Question

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．

Answer 1

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．