2025版高一化学必修第一册 十四 氯气的实验室制法 氯离子的检验

十四氯气的实验室制法氯离子的检验(30分钟55分)题组过关·夯基础题组一:氯气的实验室制法1.(3分)在实验室可利用浓盐酸与二氧化锰共热制氯气,制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗,有关原因叙述错误的是()A.防止氯气通过漏斗扩散到空气中造成污染B.便于控制加入浓盐酸的量C.因长颈漏斗加热时容易破裂D.尽量避免HCl挥发到空气中【解析】选C。氯气为黄绿色气体,有毒性,直接排放会污染空气,需要装置密封,所以使用分液漏斗更好,A正确;通过控制漏斗活塞可以控制浓盐酸的滴加速率,进而控制反应产生气体的速率,更加安全,B正确;长颈漏斗不会直接加热,不容易破裂,C错误;浓盐酸易挥发且有腐蚀性,排放进空气中有污染性,长颈漏斗无法阻止装置内浓盐酸的扩散,D正确。2.(3分)下列实验装置能达到实验目的的是()A.图①用于氯气的制取B.图②用于证明氯气具有漂白性C.图③用于吸收多余的氯气D.图④用于除去氯气中的氯化氢气体【解析】选D。二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,A错误;氯气本身无漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸有漂白性,B错误;Ca(OH)2溶解度小,不能保证氯气被完全吸收,C错误;HCl气体极易溶于水且Cl2在饱和食盐水中溶解度较小,D正确。3.(3分)舍勒发现氯气是在1774年,当时他正在研究软锰矿(主要成分为二氧化锰),当他将软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。后来,人们又通过氯碱工业制备氯气,它是一种重要的化工原料。对于反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,下列说法正确的是()A.可用向下排空气法收集Cl2B.H2O是还原产物C.二氧化锰和浓盐酸在常温下也可以反应D.HCl是还原剂【解析】选D。氯气密度大于空气,用向上排空气法收集,A错误;氢元素和氧元素化合价没有变化,H2O既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;二氧化锰和浓盐酸在常温下不反应,C错误;HCl中氯元素部分化合价升高,作还原剂,D正确。4.(3分)实验室制备氯气的装置如图,以下装置中有几处错误()A.4B.5C.7D.9【解析】选C。该图存在的错误有①实验室制氯气选用MnO2与浓盐酸反应;②应选用分液漏斗;③给圆底烧瓶加热时要垫陶土网;④该反应需要加热;⑤除杂时先除去HCl再用浓硫酸干燥,顺序反了;⑥因为氯气的密度大于空气,所以收集氯气时要长管进短管出;⑦氯气有毒,需要加尾气处理装置;综合以上分析,该装置中有7处错误,故选C。5.(3分)实验室制备氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法错误的是()A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2B.每生成1个Cl2分子转移2个电子C.每消耗87gMnO2,起还原作用的HCl为146gD.生成的氯气中含有水蒸气和HCl【解析】选C。在MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,A正确;每生成1个Cl2分子转移2个电子,B正确;在参加反应的146gHCl中,只有73g被氧化,即起还原作用的HCl为73g,C错误;由于浓盐酸易挥发且反应需要加热,因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl气体,D正确。题组二:氯气的实验室制法与性质综合应用6.(3分)实验室也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。现用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2(部分仪器和夹持装置已略去)。下列说法正确的是()A.装置C中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl气体B.实验过程中,硬质玻璃管中产生大量蓝色的烟C.将装置A中的KMnO4直接换为MnO2,也可完成该实验D.实验时,应先打开A中分液漏斗的活塞,再加热装置D【解析】选D。装置A用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,制得的Cl2中会混有挥发出的HCl和水蒸气,装置B中的试剂是饱和食盐水用来除去HCl,装置C中试剂是浓硫酸,目的是干燥氯气,保证进入装置D的是纯净的Cl2,进而制得CuCl2,最后的装置E盛装的试剂是NaOH,用来吸收多余的Cl2。根据分析,装置C中试剂是浓硫酸,目的是干燥氯气,A错误;铜在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟,B错误;MnO2与浓盐酸常温下不反应,C错误;应先打开装置A中分液漏斗的活塞,当产生的氯气充满整套装置时,再点燃装置D处酒精灯,D正确。7.(3分)(2024·邯郸高一检测)如图为某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,验证氯气性质的实验装置,下列相关说法错误的是()A.脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替B.该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用C.湿润蓝色石蕊试纸先变红,但也不能说明生成了酸性物质D.淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,说明氯气将I2氧化【解析】选A。无水氯化钙的作用是干燥氯气,碱石灰会与氯气反应,因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替,故A错误;从左边出来的干燥氯气,先与干燥品红试纸接触,品红试纸不褪色,说明干燥的氯气没有漂白作用,故B正确;由于HCl易挥发,挥发的HCl可使湿润蓝色石蕊试纸先变红,故不能说明生成了酸性物质,故C正确;淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,先变蓝,是碘离子被氯气氧化为单质碘,淀粉遇单质碘变蓝,后褪色,说明氯水将I2氧化,故D正确。[延伸思考](1)图中高锰酸钾和浓盐酸不加热能制备氯气吗?提示:高锰酸钾氧化性比二氧化锰更强,不需要加热就能将HCl氧化为氯气。(2)图中气球的作用是什么?还可以将气球换成什么装置?提示:气球作用为吸收尾气氯气,防止污染空气。还可以将气球替换成盛有碱石灰的球形干燥管。题组三:氯离子的检验8.(3分)检验Cl-时要用到AgNO3溶液和稀HNO3,其中加入稀HNO3的目的是()A.加速反应的进行B.排除某些杂质离子的干扰C.生成不溶于水的沉淀D.增大沉淀的生成量【解析】选B。AgCl沉淀不溶于稀硝酸,但碳酸银等沉淀溶于稀硝酸,故检验Cl-时要用到AgNO3溶液和稀HNO3,其中加入稀HNO3的目的是排除杂质离子的干扰,故B正确。9.(3分)(2024·唐山高一检测)自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利,用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售,给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中,可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是()A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液【解析】选D。Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO,用AgNO3溶液即可鉴别,产生白色沉淀的是自来水,不产生沉淀的是纯净水。综合应用·拓思维10.(3分)历史上曾有化学家用以下方法制取氯气,反应原理如图所示。下列推断不正确的是()A.反应Ⅰ属于复分解反应B.反应Ⅱ的化学方程式为2CuCl2+O2===2Cl2+2CuOC.CuCl2是整个过程的催化剂D.该方法制取氯气的主要原料是盐酸和氧气【解析】选C。反应Ⅰ中CuO与HCl反应,生成氯化铜和水,为复分解反应,A正确;反应Ⅱ中氧气与氯化铜反应,化学方程式为2CuCl2+O2===2Cl2+2CuO,B正确;由图知,CuO为催化剂,C错误;由反应Ⅰ、Ⅱ可知,总反应为HCl与氧气反应生成氯气和水,则该方法制取氯气的主要原料是盐酸和氧气,D正确。【补偿训练】Cl2和H2O2是常见的两种氧化剂,经查阅资料,Cl2氧化能力略强于H2O2,为了验证Cl2能否将H2O2氧化,某学生设计了如图所示的实验装置进行实验(C中是30%双氧水,酒精灯和夹持装置略去)。将浓盐酸注入圆底烧瓶A(其中黑色物质是二氧化锰),反应一段时间后关闭止水夹,试管D中的现象为液面下降,长颈漏斗中液面上升,试管D中的气体为无色,经检验气体能使带火星的木条复燃。除反应H2O2+Cl2===2HCl+O2可能发生外,对试管D中气体来源的判断最不可能的是()A.D中的气体为B中HClO分解产生的氧气B.D中的气体为C中H2O2和HClO分解产生的氧气C.D中的气体为D中NaClO分解产生的氧气D.D中的气体是C中生成的氧气和少量没有排净的空气【解析】选C。氯气在饱和食盐水中的溶解度比较小,溶解的少量氯气与水反应生成HClO,HClO易分解生成氧气,故D中的气体可能为B中HClO分解产生的氧气,故A不符合题意;装置C中,氯气与水反应生成HClO,HClO易分解生成氧气,D中的气体可能为C中H2O2和HClO分解产生的氧气,故B不符合题意;装置D中氯气与氢氧化钠反应生成NaClO,NaClO不易分解,D中的气体不可能为D中NaClO分解产生的氧气,故C符合题意;装置C中产生O2,故D中的气体可能是C中生成的氧气和少量没有排净的空气,故D不符合题意。11.(3分)有Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl和NH4NO3五瓶无标签溶液,为鉴别它们,取四支试管,每支试管分别装入上述一种溶液,再向上述试管中加入少许剩下的一种溶液,下列叙述错误的是()A.若有三支试管出现沉淀时,则后加入的是AgNO3溶液B.全部没有明显现象时,则后加入的是NH4NO3C.一支试管出现气泡,两支试管出现沉淀时,则后加入的是HCl溶液D.若只有两支试管出现沉淀,其余两支试管无明显现象时,则后加入的是BaCl2溶液【解析】选C。A正确,因为AgNO3溶液与Na2CO3、BaCl2、HCl反应均有白色沉淀生成,和NH4NO3溶液不反应;B正确,NH4NO3和上述溶液均不反应;C错误,加入HCl溶液后,一种(Na2CO3)溶液出现气泡,一种(AgNO3)溶液出现沉淀,其他没有现象;D正确,加入BaCl2溶液,则Na2CO3、AgNO3两种溶液产生沉淀。12.(12分)如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是检查装置气密性。

(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

【解析】(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl,

浓硫酸的作用是干燥氯气。

(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液化学式为NaOH,发生反应的离子方程式是2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O。

(5)下列说法正确的是ACD(填字母)。

A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰D.氯水中含有次氯酸,具有杀菌、漂白作用【解析】(5)钠、铁和铜都能和氯气反应,生成氯化钠、氯化铁、氯化铜,故A正确;液氯是氯气单质,它不能使干燥的有色布条褪色,故B错误;氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,生成HCl,故C正确;氯水中含有HClO,具有杀菌、漂白作用,故D正确。迁移创新·提素能13.(10分)制取氯气时,向圆底烧瓶中逐滴滴加浓盐酸时会遇到一个问题:分液漏斗里的酸液不能顺利滴下来。(1)为什么浓盐酸不能顺利滴下呢?提示:当有气体生成时,烧瓶内的气