制取氯化铜的化学方程式

（1）实验室通常用二氧化锰氧化浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）

故答案为：MnO2+4HCl（浓）

（2）氯化氢和水蒸气在加热时容易挥发，从发生装置出来的氯气含有杂质氯化氢、水，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，浓硫酸具有吸水性，将混合气体通入盛有饱和食盐水的洗气瓶可以除去氯化氢，然后通过盛有浓硫酸的洗气瓶，除去氯气中的水蒸气，

故答案为：CDBA；干燥氯气；除去氯气中的氯化氢．

故答案为：MnO2+4H++2Cl-

（2）过氧化钠有强氧化性能把浓盐酸氧化生成氯气，同时自身被还原生成水，结合原子守恒写出其反应方程式为：Na2O2+4HCl（浓）=2NaCl+Cl2↑+2H2O，反应中氧元素化合价从-1价变化为-2价，化合价降低得到电子，所以Na2O2做氧化剂，HCl中氯元素的化合价从-1价变化为0价，元素化合价升高失电子，所以HCl做还原剂，过氧化钠和盐酸反应生成盐氯化钠，盐酸体现酸性；

故答案为：Na2O2+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2H2O； 还原性、酸性； 

（3）用过氧化钠和浓盐酸制取氯气，反应物状态是固液混合，所以盛放液体用分液漏斗，易控制流量，浓盐酸挥发性较强，所以要采用密封装置，防止其挥发，利用产生气体的压强时盐酸流下，所以反应装置选④⑥；

浓盐酸具有挥发性，所以产生的气体中含有氯化氢，用饱和食盐水洗气，为防止洗气瓶内压强过大，应有一个缓冲装置，故选⑤；

用淀粉碘化钾溶液检验氯气，故选⑧；

氯气有毒不能直接排空，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，且尾气量较少，不需要缓冲装置即可，故选①，

故答案为：D；

（4）过氧化钠极易和水反应生成氧气，过氧化钠也能把浓盐酸氧化生成氯气，自身被还原为氧气，所以制取的气体中可能含有氧气，反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑），

故答案为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑）； 

（5）从原料的利用率、成本、过氧化钠的性质及生成气体的性质来来考虑，所以其理由是：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低； ②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2，用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2，

故答案为：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低；②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2 （以上任两点即可）．

离子方程式：4H+（氢离子）+2Cl-（氯离子）+MnO₂（二氧化锰）=△=Mn2+（锰离子）+2H₂O（水）+Cl₂↑（氯气）

化学方程式：4HCl(浓）+MnO₂=△=MnCl₂（氯化锰）+2H₂O（水）+Cl₂↑（氯气）

实验室常用二氧化锰氧化浓盐酸法制取氯气，在加热时反应生成二氯化锰、氯气和水，化合价升降总数均为2。浓盐酸可拆，因为其浓度为36.5%，不是纯净物，浓硫酸98%才不拆。

实验室通常用氧化浓盐酸的方法来制取氯气：常见的氧化剂有：MnO₂、KMnO₄、Ca（ClO）₂、Co2O3

只要能电离出H+的酸即可参加并且发生此归中反应；如：草酸。但由于参加反应的酸电离出的H+能力的不同，反应的速率也会不同。

如果此酸为有机酸，且易挥发，那么要注意不能在强光照的照射下反应，不然氯气可能会和挥发出来的有机酸发生取代反应发生爆炸或生成有毒物质，如：冰醋酸会和氯气发生取代反应生成氯醋酸（剧毒固体）、二氯醋酸（固体）、三氯醋酸（固体）

如不用浓盐酸，亦可用NaCl（固体）跟浓硫酸来代替。总之，实验室制氯气的办法都围绕着一个核心：氯离子+氧化剂+酸性环境，氧化剂的氧化性不强的话还需不同程度加热。

扩展资料：

二氧化锰用途

用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。用于制造金属锰、特种合金、锰铁铸件、防毒面具和电子材料铁氧体 等。另外，还可用于橡胶工业以增加橡胶的粘性。还可在化学实验中用做催化剂。

用做过氧化氢(双氧水)分解制氧气时的催化剂。

用做加热氯酸钾分解制氧气时的催化剂。

与单质铝粉发生铝热反应，制得锰。

用作颜料、黄色玻璃等。

与热的浓盐酸反应制取氯气。

与熔融苛性钾(氢氧化钾)在空气中反应制取锰酸钾。

高锰酸钾分解反应中，二氧化锰作为高锰酸钾的自催化剂。

参考资料来源：百度百科-二氧化锰

二氧化锰制取氯气的公式是：MnO2 + 4HCl（浓）＝MnCl2 + Cl2 + 2H2O（加热）。

实验室常用二氧化锰氧化浓盐酸法制取氯气，在加热时反应生成二氯化锰、氯气和水，化合价升降总数均为2。浓盐酸可拆，因为其浓度为36.5%，不是纯净物，浓硫酸98%才不拆。

二氧化锰的制备方法

主要取自天然矿物软锰矿。普遍采用高温硫酸锰溶液电解法制取，碳酸锰矿和软锰矿均可作为原料。硫酸锰溶液的制备包括浸取、除铁、中和、除重金属、过滤、静置除钙镁等工序，经高温电解后制得粗产品，再经处理包括剥离、粉碎、洗涤、中和与干燥等过程制得合格晶。

当采用氯化锰溶液电解可制得纤维状二氧化锰。还有碳酸锰、硝酸锰热解法，由低价氧化锰与氧化剂如氯酸钠、氯气、氧气等分别组合反应直接氧化制得。

以上内容参考：百度百科-二氧化锰

二、反应原理：

最常用MnO2 + 4HCl(浓） ==加热== MnCl2+ 2H2O + Cl2 ↑

常用的氧化剂还有有KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等。

1、2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

由于KMnO4的氧化性比MnO2强，所以用KMnO4制Cl2，通常不需加热。

2、KClO3+6HCl==== KCl+3Cl2↑+3H2O

3、Ca(ClO)2+4HCl(浓)==== CaCl2+2Cl2↑+2H2O

总之，实验室制氯气的办法都围绕着一个核心：氯离子+氧化剂+酸性环境，氧化剂的氧化性不强的话还需不同程度加热。

三、用向上排空气法或者排饱和食盐水法收集。

四、用饱和食盐水出去HCl气体，用浓硫酸除去水蒸气。

五、用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收尾气。

六、验满：

1、将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

2、将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。

3、实验室制备氯气时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。

扩展资料：

氯气泄漏极易造成人身伤亡和区域性污染，防止氯气泄漏的方法有：

1、不能选用存在缺陷的设备和部件，各设备和部件要定期检测和检验；

2、加强工艺管理，严格控制工艺指标，发现问题必须及时检查和处理；

3、加强事故氯处理装置的管理和检修，相关装置采用多路电源供电，定期清洗事故氯处理装置，机泵定期试车；

4、为了及时发现氯气泄漏，在生产、储存、输送和使用的岗位都要安装氯气报警器，一旦氯气泄漏，可及早发现，防止事故扩大，并在液化岗位安装电视监控和碱液喷淋装置；

5、加强对职工的安全教育和培训。

泄漏应急处理：

泄漏污染区人员应迅速撤离至上（侧）风处，并立即设置警戒，小泄漏时，于150米处设置警戒，大泄漏时，于450米设置警戒。

消防人员必须佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器，穿全身防火防毒服，手戴橡胶手套，在上风向进行处置。尽可能切断泄漏源，合理通风，加速扩散，喷雾状水稀释、溶解，构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。

如有可能，用管道将泄漏物导至还原剂（酸式硫酸钠或酸式碳酸钠）溶液中或将漏气钢瓶浸入石灰乳液中。具体处置措施为：

1、关阀断源。生产装置发生氯气泄漏，事故单位的工程技术人员或熟悉工艺的人员关闭输送物料的管道阀门，断绝物料供应，切断事故源，公安消防队出开花或喷雾水枪掩护并协助操作。

2、倒罐转移。储罐、容器壁发生泄漏，无法堵漏时，可采用疏导的方法将液氯倒入其他容器或储罐。

3、化学中和。储罐、容器壁发生少量泄漏，可采用化学中和的方法，即在消防车水罐中加入生石灰、苏打粉等碱性物质，向罐体、容器喷射，以减轻危害，也可将泄漏的液氯导至碳酸钠溶液中，使其中和，形成无危害或微毒废水。

具体反应为CaO+H2O一Ca（OH）2，2Ca（OH）2+2Cl2一CaCl2+Ca（CIO）2+2H2O。生成氯化钙和次氯酸钙，都没有毒害作用。如果现场温度比较高，则生成氯化钙和氯酸钙。产物的沉降度比较好，不会形成悬浮物，很快降落到地面，对地面植物起到钙肥作用。

4、稀释降毒。以泄漏点为中心，在储罐、容器壁的四周设置水幕或喷雾水枪喷射雾状水进行稀释降毒，但不宜使用直流水或直接对准泄漏点喷射，避免氯气与水作用生成酸，加速对泄漏点的腐蚀。除了使氯气溶解于水外，还可以利用氯气与水的反应加大对空气中氯气的吸收。

5、浸泡水解。运输途中体积较小的液氯钢瓶阀门损坏，发生泄漏，又无堵漏器具无法制止外泄时，可将钢瓶浸入氢氧化钙等碱性溶液中进行中和，也可将钢瓶浸入水中。

6、器具堵漏。管道壁发生泄漏，且泄漏点处在阀门以前或阀门损坏，不能够关阀止漏时，可使用不同形状的堵漏垫、堵漏楔、堵漏袋等器具实施封堵。

（a）微孔跑冒滴漏可用螺丝钉加粘合剂旋入孔内的方法堵漏。

（b）罐壁撕裂发生泄漏，可用充气袋、充气垫等专用器具从外部包裹堵漏。

（c）带压管道泄漏，可用捆绑式充气堵漏带或使用金属外壳内衬橡胶垫等专用器具实施内外堵漏。

（d）阀门法兰盘或法兰垫片损坏，发生泄漏，可用不同型号的法兰夹具，并注射密封胶的方法进行封堵，也可直接使用专门的阀门堵漏工具实施堵漏。

7、洗消处理。

1、化学消毒法。即用氢氧化钠、氨水、碳酸氢钠等碱性物质溶于水中，喷洒在污染区域或受污染体表面，发生化学反应改变毒物性质，成为无毒或低毒物质；

2、物理消毒。即用吸附垫、活性炭等具有吸附能力的物质，吸附回收后转移处理；对染毒空气可用水驱动排烟机吹散降毒，也可对污染区暂时封闭，依靠自然条件如日晒、通风使毒气消失；也可喷射雾状水进行稀释降毒。

参考资

其中氯是+4价氧是-2价

没有过氧化氯这个物质

【中文名称】二氧化氯；亚氯酸酐；氯酸酐

【英文名称】chlorine dioxide

【结构或分子式】ClO2

Cl原子以sp3杂化轨道形成σ键，分子为V形分子。 [cl 原子以 SP2杂化轨道形成西格玛键 其中一个电子垂直于 o- CL-0 平面,并与 O=O 的4个电子形成 3原子 5电子 大派键(离域派键)]

【化合价】氯元素化合价为+4 氧元素化合价为-2

【相对分子量或原子量】67.46

【密度】3.09（11℃）

【熔点（℃）】-59

【沸点（℃）】11

【性状】

红黄色气体。

【溶解情况】

溶于水，同时分解。溶于碱溶液而生成亚氯酸盐和氯酸盐。

【用途】

用作氧化剂、脱臭剂、漂白剂等。

【制备或来源】

由氯酸钠与硫酸和甲醇作用或由氯酸钠与二氧化硫作用而制得。

【其他】

不稳定，有强的氧化性，会发生爆炸。

2003年5月1日，国家疾病控制中心颁发的《各种污染对象的常用消毒方法》中建议，为了避免“非典”等传染病的传播，餐饮用具可用200mg/L的二氧化氯溶液浸泡，游泳池水可按5mg/L用二氧化氯进行消毒。那么，什么是二氧化氯？它有哪些性质及用途？现就有关问题作以介绍。

CLO2 中 CL 的电子结构不是初中生所能够研究的，也无法理解。 ·· ∴ ··

CLO2中有一个大pi键，在高中有机物中的苯中也是有一个大pi键。 O ∷ Cl ∷ O

用 高 中 的 观点 我们 可以 简单 理解 为 如图的 电子结构。 ·· ·· ··

把多余的电子当作是配位键。其他都当作共价键处理。

按价层电子互斥理论来推导,氯原子应是sp3杂化，但CLO2在形成大pi键的时候，三个原子上的p轨道不一定是相互平行的，也可以存在一定角度。Cl还可以采用sp3杂化，而且由Cl提供1个离域电子。

在有机化学里，都知道自由基体系是一种离域体系。ClO2就与自由基体系差不多。

化学性质

二氧化氯的结构式：2个0与CL的两个双键间的夹角为117.70±1.720，2个0与CL之间的距离相等，即D=1.784±0.01A。

二氧化氯的红外光谱：υ1945cm-1υ2445cm-1υ31108cm-1。

二氧化氯在四氯化碳中的紫外吸收：λmax 375nm及355nm，在263nm处还有一个弱吸收。

二氧化氯以AB2的共振结构存在。

二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态，但在水中，却不以二聚或多聚状态存在，这对二氧化氯在水中的迅速扩散是有利的。二氧化氯对光较为敏感。在水中溶解的二氧化氯，在436nm处的光解量子率为为0.2mol/E,在405nm处上升为1.0mol/E,其机理如下：

2CLO2+hυ━2CLO1-+20·

CLO·+H2O━H2CLO2

H2CLO2＋CLO·━HCLO3+HCL

2CLO2+hυ+H2O━HCLO3+HCL+20·

因些，在实际应用中，二氧化氯必须避光保存，一般情况下，二氧化氯应现使用，现制备。

理论上，二氧化氯应为亚氯酸和氯酸的酸酐，即2CLO2+H2O━HCLO2+HCLO3，但是，在实际水处理条件下，Ph值为6～8时，二氧化氯却在水中有较大的安定性，其浓度可稳定在48h以上，这可从下式看出来：

水温20℃时，[HCLO2][HCLO3]/[CLO2]2=1.2×10-7。

只有在pH≥9碱性条件下，二氧化氯才发生歧化反应：

2CLO2+20H━CLO2+H2O

1 ClO2的性质

ClO2是一种广谱、高效、无毒的杀菌剂，是一种黄绿色并有刺激性气味的气体，沸点11℃，凝固点-59℃，易溶于水，溶解度是氯气的5倍，气体密度约3.09g/L。ClO2稳定性较差，长期放置或遇热易分解失效，给生产、储存和应用带来一定困难。在空气中质量分数>10%或水中>30%时，ClO2都会发生爆炸。ClO2溶于水的同时即分解，可用作氧化剂、脱臭剂或漂白剂，由于它的不稳定性和腐蚀性，使其应用范围受到很大限制。但ClO2在氧化作用的同时，不伴随氯化作用，因而不会产生卤代烃等有机致癌物质[3，4]，其残留生成物为H2O、NaCl和CO2，而且它不与酚类结合生成有毒的氯酚化物[5]。

2 ClO2的制备方法

ClO2的制备方法主要有化学法和电解法两种。其中化学法又分为还原法和氧化法。以亚氯酸盐和氯酸盐为原料的化学法发生ClO2的技术已趋成熟，而以亚氯酸盐和氯酸盐为原料的电解法发生ClO2技术正在发展中[6]。

2.1 还原法

还原法根据还原剂的不同，可分为二氧化硫法、盐酸法、硫酸法、甲醇法和双氧水法。

（1）二氧化硫法[7]。又称为马蒂逊（Mathieson）法，它是在硫酸介质中用二氧化硫还原氯酸钠得到ClO2。反应方程式如下：

2NaClO3+SO2→2ClO2↑+Na2SO4

从反应方程式可以看出，反应不需要另外加酸，只需加入维持反应液酸度的硫酸。因而，酸耗较低。二氧化硫法反应副产物少，工艺成熟，操作简便，容易控制，一次性投资少，适合工业化生产，尤其适用于二氧化硫来源方便的硫酸厂。但是产品收率低，产品混合物中含有二氧化硫。一般不适用于现场生产，原因是二氧化硫难于现场制取。

（2）盐酸法[8]。又称开斯汀法，以盐酸作还原剂，与氯酸钠溶液发生反应得到ClO2和氯的混合气体，用水吸收ClO2得到水溶液，使之与氯分离。反应式如下：

NaClO3+2HCl→ClO2↑+NaCl+1/2Cl2↑+H2O

该法的优点是工艺较成熟，不需要专门的还原剂。产物中ClO2含量较高。缺点是该法一次性投资相对较大，ClO2的收率低，氯气含量高，需要特别处理。

（3）硫酸法。为了降低盐酸法的成本，用硫酸代替盐酸与氯酸钠反应就成了硫酸法（又称R2法）[9~11]。该法是将氯酸钠和氯化钠按物质的量比为1:1~1:1.1制成含氯酸钠350g/L的溶液，加热后与硫酸一起进入反应槽，硫酸与氯化钠和氯酸钠反应生成氯化氢和氯酸，氯化氢还原氯酸产生ClO2，反应式如下：

NaClO3+H2SO4+NaCl→ClO2↑+Na2SO4+1/2Cl2↑+H2O

为了保持较高的收率，反应液中硫酸的浓度>4.5mol/L，这样ClO2的产率可达90%。R2法一次性投资少，操作简单，ClO2收率高。但产生的废酸较多，副产大量的芒硝（Na2SO4），产品（气体）中常含有少量氯气，回收较困难。

为了减少硫酸的用量，把废酸蒸发浓缩使硫酸钠结晶析出，分离固体后液体循环使用，这种改进的方法称为R3法[12]。现在又将反应器、真空蒸发器和结晶器合为一体，叫做单室法（又称R3/SVP法），是在较高的温度和真空下反应，在生成ClO2时，一部分水蒸发结晶出硫酸钠，过滤分离后，反应液循环使用。这样可大幅度地减少硫酸的用量，ClO2的产量可提高至93%。

硫酸法与盐酸法相比，投资较少，成本较低，但产物中也混有氯气，需要特别处理。目前世界上有几十套装置采用该生产工艺，生产规模为5~300t/d。

（4）甲醇法。该法是用甲醇为还原剂，使氯酸钠还原为ClO2[13，14]。其中R8法是甲醇法应用的典型。自1985年R8法在美国投产后，由于其具有一次性投资少，工艺操作简单，生产效率高，运行成本低，产品气纯净等优点，现已得到了较为广泛的应用。该法一般在硫酸浓度高（>4mol/L）、一定负压（13.3~16kPa）和反应物沸腾温度（约70℃）下进行。n（NaClO3）：n（CH3OH）约4:1，其主反应式如下：

30NaClO3+7CH3OH+20H2SO4→30ClO2↑+6HCOOH+10Na3H(SO4)2+23H2O+CO2↑

近几年我国广西、福建、内蒙等几家纸厂分别从加拿大和瑞典等国引进了R8法生产工艺，总体运行效果较好。现在，加拿大已对R8法进行了改进，研究出了制备ClO2的R10法，它可使制取ClO2的酸碱消耗量降低20%~25%[15,16]。

盐酸再生法均采用加热蒸发、喷雾燃烧的方式，目前国内的盐酸再生装置都是引进的，其工艺是对废酸液进行直接加热回收盐酸和氧化铁，少数大型钢铁联合企业采用鲁奇法和鲁特纳法。该处理工艺一次性投资大、运行维护费用高、设备损坏严重，一般中小企业难以承受。因此，国内的中小企业大都采用石灰中和法，使废酸液中和后达标排放。但此法需消耗大量的石灰，并产生大量的含水率99%的泥渣需干化处理。该方法处理设施投资和处理成本也都较高，且废酸液中的有用资源未能回收利用。

根据氯化氢易于挥发和易溶于水的特性，以及氯化亚铁在盐酸溶液中溶解度的规律，采用蒸汽间接加热、负压蒸发浓缩工艺，蒸发产生的气体经冷凝器冷凝成为稀盐酸，返回酸洗车间再次使用；废酸液经蒸发浓缩使氯化亚铁达到一定浓度后，冷却浓缩液使氯化亚铁以结晶的形式析出，再经离心分离获取氯化亚铁的晶体。

1. 采用负压蒸发技术处理盐酸酸洗废液，技术上可靠、经济上合算，适用于中、小型钢铁企业盐酸酸洗废液的综合利用。

2. 由于负压蒸发降低了蒸发温度，所以延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修、保养费用。

3. 能源消耗较少，回收的再生盐酸价值可折抵处理成本，使该处理系统能持续运行。

4.所需设备数量少，投资较低，且操作简单易行，很适合采用盐酸酸洗的中、小型冷轧带钢企业使用。

工业中的废酸包括：如硫酸、盐酸、柠檬酸、乳酸等无机酸和有机酸，它是一种非常重要的化工原料，几乎所有的工业都直接或间接地用到它，其中酸做为生产工艺的中间化工原料使用的情况又非常多，多余的废酸因为无法继续使用而需要经过处理达标后排放又成为化工企业的主要环保难题。在这种前提下，以膜技术为依托，开发研制成功了废酸回用设备，它具有易于实现工艺改造、投资回报率高、易于操作、易于维护、运行费用低、自动化程度高等特点。废酸回用设备能直接处理废酸回用，变害为宝，为企业解决环保问题的同时还带来不菲的经济效益，使用领域与前景十分可观，具有巨大的投资回报价值。

在生产工艺过程中主要污染物产生于如下工序:

a.表面氧化酸洗:定期产生废盐酸,含酸量较高,同时含有大量铁氧化物和铁离子,这类废液将单独收集处理。

b.表面酸化水洗：酸化处理后，须用大量的清水对加工产品进行漂洗，故产生大量的漂洗水，同时产品在电镀过程中其表面会带出少量的电镀液和磷酸液以及产生大量的清洗水。废水中的主要污染物为Zn、Cu及少量的磷酸盐，此外还有酸雾吸收装置排放的酸性废水。

c.其它零星废液：干拉后续处理时，会定期产生一定量的废脱脂液。废酸与废脱脂液可实现同时处理。