高中化学必修第一册习题第二章 海水中的重要元素-钠和氯第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验

第2课时氯气的实验室制法及氯离子的检验基础过关练题组一氯气的实验室制法1.(2020江苏如皋中学高一期末)下列氯气的制取、净化、收集并验证其某些性质的装置和原理能达到实验目的的是()2.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.①③④②⑥⑤3.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2。下列收集Cl2的装置正确的是()4.(2020山东青岛高一期中)实验室利用下图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是()A.本实验操作顺序为:检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为浓硫酸、饱和NaCl溶液C.氯气密度比空气大,故装置Ⅳ中长导管进气,短导管出气D.装置Ⅴ中反应的离子方程式为:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O5.实验室用如下装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:(1)A中盛有浓盐酸,B中盛有MnO2,写出反应的离子方程式:。

(2)D中放入浓H2SO4的目的是。

(3)E中为红色干布条,F中为红色湿布条,可观察到的现象是,对比E和F中现象的差异可得出的结论是。

(4)G处的现象是。

(5)用化学方程式写出H处尾气吸收装置中的反应原理。

(6)家庭中常用消毒液(主要成分NaClO)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如下图。①消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是(用离子方程式表示)。

②需“密闭保存”的原因是。

(7)工业上用亚氯酸钠(NaClO2)和稀盐酸为原料制备ClO2,写出反应的化学方程式:。Cl2和ClO2都是强氧化剂,能杀死水中的病菌。等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的

倍(根据得电子的能力计算)。(8)(CN)2、(SCN)2的化学性质和Cl2很相似,化学上称它们为拟卤素,如:(SCN)2+H2OHSCN+HSCNO。它们阴离子的还原性:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。则KBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2,反应的化学方程式为。

6.(2019江苏七校联盟高一上期中)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。根据要求回答下列问题。(1)A、B、C三套装置中,应选用的装置是(选填“A”“B”或“C”)。

(2)写出制取氯气的化学方程式:

。

(3)为了防止氯气污染环境,图中溶液甲中发生的化学方程式为。

(4)由于氯气贮存运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,工业上生产漂白粉的主要化学方程式是

,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)。

7.(2019湖南衡阳八中高一上期末)纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4,某化学小组的同学设计了如下实验装置进行制备。已知:①金属锡熔点为231℃,化学活泼性与铁相似;②SnCl4的沸点为114℃;③SnCl4易与水反应。请根据上图装置回答下列问题:(1)装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为。

(2)装置Ⅱ中的试剂是,装置Ⅴ的作用是。

(3)装置Ⅵ最好选用下列装置中的(填标号)。

(4)实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的分离方法是。

(5)为了顺利完成实验,点燃酒精灯的正确操作是(填字母)。

A.先点燃Ⅰ处酒精灯,后点燃Ⅳ处酒精灯B.先点燃Ⅳ处酒精灯,后点燃Ⅰ处酒精灯C.同时点燃Ⅰ、Ⅳ两处酒精灯题组二氯离子的检验8.检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-),正确的操作是()A.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生B.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,加入盐酸,沉淀不消失C.向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生D.向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生9.自来水常用Cl2杀菌消毒,不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售,为辨真伪,可用下列哪一种试剂鉴别()A.酚酞溶液 B.FeCl3溶液C.AgNO3溶液 D.NaOH溶液10.(2019广东开平五校联盟高一上联合模拟考试)下列关于离子检验的说法中正确的是()A.向某溶液中加入澄清石灰水,溶液变浑浊,则该溶液中一定含有COB.向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定含有Cl-C.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该溶液中一定含有SOD.向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再向溶液中加几滴新制的氯水,溶液变为红色,该溶液中一定含有Fe2+(已知:含Fe3+的溶液遇到KSCN时溶液变成红色)11.有一包白色固体,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种,进行下列实验:①溶于水,得到无色溶液;②在所得溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀;③再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡生成。根据上述现象判断:(1)白色固体中一定含有的成分是,可能含有的成分是。

(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式:

。

能力提升练题组氯气的制法及其应用1.(2020浙江嘉兴一中、湖州中学高一期中联考,)ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中未反应的Cl2)。(1)仪器P的名称是。

(2)实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应,写出D中发生反应的化学方程式:。

(3)B装置中所盛的试剂是。

(4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是(填接口字母)。

2.(2020山东临沂十九中高一质量检测,)实验室常用浓盐酸与高锰酸钾发生反应快速制备氯气,化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。(1)用单线桥法表示该反应过程中的电子转移情况:。

(2)下列装置为实验室快速制备氯气的装置。装置C的作用是;装置E的作用是;装置F中的试剂是。深度解析

(3)写出F中发生反应的离子方程式。

3.(2019浙江嘉兴一中高一上期中,)某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物,进行如下实验,根据要求回答下列问题。(1)仪器X的名称是,烧瓶中反应的离子方程式为。

(2)试剂Y是,E装置中反应的离子方程式为。

(3)装置C中Cl2与Na2CO3反应,反应的化学方程式中二者化学计量数之比为1∶1,且生成的气体产物仅为Cl2O,固体产物有两种,其中之一为NaHCO3,则反应的化学方程式为

。

(4)设计实验方案验证C中生成的固体中存在HCO3-:

4.(2020重庆江口中学高三月考,)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。(1)装置Ⅰ中仪器c的名称是,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为。

(2)装置Ⅱ的作用是。

(3)实验过程中装置Ⅳ中的实验现象为。

(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在上图装置Ⅱ与Ⅲ之间添加下图中的装置(填序号)。

(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气,写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式。

答案全解全析基础过关练1.D2.D3.C4.B8.C9.C10.D1.D二氧化锰与浓盐酸在加热条件下才能反应生成氯气,A缺少加热装置,故A错误;氯气能与氢氧化钠溶液反应,所以不能用氢氧化钠溶液除氯气中的氯化氢,应该用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,故B错误;氯气能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥氯气,故C错误;氯气能与碘化钾发生反应生成I2,氯气集满时湿润的KI-淀粉试纸变蓝,故D正确。2.D确定实验室制取气体的操作顺序要注意:①连接好装置后,要先检查气密性,后装药品;②装药品的顺序是先加固体,后加液体;③对于有毒的气体,一定要进行尾气处理。3.C集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧,只能进气,不能排气,则瓶内压强增大到一定程度,可能将橡胶塞压出,A项错误;因为Cl2比空气的密度大,Cl2应从短管进,B项错误;该装置既能收集Cl2,又能进行尾气处理,C项正确;由于Cl2和NaOH反应,所以D项装置不能收集到Cl2,D项错误。4.B装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸,B项错误。5.答案(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)除去氯气中的水蒸气(3)E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性(4)棉花团变蓝(5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(6)①Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O②次氯酸钠能与空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,HClO见光易分解,使消毒液失效(7)5NaClO2+4HCl4ClO2↑+5NaCl+2H2O2.63(8)(CN)2+2KSCN2KCN+(SCN)2解析(1)浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯气,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)根据实验装置图知,浓H2SO4的作用是除去氯气中的水蒸气。(3)可观察到的现象是E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色,对比E和F中现象的差异可得出的结论是干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性。(4)生成的氯气与碘化钾溶液反应生成单质碘,淀粉遇碘变蓝,所以G处的现象是棉花团变蓝。(6)①消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O;②需“密闭保存”的原因是次氯酸钠与空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,HClO见光易分解,使消毒液失效。(7)亚氯酸钠NaClO2中氯元素化合价为+3价,NaClO2→ClO2,氯元素的化合价由+3价升高到+4价,NaClO2→NaCl,氯元素的化合价由+3价降低到-1价,NaClO2在反应中既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒,配平化学方程式为5NaClO2+4HCl5NaCl+4ClO2↑+2H2O;根据氯元素的化合价,等质量的ClO2和Cl2的得电子数之比为m67.5×5∶m71×2≈2.63,所以等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的2.63倍。(8)阴离子的还原性越弱,则其对应分子的氧化性越强,氧化性强的可以置换出氧化性弱的,故(CN)2可以置换出(SCN)2,根据Cl2+2KBr2KCl+Br2进行迁移应用,(CN)2和KSCN反应的化学方程式为(CN)2+2KSCN2KCN+(SCN)2。6.答案(1)B(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(4)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑解析(1)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气,为防止浓盐酸挥发,同时便于控制反应速率,需要用分液漏斗,不用长颈漏斗。(2)二氧化锰和浓盐酸共热,反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)氯气有毒,需要进行尾气处理,一般用氢氧化钠溶液吸收氯气。(4)漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,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、水反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸见光分解生成氧气和氯化氢。7.答案(1)Sn+2Cl2SnCl4(2)饱和食盐水冷凝和收集SnCl4(3)C(4)过滤(5)A解析(1)装置Ⅳ中氯气与Sn在加热条件下反应生成SnCl4,反应的化学方程式为Sn+2Cl2SnCl4。(2)生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气,首先利用饱和食盐水除去氯化氢,然后利用浓硫酸干燥氯气,即装置Ⅱ中的试剂是饱和食盐水;SnCl4的沸点为114℃,因此装置Ⅴ的作用是冷凝和收集SnCl4。(3)氯气有毒,需要进行尾气处理,另外SnCl4易与水反应,需要防止空气中的水蒸气进入并吸收尾气,所以装置Ⅵ中试剂最好选用碱石灰。(4)二氧化锰不溶于水,实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的分离方法是过滤。(5)根据题中信息可知:锡能与氧气反应,故应先通氯气排出装置中的空气,防止锡与空气中的氧气反应。8.CA项,不能排除CO32-、SO42-等离子的干扰;B项,若未知溶液中含有CO32-,CO32-与Ag+形成Ag2CO3白色沉淀,Ag2CO9.C自来水用Cl2杀菌消毒后会含有Cl-,加入AgNO3溶液后会产生白色沉淀,可用AgNO3溶液鉴别蒸馏水和自来水。10.DA项,溶液中还可能含有HCO3-、SO32-、HSO3-等离子中的一种或几种;B项,溶液中还可能含有SO11.答案(1)KCl和K2CO3KNO3(2)Ag++Cl-AgCl↓、2Ag++CO32-Ag2CO3↓、Ag2CO3+2H+2Ag++H2O+CO2↑解析三种物质溶于水得到无色溶液,且相互之间不反应;加入AgNO3溶液生成白色沉淀,说明固体中可能含有KCl、K2CO3或两者中的一种;滴加稀硝酸,沉淀量减少说明固体中含有K2CO3,沉淀不完全消失说明固体中含有KCl。能力提升练1.答案(1)分液漏斗(2)2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl(3)饱和食盐水(4)②d解析(1)仪器P的名称是分液漏斗;(2)亚氯酸钠与氯气反应生成ClO2和氯化钠,D中发生反应的化学方程式为2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl;(3)B装置作用是除去氯气中混有的氯化氢气体,因此盛装的试剂是饱和食盐水;(4)F为ClO2收集装置,因ClO2易溶于水且密度比空气大,故可用向上排空气法收集,因此应选用的装置是②,其中与E装置导管相连的导管口是d。2.答案(1)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O(2)除HCl收集氯气NaOH溶液(3)2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O解析(1)2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O反应中,KMnO4→MnCl2,锰元素由+7价降低到+2价,HCl→Cl2,氯元素部分由-1价升高到0价,用单线桥法表示该反应过程中的电子转移方向和数目为2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。(2)实验室用高锰酸钾与浓盐酸反应制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,因此用饱和食盐水除去氯化氢,装置D中盛有浓硫酸,吸收水蒸气,装置E的作用是收集氯气(氯气的密度大于空气),氯气有毒,可以用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液吸收尾气。(3)装置F中的试剂是NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯气,反应的离子方程式为2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O。特别提醒实验室利用2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O反应制备氯气,因为盐酸具有挥发性,所以氯气中会含有氯化氢和水蒸气;将气体先通过饱和食盐水,除去氯化氢,然后通过浓硫酸,吸收水蒸气,得到干燥纯净的氯气(以上两步除杂顺序不能颠倒),最后采用向上排空气法进行收集,多余的尾气用碱液进行吸收。3.答案(1)