高一化学人教版课时检测2-2-2氯气实验室制取及氯离子的检验

课时素养检测十氯气实验室制取及氯离子的检验(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题7分,共56分)1.(2020·南宁高一检测)用氯气消毒的自来水配制下列溶液时,会使配得的溶液变质的是 ()①NaOH②AgNO3③Na2CO3④NaBr⑤FeCl2A.只有②④ B.只有④⑤C.只有②④⑤ D.全部【解析】选D。用氯气消毒的自来水中有Cl2和HCl等,会使配制的溶液变质。【补偿训练】现有盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液和氯水四种溶液,可用来区别它们的一种试剂是 ()A.AgNO3溶液 B.酚酞溶液C.紫色石蕊溶液 D.饱和食盐水【解析】选C。盐酸使紫色石蕊溶液变红;NaCl遇紫色石蕊溶液无明显现象;NaOH溶液使紫色石蕊溶液变蓝;氯水使紫色石蕊溶液先变红,后褪色。2.为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是 ()①滴加AgNO3溶液②加水溶解③过滤,取滤液④与二氧化锰混合加热⑤加稀硝酸⑥与浓盐酸反应⑦与NaOH溶液混合加热⑧用淀粉KI试纸A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑧C.④②③⑤① D.②①⑤【解析】选C。氯酸钾晶体中无Cl,要证明氯酸钾晶体中含有氯元素,必须使之产生Cl。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl,然后再通过检验Cl的存在,证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水,故可通过加水溶解过滤的方法分离出MnO2,然后向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸进行验证。3.(2020·韩城高一检测)某同学设计了用氯气制取无水氯化铁(易升华)的相关装置,其中设计正确且能达到相应目的的是 ()A.用装置①制取氯气B.用装置②除去Cl2中的HClC.用装置③干燥氯气D.用装置④制取并收集FeCl3【解析】选D。没有加热且使用的是稀盐酸,不能实现实验目的,故A错误;氯气和氯化氢都能和NaOH反应,应用饱和的食盐水除去氯气中的HCl,故B错误;氯气能和碱反应,应用无水氯化钙或浓硫酸,故C错误;氯气和铁在加热条件下反应生成氯化铁,氯化铁是固体,故D正确。【补偿训练】(2019·自贡高一检测)化学实验是培养学生探索求真精神和科学严谨态度以及优秀思想品质的良好途径。严格按实验步骤进行操作是成功进行实验的根本前提。在制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是 ()①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出;③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末;④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中;⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收;⑥用向上排空气法收集氯气。A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤【解析】选D。实验室制取气体的一般过程为组装仪器→检查气密性→加入试剂→加热,制得气体→净化→收集,故D项顺序正确。4.(2020·保山高一检测)下列离子方程式错误的是 ()A.实验室制Cl2:MnO2+4H++2ClMn2++Cl2↑+2H2OB.在NaCl溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++ClAgCl↓C.Cl2溶于水:Cl2+H2O2H++Cl+ClOD.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OHCl+ClO+H2O【解析】选C。HClO为弱酸,在离子方程式中用化学式来表示,故Cl2与水反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl+HClO。5.(2020·日照高一检测)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,与水反应的化学方程式为IBr+H2OHBr+HIO。下列有关IBr的叙述不正确的是()A.IBr是双原子分子B.在很多反应中,IBr是强氧化剂C.与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIOD.与水反应时,IBr既是氧化剂又是还原剂【解析】选D。IBr中I为+1价,Br为1价,因为IBr的化学性质与卤素单质相似,所以IBr是强氧化剂;与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应生成HBr和HIO,HBr和HIO再与碱反应,总化学方程式为2NaOH+IBrNaBr+NaIO+H2O;与水反应的化学方程式:IBr+H2OHBr+HIO中,反应前后各元素的化合价均未发生变化。6.下列变化不能直接实现的是 ()①(HCl)→②(Cl2)→③[Ca(ClO)2]→④(HClO)→⑤(CO2)A.①→② B.②→③C.③→④ D.④→⑤【解析】选D。HClCl2Ca(ClO)2HClO。以上转化均能一步直接实现,但由HClO转化成CO2不能直接实现。7.氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢,为防止事故发生,使用前要检验氯仿是否变质,应选用的检验试剂是 ()A.水 B.AgNO3溶液C.NaOH溶液 D.KI溶液【解析】选B。氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl,因此,用AgNO3溶液检验HCl中Cl的存在即可判断氯仿是否变质。【补偿训练】(2019·南开高一检测)痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法,AgNO3显现法就是其中的一种:人的手上有汗渍,用手动过白纸后,手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心地涂到纸上,溶液①中的溶质就跟汗渍中的物质②作用,生成物质③,物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,由棕色变成黑色的指纹线。用下列化学式表示这3种物质都正确的是 ()A.①AgNO3、②NaBr、③AgBrB.①AgNO3、②NaCl、③AgClC.①AgCl、②AgNO3、③NaClD.①AgNO3、②NaI、③AgI【解析】选B。汗液中有NaCl,与AgNO3反应生成AgCl,AgCl在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,由棕色变成黑色的指纹线。【易错提醒】人的汗液中含有氯化钠,氯化银光照生成灰褐色银粒。8.(2020·聊城高一检测)已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及完成其与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是 ()A.①和②处 B.②处C.②和③处 D.②③④处【解析】选D。生成的氯气中含有HCl和水蒸气,应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl,NaOH溶液能与Cl2反应,不能用于除去HCl,故②错误;用浓硫酸干燥氯气,导管应“长进短出”,故③错误;氯气与金属反应时,气体应通入试管底部,并用双孔橡皮塞,否则会使试管内压强过大导致橡皮塞被顶开,不安全,且应有尾气处理装置,故④错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)9.(2020·宜春高一检测)(1)氯气是一种重要的化工原料,也是一种常用的消毒剂。①实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式是。

②某同学将8.7g二氧化锰与58.4g溶质质量分数为37.5%的浓盐酸在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有固体剩余,。

(2)工业上常用氯气生产漂白粉,请写出反应的化学方程式是,在空气中漂白粉长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明)。

(3)新制氯水存在的各种粒子中:(用化学式或离子符号填写)①使氯水呈黄绿色的是;

②能使紫色石蕊试液显红色的是;

③能使湿润的红纸褪色的是。

【解析】(1)①实验室通常用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;②将8.7g二氧化锰与58.4g溶质质量分数为37.5%的浓盐酸在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有固体剩余,有一定量的盐酸剩余,(2)工业上制备漂白粉是利用石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉成分为氯化钙和次氯酸钙的混合物,有效成分为次氯酸钙,漂白粉长期暴露在空气中会逐渐失效,是因为次氯酸钙和空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸,Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,次氯酸见光分解生成氧气和盐酸,2HClO2HCl+O2↑。(3)①使氯水呈黄绿色的是Cl2;②能使紫色石蕊试液显红色的是H+;③能使湿润的红纸褪色的是HClO。答案:(1)①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O②二氧化锰和稀盐酸之间不会发生反应(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO;2HClO2HCl+O2↑(3)①Cl2②H+③HClO【补偿训练】实验室里用如图所示仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜(Cu+Cl2CuCl2)。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口,接口的弯曲和伸长等部分未画出。根据要求填写下列各小题空白。序号①②③④⑤⑥(1)如果所制气体从左向右流动时,上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)()接()接()接()接()接(),其中②与④装置相连时,玻璃管接口(用装置中字母表示)应是接。

(2)装置②的作用是;

装置④的作用是。

(3)实验开始时,应首先检验装置的,实验结束时,应先熄灭处的酒精灯。

(4)在装置⑤的烧瓶中,发生反应的化学方程式为

。

【解析】制取纯净的无水CuCl2,应由Cu和纯净的Cl2加热制得,欲制得纯净的氯气需③和⑤组合制得Cl2,再经④洗去Cl2中的氯化氢,经过②除去水蒸气,最后排出的尾气用碱液吸收以防止多余的Cl2污染环境。答案:(1)③⑤④②①⑥CB(2)除去Cl2中的水蒸气除去Cl2中的HCl气体(3)气密性①(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(20分钟30分)1.(6分)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是 ()A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D.用装置丁蒸干碳酸氢钠溶液制碳酸氢钠【解析】选C。二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热,甲装置没有加热仪器,A错误;饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢,但NaHCO3和HCl反应能生成CO2,引入新的杂质气体,吸收试剂应该为饱和食盐水,并且洗气瓶气体流向为长导气管进短导气管出,B错误;二氧化锰不溶于水,氯化锰易溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,C正确;若蒸干碳酸氢钠溶液可能得不到碳酸氢钠,而得到碳酸钠,D错误。【补偿训练】(2019·芜湖高一检测)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是 ()A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟C.Ⅲ图中:用日光照射量筒,量筒中会产生大量白雾,液面会迅速上升D.Ⅳ图中:a中有色布条褪色,b中不褪色【解析】选C。随着反应的进行浓盐酸变成稀盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,A错误;无水CuCl2不为蓝色,形成的是棕黄色的烟,B错误;氢气与氯气在光照条件下可发生反应生成氯化氢,溶于水形成酸雾,压强减小,液面上升,C正确;a中有色布条不褪色,b中褪色,D错误。2.(6分)(双选)(2020·烟台高一检测)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。已知:Cl2O的熔点为-116℃,沸点为3.8℃;Cl2Cl2HgCl2+Cl2O。下列说法中不正确的是 ()A.装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间应用橡胶管连接【解析】选C、D。高浓度的Cl2O易爆炸,所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险;装置⑤是收集Cl2O,所以温度低于3.8℃,此时氯气是气体,逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2;Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸,装置④与⑤之间不用橡胶管连接3.(18分)(2020·烟台高一检测)某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用如图装置制取Cl2。装置中仪器a的名称为。

甲同学为证明Cl2溶于水有酸性物质生成,将发生装置产生的气体直接通入适量水中,并加入NaHCO3粉末,观察有无色气泡产生,乙同学认为不合理,理由是

。

(2)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如图所示装置制备无水FeCl3。①下列操作步骤的正确顺序为(填字母)。

a.体系冷却后,停止通入Cl2b.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气c.在铁屑下方加热至反应完成d.用干燥的H2赶尽Cl2e.检验装置的气密性②该实验装置存在的明显缺陷是。

(3)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。有关物质的熔、沸点如下表:物质熔点/℃沸点/℃ClO25911Cl210734.6ClO2的生产流程示意图如下:该工艺中,需要补充的物质X为(填化学式,下同),能参与循环的物质是。从ClO2发生器中分离出ClO2,可采用的方法是

。

【解析】(2)①根据题给信息,无水氯化铁制备时应排尽装置中的空气,所以先检查装置的气密性,再通入干燥的氯气以排尽装置内的空气,然后加热使氯气与铁反应生成氯化铁,因为氯化铁加热易升华,所以加热使反应完全后继续通入氯气至装置冷却,最后通入干燥的氢气以排尽氯气。②氯气是有毒气体,所以不能直接排放,因此该装置的明显缺陷是缺少尾气处理装置。(3)根据工艺流程可知,电解食盐水得到的是NaClO3和H2,而合成HCl需要氯气、氢气,所以需要补充的物质X是氯气;根据已知条件2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,且氯化钠、氯气又可参与反应,所以参与循环的物质是氯化钠、氯气;二氧化氯的熔、沸点较低,所以将生成的气体冷凝,使二氧化氯转化为液体分离出来。答案:(1)分液漏斗制取的氯气中含有HCl气体,HCl溶于水后能与NaHCO3反应产生气泡(2)①ebcad②缺少尾气吸收装置(3)Cl2Cl2、NaCl将生成的气体冷水浴降温,使ClO2液化分离出来【补偿训练】1.氯气是一种重要的化工原料。(1)实验室可用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,反应的化学方程式是。

(2)某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。①在该实验中,制取氯气的装置是(填字母)。

②C装置中盛放饱和氯化钠溶液,其作用是

。

③D装置的作用是干燥氯气,其中盛放的试剂是。

④该实验存在明显的缺陷,在下面方框内画出改进的装置图,写出相关反应的离子方程式:

。

【解析】实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应是固体和液体需要加热的反应,故选c装置制取氯气。因为浓盐酸具有挥发性,制取的氯气中含有杂质氯化氢和水蒸气,所以要得到干燥、纯净的氯气,应先通过饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢,再通过浓硫酸干燥氯气。为防止氯气污染环境,要用氢氧化钠溶液吸收尾气。答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)①c②除去氯气中的氯化氢③浓硫酸④Cl2+2OHCl+ClO+H2O2.某学习小组设计以下四个实验探究新制氯水的成分,请根据表格回答问题。(已知Cl2+2I2Cl+I2)实验序号实验方法实验现象结论①将氯水滴到AgNO3溶液中生成白色沉淀②将氯水滴到含有酚酞的NaOH溶液中③淀粉KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2④将足量的氯水滴到Na2CO3溶液中氯水中含有H+(1)实验①得出的结论是。

(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:②,

④。

(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是

。

(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是:a.氯水中含有HClO,其漂白作用能使溶液褪色;b.。

请设计简单的实验证明上述a、b结论:。

【解析】(1)与Ag+产生白色沉淀是Cl的性质;(2)氯水能使含酚酞的NaOH溶液褪色,氯水中的H+与Na2CO3反应放出CO2气体;(3)氯水中的Cl2可将KI中的I氧化成I2使淀粉变蓝;(4)实验②中的酚酞褪色有两种可能,一是HClO的漂白作用引起的,二是氯水中的H+中和OH使碱性减弱引起的。若是中和作用引起的,再加入碱,溶液还会变红,若是HClO的漂白作用引起的,再加入碱,溶液不会再变红。答案:(1)氯水中含有Cl(2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉KI试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上(4)氯水中含有H+,中和OH使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色消失是HClO的漂白作用引起的;若溶液显红色,证明是H+的中和作用引起的3.下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1)装置A是氯气的发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称是,请写出该反应相应的化学方程式:。

(2)装置B中饱和食盐水的作用是;

同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:

。

(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,