Question

氯氣和氯乙烯都是非常重要的化工產(chǎn)品，年產(chǎn)量均在10⁷t左右，氯氣的實驗室制備和氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)都有多種不同方法．
完成下列填空：
（1）實驗室制取純凈的氯氣，除了二氧化錳、濃鹽酸和濃硫酸，還需要

 

、

 

（填寫試劑或溶液名稱）
（2）實驗室用2.00mol/L鹽酸和漂粉精[成分為Ca（ClO）₂、CaCl₂]反應(yīng)生成氯氣、氯化鈣和水，若產(chǎn)生2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣，發(fā)生反應(yīng)的鹽酸為

 

mL．
（3）實驗室通常用向上排空氣法收集氯氣．設(shè)計一個簡單實驗，驗證所收集的氯氣中是否含有空氣．

 

工業(yè)上用電石-乙炔生產(chǎn)氯乙烯的反應(yīng)如下：
CaO+3C

2200℃～2300℃

CaC₂+CO
CaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂
HC≡CH+HCl

HgCl2

140℃～200℃

CH₂═CHCl
電石-乙炔法的優(yōu)點是流程簡單，產(chǎn)品純度高，而且不依賴于石油資源．
電石-乙炔法的缺點是：

 

、

 

．
（4）乙烷和氯氣反應(yīng)可制得ClCH₂CH₂Cl，ClCH₂CH₂Cl加熱分解得到氯乙烯和氯化氫．
設(shè)計一種以乙烯和氯氣為原料制取氯乙烯的方案（其他原料自選），用化學(xué)方程式表示（不必注明反應(yīng)條件）．
要求：①反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫必須用于氯乙烯的制備；②不再產(chǎn)生其他廢液．

Answer 1

考點：真題集萃,氯氣的實驗室制法,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）實驗室制備純凈的氯氣，應(yīng)用飽和氯化鈉溶液除去HCl，用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收；
（2）反應(yīng)的方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，n（Cl₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，結(jié)合反應(yīng)的方程式計算；
（3）氯氣可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，如含有空氣，則與氫氧化鈉反應(yīng)后試管內(nèi)有殘留氣體；用電石生產(chǎn)乙炔，耗能大，且污染環(huán)境；
（4）以乙烯和氯氣為原料制取氯乙烯，可由乙烯和氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷發(fā)生消去反應(yīng)生成氯乙烯，生成的氯化氫電解生成氫氣和氯氣，氫氣和乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烷，乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷．

解答： 解：（1）實驗室用鹽酸制備氯氣，氯氣中混有氯化氫，得到純凈的氯氣，應(yīng)用飽和氯化鈉溶液除去HCl，再用濃硫酸干燥，最后用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收，
故答案為：飽和食鹽水；燒堿溶液；
（2）反應(yīng)的方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，n（Cl₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，則需要n（HCl）=0.2mol，
發(fā)生反應(yīng)的鹽酸的體積為

0.2mol

2mol/L

=0.1L=100mL，
故答案為：100；
（3）氯氣可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，如含有空氣，則與氫氧化鈉反應(yīng)后試管內(nèi)有殘留氣體；
工業(yè)在高溫下生產(chǎn)電石，用電石生產(chǎn)乙炔，耗能大，由于乙炔與HCl的反應(yīng)在氯化汞的作用下進(jìn)行，污染環(huán)境，
故答案為：將集氣瓶倒置于有足量燒堿溶液的水槽里，若氣體不能充滿集氣瓶，液面上有無色氣體，則有空氣，若充滿，則無空氣；反應(yīng)溫度高，能耗大；使用的催化劑毒性大；
（4）以乙烯和氯氣為原料制取氯乙烯，可由乙烯和氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷發(fā)生消去反應(yīng)生成氯乙烯，生成的氯化氫電解生成氫氣和氯氣，氫氣和乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烷，乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷，涉及反應(yīng)有CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl CH₂ClCH₂Cl

△

CH₂=CHCl+HCl；
2 HCl

通電  .

H₂↑+Cl₂↑； CH₂=CH₂+H₂

催化劑

△

CH₃CH₃；CH₃CH₃+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl，
故答案為：CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl CH₂ClCH₂Cl

△

CH₂=CHCl+HCl；2 HCl

通電  .

H₂↑+Cl₂↑； CH₂=CH₂+H₂

催化劑

△

CH₃CH₃；CH₃CH₃+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl．

點評：本題為2014年上�？碱}，考查氯氣的實驗室制備以及實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計算能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握實驗的原理以及題給信息，難度中等．