈酸性：NH4 H2ONH3H2OH。(4)上述装置的缺点为缺少尾气吸收装置。答案：(1)分液漏斗 CaCO32H=Ca2H2OCO22NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O(2)取少量碳酸钙颗粒加水充分搅拌，用一束可见光照射，观察是否发生丁达尔现象，若有丁达尔现象则是纳米级碳酸钙，若没有丁达尔现象则不是纳米级碳酸钙(3)酸 NH4 H2ONH3H2OH(4)缺少尾气吸收装置