专题05 氯气的实验室制取——备战2022年高考化学之突破教材实验热点

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，故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2(用CCl4吸收)。在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽，可在③之后增加装置⑤，其中可以放入湿润的KI­淀粉试纸或湿润的有色布条等。由于HCl的水溶液有酸性，能够使酸碱指示剂变为红色，而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性，能够使紫色的石蕊试液先变红，后褪色，所以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，可将溶液换成紫色石蕊试液，如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出。


1．用下列装置制备并检验Cl2的性质，下列有关说法正确的是（　　）

A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部反应
B．Ⅱ图中：充分光照后，量筒中剩余气体约为10 mL（条件相同）
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟，若在集气瓶中加入少量水，所得溶液呈绿色
D．Ⅳ图中：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条能褪色，说明Cl2有漂白性
【答案】B
【解析】
A．Ⅰ图中：反应过程中浓盐酸不断变稀，稀盐酸不与MnO2反应，A错误；
B．Ⅱ图中：Cl2+H2OHCl+HClO，2HClO2HCl+O2↑，充分光照后，平衡不断正向移动，根据2Cl2～O2，最后量筒中剩余气体约为10mL，B正确；
C．铜与氯气点燃反应生成棕黄色的烟，若在集气瓶中加入少量水，所得溶液呈蓝绿色，C错误；
D．Ⅳ图中：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条能褪色，说明HClO有漂白性，不能说Cl2有漂白性，D错误。
答案为B。
2．如图是一种试验某气体化学性质的实验装置，中B为开关。如先打开B，在A处通入湿润氯气，C中红色布条颜色褪去；当关闭B时，C处红色布条颜色无明显变化。则在D中盛有的溶液不可能是(  )

A．浓H2SO4 B．浓碳酸钠溶液 C．浓NaOH溶液 D．饱和NaCl溶液
【答案】D
【解析】根据题干信息可知，集气瓶D溶液的作用式干燥氯气或吸收氯气。
A．氯气经过盛有浓硫酸的洗气瓶，得干燥氯气，不能使C中有色布条褪色，故A不满足题意；
B．氯气经过盛有浓碳酸钠溶液的洗气瓶，氯气和碳酸钠溶液反应被吸收，则有色布条不褪色，故B不满足题意；
C．氯气经过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶而被吸收，有色布条不褪色，故C不满足题意；
D．氯气难溶于饱和食盐水，经过饱和食盐水后，氯气中混有水，能生成具有漂白性的HClO，可使有色布条褪色，故D满足题意。答案选D。
3．将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射相当一段时间后，试管中最后剩余的气体约占试管容积的（ ）
A．2/3 B．1/2 C．1/3 D．1/4
【答案】B
【解析】
本题主要考查氯气的性质。氯气溶于水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。由于次氯酸不稳定，遇光易分解生成氯化氢和氧气，即2HClO2HCl＋O2↑。所以总的反应相对于是2Cl2＋2H2O＝4HCl＋O2↑，所以长时间照射后，试管中最后剩余气体的体积占试管容积的1/2，故B正确。答案选B。
4．某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作：先给钠预热，等钠熔融成圆球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。以下叙述中错误的是(　　)

A．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B．玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气
C．钠着火燃烧产生苍白色火焰
D．若在棉花球外沿滴一滴石蕊溶液，可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收
【答案】C
【解析】
【分析】
氯气性质活泼，易与活泼金属钠发生化合反应生成NaCl，火焰呈黄色，氯气易与NaOH溶液反应而被吸收，氯气具有强氧化性，与碘化钾发生置换反应，据此分析作答。
【详解】
A. 钠在氯气中燃烧能生成氯化钠固体小颗粒，所以能看到白烟，A项正确；
B. 氯气排放到空气中是有害的，因其能和氢氧化钠溶液反应．故可用浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，B项正确；
C. 含钠或钠元素的化合物发生焰色反应时的颜色为黄色，C项错误；
D. 石蕊溶液为紫色，如果氢氧化钠溶液不能完全吸收掉氯气，则过量的氯气溶于水形成的氯水会使石蕊溶液先变红会褪色，若吸收完全，则石蕊溶液不变色，因此叙述正确，D项正确；
答案选C。
5．某同学拟在实验室中用下列仪器和必需药品对NH3与Cl2的反应进行探究。下列说法不正确的是

A．制备气体：A、B都能用于制NH3， B、C都能用于制Cl2
B．净化气体：E、G都能用来净化NH3，也都能用来净化Cl2
C．气体反应：分别从D的c、d通入NH3和Cl2；D中产生大量白烟
D．尾气处理：E、F或G都能用于除尾气，但只用其中一种可能除不净尾气
【答案】B
【解析】
A．用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制NH3选择A装置，用浓氨水与CaO或NaOH制氨气，选择B装置，用实验室利用MnO2与浓盐酸混合加热可选择C装置，利用KMnO4和浓盐酸反应制Cl2选择B装置，故A正确；
B．NH3的干燥不能用浓硫酸，只能用碱石灰，则无法用E装置净化NH3，故B错误；
C．NH3的密度比Cl2小，则分别从D的c、d通入NH3和Cl2，在D中NH3和HCl反应生成NH4Cl，产生大量白烟，故C正确；
D．NH3的尾气可以用稀硫酸吸收，Cl2的尾气可以用NaOH溶液吸收，为了充分吸收尾气，可以选择E、F或G中的1到2个装置即可，故D正确；故答案为C。
6．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气
A．①比②多 B．②比①多 C．一样多 D．无法比较
【答案】B
【解析】146 g HCl的物质的量为4 mol，87 g MnO2的物质的量为1 mol，由方程式：MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
7．四氯化钛是无色液体，沸点为136℃，极易水解。在650-850℃高温下，将Cl2通入TiO2和炭粉的混合物可得到TiCl4和一种有毒气体。下图是实验室制备TiCl4的部分装置，下列说法正确的是

A．装置A同样适合实验室制备氨气
B．装置B中试剂是饱和食盐水，其作用是除HCl气体
C．装置C处发生的反应的化学方程式为2Cl2+C+TiO2TiCl4+CO2
D．装置D处的直形冷凝管可更换为球形冷凝管
【答案】A
【解析】
A．将生石灰放入圆底烧瓶内，分液漏斗中加入浓氨水，用装置A可制备氨气，A正确；
B．因为四氯化钛极易水解，所以装置B中试剂是浓硫酸，其作用是干燥氯气，B不正确；
C．装置C中生成的有毒气体应为CO，化学方程式为2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO，C不正确；
D．因为蒸气在球形冷凝管中冷凝后，很难完全流出，所以装置D处的直形冷凝管不能换成球形冷凝管，D不正确；故选A。
8．如图为实验室制取纯净、干燥的氯气，并验证氯气性质的装置。其中E瓶放有干燥红色布条；F中为红色的铜网，其右端出气管口放有脱脂棉。

（1）写出实验室制氯气的化学方程式：_________。
（2）装置C中盛装的溶液是_______，D中试剂的作用是________。
（3）E中的红色布条是否退色？______________，F中的反应产物为_______。
（4）新制氯水呈黄绿色说明其中含有______________，(填化学式，下同)，将AgNO3溶液滴入可观察到白色沉淀说明其中含有_______。
（5）H中的试剂为_______，用来_______________。
【答案】（1）MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
（2）饱和食盐水 干燥氯气
（3）否 氯化铜
（4）Cl2 Cl-
（5）氢氧化钠溶液 用来吸收氯气
【解析】
【分析】
生成的氯气中含有氯化氢，C用来除去氯化氢，D干燥氯气，E检验离子的性质，F制备氯化铜，G收集氯气，H尾气处理。
【详解】
（1）实验室是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，A中是浓盐酸，B中是二氧化锰固体，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑；
（2）生成的氯气中含有氯化氢，用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，所以C中试剂为饱和食盐水，用浓硫酸除去氯气中的水蒸气得到干燥纯净的氯气，所以D中试剂作用为吸收氯气中的水蒸气，干燥氯气；
（3）E是检验氯气检验氯气是否具有漂白性的实验验证，氯气无漂白性，干燥的有色布条不褪色，F是铜加热和氯气反应生成氯化铜的反应，即F中的生成物是氯化铜；
（4）氯气是黄绿色气体，新制氯水呈黄绿色说明其中含有Cl2，将AgNO3溶液滴入可观察到白色沉淀氯化银生成，说明其中含有Cl-；
（5）氯气有毒，不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，即H中的试剂为氢氧化钠溶液，用来吸收氯气。
9．某同学用如图所示装置制取氯水并进行相关实验。

（1）实验进行一段时间后，装置①溶液呈黄绿色，说明该溶液中含有的一种物质是______（填化学式）。取少量装置①中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红后褪色，说明氯水具有的性质是______；若在生产中遇贮氯罐意外泄漏，应______（填“高处”或“低处”）疏散；装置②中反应的化学方程式是______。
（2）该实验有一明显缺陷，改进方案是______。
（3）不法商贩用自来水（用氯水消毒）冒充矿泉水出售。为辨别真伪，可用下列的一种化学试剂来鉴别，该试剂是______。
A．酚酞试液 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
（4）实验室用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，其化学反应方程式为______。
【答案】（1）Cl2 漂白性 高处 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO) 2+2H2O
（2）装置中澄清石灰水改为NaOH溶液
（3）D
（4）MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
【解析】
（1）实验进行一段时间后，装置①溶液呈黄绿色，氯气呈黄绿色，说明该溶液中含有Cl2。取少量装置①中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红后褪色，说明氯水具有的性质是漂白性；若在生产中遇贮氯罐意外泄漏，氯气密度比空气大得多，向低处扩散，故应在高处疏散；装置②中是澄清石灰水，与氯气反应能生成CaCl2、Ca(ClO) 2和H2O，故反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO) 2+2H2O；
（2）该实验有一明显缺陷，澄清石灰水浓度小，吸收氯气效果差，故改进方案是装置中澄清石灰水改为NaOH溶液；
（3）若是自来水(用氯水消毒)冒充矿泉水，则含有极少量的氯气、HCl、HClO，则鉴别时，
A.酚酞试液不会变色，A错误；B.氯化钡溶液，不会产生沉淀，没有现象，B错误；C.氢氧化钠溶液，没有现象，C错误； D.硝酸银溶液，能使氯离子产生沉淀，D正确，则答案为D；
（4）实验室用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气，反应产物有MnCl2、Cl2、H2O，化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
10．如图所示是一个制取Cl2并以Cl2为原料进行特定反应的装置，多余的Cl2可以贮存在b瓶中，其中各试剂瓶中所装试剂为：B(氢硫酸)、C(淀粉­KI溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。

（1）若装置A烧瓶中的固体为MnO2，液体为浓盐酸，则其发生反应的化学方程式为________________________________________。
（2）B、C中的现象分别为__________________________、________________________________，
发生反应的离子方程式___________________________、____________________________。
（3）装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉，若E中发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出E中反应的化学方程式：__________。
（4）D中溶液的存在微粒有___________________________。
（5）在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是_______________________________________。
（6）若G中盛有饱和NaCl溶液，其原因是____________。
【答案】（1）MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（2）上部空间由无色变黄绿色，有浅黄色沉淀生成
上部空间由无色变为黄绿色，溶液变蓝色　Cl2＋H2S===2H＋＋2Cl－＋S↓　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
（3）C＋2H2O＋2Cl2CO2＋4HCl
（4）H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－
（5）E中生成的酸性气体进入F中可使紫色石蕊试液变红，未反应完的Cl2进入F中与水作用生成HClO，HClO具有漂白作用，使溶液的红色褪去
（6）氯气在饱和NaCl溶液中的溶解性很低，贮存氯气时减少溶解的损失
【解析】（1）题给是MnO2与浓HCl反应制氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（2）B瓶中装的是氢硫酸，反应的化学方程式为Cl2＋H2S===2H＋＋2Cl－＋S↓，因此反应现象为上部空间由无色变黄绿色，有浅黄色沉淀生成。C瓶中装的是淀粉­KI溶液，化学方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，因此反应现象为上部空间由无色变为黄绿色，溶液变蓝色。
（3）装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉，发生的是氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，因为有氯化氢生成，有氢元素，则氯气中的水蒸气参加了反应，则可根据信息写出化学方程式：C＋2H2O＋2Cl2CO2＋4HCl。
（4）D瓶中装的是水，氯气通入水中发生反应，生成HCl，弱电解质HClO，则水中存在的微粒有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－。
（5）E中生成的有强酸HCl，则紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，又因为未反应完的Cl2进入F中与水作用生成HClO，HClO具有漂白作用，使溶液的红色褪去，因此在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色。
（6）b瓶是贮存氯气的装置，需选用氯气溶解性小的液体。氯气在饱和NaCl溶液中的溶解性很低，贮存氯气时可以减少溶解的损失，因此选用饱和NaCl溶液。
11．甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。某兴趣小组利用下列装置来制取甲烷，并探究其与氯气反应的条件。

（1）甲烷与氯气的制备：
①制备甲烷是通过下列反应来完成的：CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑
则应选用的实验装置是____和_____。收集甲烷时，甲烷应从____端通入。
②制取氯气时，实验室里只有下列药品：a．稀盐酸 b．浓硫酸 c．硝酸钾 d．漂粉精 e．食盐。制取Cl2最好选用的药品是______________，制备时的化学反应方程式为________ 。
（2）取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻观察后，补充并完成下列实验报告的内容。

原理
用饱和食盐水收集Cl2的原因是___________
实验现象
A装置：①试管内气体黄绿色逐渐变浅
②试管内壁有油滴状液体出现
③试管内液面上升
④试管内液面上方有___________形成
⑤水槽底部有_____________，这是由于____________。
B装置：___________
结论
CH4与Cl2在_________条件下才能发生化学反应

【答案】（1）A D b b、d、e Ca(ClO)2+2NaCl+2H2SO4=CaSO4+Na2SO4+2Cl2↑+2H2O
（2）用饱和食盐水收集Cl2的原因是增大c(Cl-)，能使化学平衡Cl2+H2OH++ Cl-+HClO向左移动；使溶解平衡Cl2(g)Cl2(aq)向气体方向移动，从而抑制Cl2的溶解 试管内液面上方有少量白雾形成 水槽底部有白色晶体析出 这是由于饱和食盐水中存在结晶溶解平衡：Cl- (aq)+Na+(aq)NaCl(s)。生成的HCl溶于饱和食盐水中，c(Cl-)增大，结晶溶解平衡向结晶方向移动，析出了NaCl晶体。 无明显现象 CH4与Cl2在光照条件下才能发生化学反应
【解析】
【分析】
（1）①根据制取物质的存在状态和反应条件判断使用的装置，根据气体密度大小判断收集方法；
②从节能、环保角度分析制取氯气的方法；
（2）根据氯气与水反应的可逆性，结合平衡移动原理及物质的颜色、状态、溶解性等分析解答。
【详解】
（1）①根据反应原理可知：用固体混合物在加热条件下反应制取气体，则应该选择装置A来制取甲烷；由于甲烷的密度比空气小，因此应该选择向下排空气的方法收集甲烷气体，选择D装置进行收集，收集气体时要短管进长管出，甲烷气体由b端进入集气瓶中；
②根据题目已知物质，从节能、环保角度分析可知：最好选用浓硫酸、漂粉精  、食盐混合，在常温下制取Cl2。在酸性条件下，这三种物质产生的Cl-、ClO-、H+在溶液中发生氧化还原反应产生Cl2，浓硫酸具有酸性、吸水性，浓硫酸溶于水会放出大量热，降低Cl2在溶液中的溶解而逸出，故合理选项是bde。用这种方法制备Cl2时的化学反应方程式为：Ca(ClO)2+2NaCl+2H2SO4=CaSO4+Na2SO4+2Cl2↑+2H2O；
（2）用饱和食盐水收集Cl2，可以除去Cl2中杂质HCl，同时也可以减少Cl2的消耗，这是由于Cl2在水中存在化学平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，水中溶解食盐，增大了c(Cl-)，使化学平衡逆向移动，溶解平衡Cl2(g)Cl2(aq)逆向移动，从而抑制Cl2的溶解，有利于Cl2的收集；
在A装置中，Cl2与CH4在光照条件下发生取代反应产生HCl及CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，反应消耗Cl2，使试管内气体黄绿色逐渐变浅，同时由于气体消耗，水槽中的水在大气压强作用下进入试管，试管内的液面不断上升。在产生的有机物中，只有CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4都呈液态，这些物质不溶于水，使试管内壁有油滴状液体出现；HCl气体遇水蒸气形成盐酸小液滴，使试管内液面上方有少量白雾形成；
由于饱和食盐水中存在结晶溶解平衡：Cl- (aq)+Na+(aq)NaCl(s)。当生成的HCl溶于饱和食盐水中时，使溶液中c(Cl-)增大，导致溶解结晶平衡向结晶方向移动，因此在水槽底部会析出NaCl晶体，所以水槽底部有白色晶体析出；
通过上述实验现象证明CH4与Cl2在光照条件下能发生取代反应，
【点睛】
本题考查了氯气的实验室制取方法及Cl2与甲烷在光照条件下发生取代反应的现象分析。掌握物质的性质、反应条件，根据平衡移动原理分析解答。
12．二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体，常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的制备方法，其中是用与在催化剂、时，发生反应得到，下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。
已知：
①的浓度较大时易分解，实验室用稳定剂吸收，生成，使用时加酸只释放出一种气体
②与KI反应的离子方程式为：。
物质



沸点



③
（1）仪器b在装置中的作用是______________；比较仪器c和d，实验中c的优点是_____________。
（2）制备装置甲中需改进的一项措施是________________。
（3）反应中甲醇被氧化为甲酸，写出制备的化学方程式：________________；该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸，相比甲醇法，草酸法的优点是________________。
（4）下列有关说法正确的是__________。
A．仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的
B．装置e主要用于检验是否有生成
C．在释放实验中，发生的离子反应方程式是：
D．和都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时的氧化能力是的2.5倍
（5）自来水厂用碘量法检测水中的浓度，其实验操作如下：取100.0mL的水样，加入足量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液。再用标准溶液滴定碘单质，达到滴定终点时用去15.00mL 标准溶液，测得该水样中的含量为__________。
【答案】（1）冷凝回流甲醇兼导气 有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发
（2）水浴加热
（3）4NaClO3+CH3OH+2H2SO44ClO2↑+HCOOH+2Na2SO4+3H2O 产生的二氧化碳可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解
（4）AC
（5）202.5
【解析】
【分析】
甲装置为发生装置，将甲醇加入三颈烧瓶中共热进行反应，甲醇被氧化为甲酸，NaClO3还原生成ClO2，在硫酸条件下，还生成硫酸钠，b装置冷凝回流甲醇和甲酸；加入a装置的氢氧化钠可以中和酸，使反应停止，并吸收ClO2；之后稳定剂吸收二氧化氯，装置e主要用于检验ClO2否被吸收完全，之后用氢氧化钠溶液处理尾气。据此解答。
【详解】
（1）仪器b是球形冷凝管，导气的同时可以冷凝回流甲醇；若用分液漏斗添加甲醇，反应时三颈烧瓶中压强增大，可能会导致液体无法顺利滴下，需要将分液漏斗活塞打开，但会导致甲醇的挥发，用恒压漏斗可以平衡压强有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发，故答案为：冷凝回流甲醇兼导气；有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发；
（2）反应在60℃下进行，应水浴加热，可提供稳定的加热温度，故答案为：水浴加热；
（3）甲醇被氧化为甲酸(HCOOH)，NaClO3还原生成ClO2，在硫酸条件下，还生成硫酸钠，反应方程式为：4NaClO3+CH3OH+2H2SO44ClO2↑+HCOOH+2Na2SO4+3H2O，草酸可被氧化生成二氧化碳，起到稀释的作用，避免ClO2的浓度较大时易分解，故答案为：4NaClO3+CH3OH+2H2SO44ClO2↑+HCOOH+2Na2SO4+3H2O；产生的二氧化碳可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解；
（4）A．加入氢氧化钠可以中和酸，使反应停止，并吸收ClO2，故A正确；B．装置e主要用于检验ClO2否被吸收完全，故B错误；C．用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体，则发生的离子反应方程式是：4H++5ClO2-＝Cl-+4ClO2↑+2H2O，故C正确；D．ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，元素化合价分别由+4价、0价降为-1价，则ClO2的氧化能力是Cl2的2.5倍，故D错误；故答案为：AC；
（5）设保鲜剂中ClO2的含量为xg•L-1，根据电子守恒可知二氧化氯与氧化碘离子生成的碘单质存在数量关系：2ClO2～5I2，滴定时碘单质与S2O32-存在数量关系I2～2S2O32-，所以ClO2与标准液的数量关系为2ClO2～10S2O32-，则有，解得x=0.2025 g•L-1=202.5mg•L-1，故答案为：202.5。