题目内容

氯气和氯乙烯都是非常重要的化工产品,年产量均在107t左右,氯气的实验室制备和氯乙烯的工业生产都有多种不同方法.
完成下列填空:
(1)实验室制取纯净的氯气,除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸,还需要
 
 
(填写试剂或溶液名称)
(2)实验室用2.00mol/L盐酸和漂粉精[成分为Ca(ClO)2、CaCl2]反应生成氯气、氯化钙和水,若产生2.24L(标准状况)氯气,发生反应的盐酸为
 
mL.
(3)实验室通常用向上排空气法收集氯气.设计一个简单实验,验证所收集的氯气中是否含有空气.
 

工业上用电石-乙炔生产氯乙烯的反应如下:
CaO+3C
2200℃~2300℃
CaC2+CO
CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2
HC≡CH+HCl
HgCl2
140℃~200℃
CH2═CHCl
电石-乙炔法的优点是流程简单,产品纯度高,而且不依赖于石油资源.
电石-乙炔法的缺点是:
 
 

(4)乙烷和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢.
设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案(其他原料自选),用化学方程式表示(不必注明反应条件).
要求:①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备;②不再产生其他废液.
考点:真题集萃,氯气的实验室制法,制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)实验室制备纯净的氯气,应用饱和氯化钠溶液除去HCl,用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
(2)反应的方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,n(Cl2)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,结合反应的方程式计算;
(3)氯气可与氢氧化钠溶液反应,如含有空气,则与氢氧化钠反应后试管内有残留气体;用电石生产乙炔,耗能大,且污染环境;
(4)以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯,可由乙烯和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷发生消去反应生成氯乙烯,生成的氯化氢电解生成氢气和氯气,氢气和乙烯发生加成反应生成乙烷,乙烷和氯气发生取代反应生成1,2-二氯乙烷.
解答: 解:(1)实验室用盐酸制备氯气,氯气中混有氯化氢,得到纯净的氯气,应用饱和氯化钠溶液除去HCl,再用浓硫酸干燥,最后用氢氧化钠溶液进行尾气吸收,
故答案为:饱和食盐水;烧碱溶液;
(2)反应的方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,n(Cl2)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,则需要n(HCl)=0.2mol,
发生反应的盐酸的体积为
0.2mol
2mol/L
=0.1L=100mL,
故答案为:100;
(3)氯气可与氢氧化钠溶液反应,如含有空气,则与氢氧化钠反应后试管内有残留气体;
工业在高温下生产电石,用电石生产乙炔,耗能大,由于乙炔与HCl的反应在氯化汞的作用下进行,污染环境,
故答案为:将集气瓶倒置于有足量烧碱溶液的水槽里,若气体不能充满集气瓶,液面上有无色气体,则有空气,若充满,则无空气;反应温度高,能耗大;使用的催化剂毒性大;
(4)以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯,可由乙烯和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷发生消去反应生成氯乙烯,生成的氯化氢电解生成氢气和氯气,氢气和乙烯发生加成反应生成乙烷,乙烷和氯气发生取代反应生成1,2-二氯乙烷,涉及反应有CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl
CH2=CHCl+HCl;
2 HCl
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑; CH2=CH2+H2
催化剂
CH3CH3;CH3CH3+Cl2→CH2ClCH2Cl,
故答案为:CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl
CH2=CHCl+HCl;2 HCl
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑; CH2=CH2+H2
催化剂
CH3CH3;CH3CH3+Cl2→CH2ClCH2Cl.
点评:本题为2014年上海考题,考查氯气的实验室制备以及实验方案的设计,侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查,注意把握实验的原理以及题给信息,难度中等.
练习册系列答案
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某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应.其实验过程如下.
操作 现象
a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热. /
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中. 红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮.
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应.
①碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有
 
性.
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水,气体X的化学式是
 

(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮.同学甲认为可能是木炭与气体X反应产生的现象;同学乙猜测NO2可能具有助燃性,木炭能在NO2中燃烧.他们设计了以下实验.
Ⅰ.制取NO2气体.
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略).

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,该反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的化学方程式
 

Ⅱ.探究实验.
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中.
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色.
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式
 

②试分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验
 

③通过实验探究,你认为甲、乙同学的预测是否合理,请简述理由
 

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