用数据证明为什么可用浓盐酸制取氯气
1、和强酸制弱酸,HCl + NaCH3COO = NaCl +CH3COOH ,难溶物转化为更难溶物,AgCl + NaI = NaCl +AgI 相同,氧化还原反应,如Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 ,被氧化产物(Br2) 的氧化性弱于使用的氧化剂(Cl2) ,被还原产物(NaCl) 的还原性弱于原先的还原剂(NaBr) 。显然,酸(碱) 性强度、难溶的难溶程度、氧化性(还原性) 倾向相差越大,以上诸反应越完全。若生成物的氧化性、还原性反而强于所用氧化剂的氧化性、还原剂的还原性,则反应不能进行,如Br2 不能氧化NaCl 。遇到生成物氧化性、还原性仅略强于原先的氧化剂、还原剂,则可藉增大反应物浓度促进反应进行。
2、在MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2x + 2H2O 中,Cl2 的氧化性(φθ Cl2/ Cl- = 1. 36 V) 仅略强于MnO2 (φθMnO2/Mn2 + = 1. 23 V) ,因此要藉增大反应物(HCl ,因MnO2 是固体) 浓度来制Cl2 。增大反应物浓度虽能促进平衡移动,但不能改变反应的本质,即还有相当量的H+ 、Cl- 未能参与反应。实验一般取≥～7 mol/ L HCl 和MnO2 反应制备O2 。
对此有2 点要说明:
(1) 若用1 至2 mol/ L HCl 和MnO2 一起加热,逸出的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸显色,示有Cl2 。表明HCl 浓度<6 mol/ L 时,仍能和MnO2 反应生成Cl2 ,只是没有实际意义。(对制Cl2 而言)
(2) 对～ 7mol/ L HCl ,不宜把[H+ ] = [Cl - ] = 7 mol/ L 代入Nernst 方程式中计算发生反应的可能性。
原因如下：
①按规定讨论电极电势的浓度是质量摩尔浓度,mol/ kg(H2O) , 在稀的水溶液中,它的值和mol/ L 的值相近而被混用,但在浓溶液中a mol/ kg(H2O) 和b mol/ L ,相互间有明显的差值。那么把7 mol/ L 换算成mol/kg(H2O) 值是否可以代入Nernst 公式中计算呢?
②在稀溶液中,用Nernst 公式计算的结果,常和实验事实相符。在浓溶液中的反应需兼顾活度系数的影响,而目前还没有在浓溶液( >6mol/ L) 中普遍适用的数据。所以按mol/L 计算的结果常和实验事实相去甚远。为了说明对浓溶液中的反应,不能按计算浓度改变对平衡移动的影响进行讨论,再举一和中学化学有关的实例。KBr 和浓H2SO4 一起加热,反应的方程式为:2KBr + 3H2SO4 = 2KHSO4 +Br2 + SO2 + 2H2O 。其中氧化剂φθ SO42 -/ SO2= 0. 17 V ,还原剂φθBr2/ Br- = 1. 08 V ,反应的电势差, Eθ = 0. 17V - 1. 08V = - 0. 91 V 。对于n = 2(得失电子数) 计算(略) 需要浓度比>1030才能使H2SO4 氧化Br - 。要求浓度比>1030 ,绝不可能达到,但浓H2SO4 氧化Br - 却是事实。两者矛盾是,不该用适于稀溶液的公式计算在浓溶液中可能发生的反应,若有在100 % H2SO4 中的电极电势,那么可以计算在98 % H2SO4 (相当于H2O 在H2SO4 中的稀溶液) 溶液中的氧化
还原反应的方向。顺便提及,I2 被HNO3 氧化成HIO3 ,也不宜用浓度改变并按Nernst 公式计算。所谓浓、稀,对于各个反应并不相同,一般浓度低于112 mol/ L 时,计算结果大体上和实验事实相符。
高锰酸钾和浓盐酸制氯气的化学方程式：
2KMnO₄＋16HCl（浓）＝2KCl＋2MnCl₂＋5Cl₂＋8H₂O
分析：通过高锰酸钾和浓盐酸在加热的条件下可以制取氯气。
扩展资料：
高锰酸钾主要用途：
在化学品生产中，广泛用作氧化剂，如用作制糖精、维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂。
医药中用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂；在水质净化及废水处理中，作水处理剂，以氧化硫化氢、酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物，控制臭味和脱色。还用作漂白剂、吸附剂、着色剂及消毒剂等。
另外，用高锰酸钾、次氯酸钙、重铬酸钾等强氧化剂也能将浓盐酸氧化生成氯气。
高中化学课本用二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气。
除了MnO2外，实验室里也可用其他氧化剂来氧化浓盐酸制取氯气。常用的氧化剂有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当Ca(ClO)2和浓盐酸作用时发生氧化还原反应生成Cl2，当Ca(ClO)2和稀盐酸作用时发生非氧化还原反应生成HClO：Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO注意盐酸溶液浓度的不同对反应产物的影响。
一、实验室里也可用其他氧化剂来氧化浓盐酸制取氯气。
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。
参考资料来源：百度百科-氯气
以二氧化锰制氯气为例
用二氧化锰制取氯气，本来是不行的，从化学动力学角度看，反应本应是朝逆向进行，再加上氯离子的超电位。
但浓盐酸可以降低氯离子的电势，而浓盐酸中的大量氢离子又升高了四价锰离子的电势，所以反应会朝正方向进行。
但随着反应的进行，盐酸越来越稀，反应会逐渐停止。
其它用浓盐酸制取氯气的方法和上述原理有相似之处
（1）依据仪器形状装浓盐酸的仪器名称：分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，浓硫酸具有吸水性依次通过饱和食盐水、浓硫酸除去氯化氢和水蒸气；
故选：DB；
（3）二氧化锰只与浓盐酸反应，反应过程中消耗氯化氢，同时浓盐酸易挥发，导致盐酸浓度降低变为稀盐酸，不再与二氧化锰反应；
故答案为：①浓盐酸挥发；②浓盐酸反应后浓度下降而与MnO 2 不反应；
（4）氯气在饱和食盐水中溶解度不大，用排饱和食盐水法可以存贮氯气，所以装置I，II都可以用来多余的氯气；
故答案为：I，II；
（5）氯气能够与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠和水，化学方程式：Cl 2 +2NaOH=NaCl+NaClO+H 2 O，
故答案为：Cl 2 +2NaOH=NaCl+NaClO+H 2 O．
