课时14-氯气的实验室制法-氯离子的检验(人教2019必修第一册)(解析版)

课时14氯气的实验室制法氯离子的检验1．如图是实验室制备氯气的发生装置，其中装置名称不正确的是()A．长颈漏斗 B．铁架台 C．圆底烧瓶 D．酒精灯【答案】A【解析】浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气，浓盐酸通过分液漏斗滴加，图中为分液漏斗而不是长颈漏斗，A错误；故选A。2．实验室制取氯气时，下列实验能达到相应目的的是()A．图甲生成Cl2B．图乙净化Cl2C．图丙收集Cl2 D．图丁吸收Cl2尾气【答案】D【解析】A项，实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时需要在加热条件下进行，图中缺少加热装置，故A错误；B项，碱石灰能吸收氯气，不能用碱石灰净化氯气，故B错误；C项，氯气的密度比空气大，应用向上排空气法收集，导管应长进短出，故C错误；D项，氯气能与碱反应，可用浓碱溶液吸收多余的氯气，故D正确；故选D。3．实验室制取Cl2时，能用于干燥Cl2的试剂是()A．碱石灰 B．浓硫酸 C．固体烧碱 D．生石灰【答案】B【解析】A项，碱石灰和氯气反应，不能干燥氯气，A错误；B项，浓硫酸和氯气不反应且可以吸收水蒸气，B正确；C项，固体烧碱是氢氧化钠，可以和氯气反应，不能干燥氯气，C错误；D项，生石灰主要含有氧化钙，可以和氯气反应不能干燥氯气，D错误；故选B。4．某实验的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是()A．饱和的石灰水B．饱和的食盐水C．自来水 D．烧碱溶液【答案】D【解析】虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用自来水吸收效果不好，C项错误。5．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是()A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验C．可用饱和食盐水吸收尾气D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满【答案】D【解析】盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确。6．检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是()A．防止COeq\o\al(2－,3)的干扰B．防止Cl－的干扰C．生成Ag2CO3沉淀D．防止NOeq\o\al(－,3)的干扰【答案】A【解析】检验Cl－加入的AgNO3溶液，能与COeq\o\al(2－,3)结合生成Ag2CO3白色沉淀，干扰Cl－的检验。7．现有久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液，可加入一种试剂就能区别它们，则这种试剂是()A．硝酸银溶液B．酚酞溶液C．紫色石蕊溶液D．饱和食盐水【答案】C【解析】A项，四种物质与硝酸银均生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，错误；B项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠遇酚酞均为无色，不能鉴别，错误；C项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液分别与紫色石蕊混合的现象为：变红、先变红后褪色、无现象、蓝色，现象不同，可鉴别，正确；D项，四种物质与食盐水均不反应，现象相同，不能鉴别，错误。8．自来水是用Cl2杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别()A．金属钠 B．FeCl3溶液 C．AgNO3溶液 D．NaOH溶液【答案】C【解析】自来水中的Cl-、Cl2、HClO都是微量的，要鉴别，就必须有明显的现象，D选项虽有反应但无明显现象，A选项Na与水反应具有同样现象，而Ag+与Cl-的反应灵敏，可看到浑浊现象。故选C。9．向稀硝酸酸化的某溶液中滴加AgNO3溶液后，有白色沉淀生成，则该溶液一定含有()A．Na+ B．Cl-C．Al3+ D．CO32-【答案】B【解析】由操作和现象可知白色沉淀为AgCl，则溶液中含氯离子。10．实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2。下列说法正确的是()A．MnO2是反应的氧化剂，盐酸是还原剂B．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替C．用饱和碳酸氢钠溶液可除去Cl2中混有的HClD．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性【答案】A【解析】发生MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，Mn元素的化合价降低、Cl元素的化合价升高，则MnO2是反应的氧化剂，盐酸是还原剂，A正确；若用长颈漏斗代替，氯气易从长颈漏斗逸出，且无法控制浓盐酸的用量，盛浓盐酸的分液漏斗不能用长颈漏斗代替，B错误；氯气与碳酸氢钠溶液反应，应选饱和食盐水除去，C错误；氯气与水反应生成HClO具有漂白性，能使湿润的有色布条褪色，氯气不具有漂白性，D错误。11．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含292gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用174gMnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的质量()A．方法①比方法②多B．方法②比方法①多C．两种方法一样多 D．无法比较【答案】B【解析】浓盐酸与MnO2反应的方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，①用含292gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；实际消耗不足292gHCl，因为随着消耗，盐酸浓度变小，反应停止了，故产生氯气不足142g，②用174gMnO2与足量浓盐酸反应，174gMnO2可产生142g氯气，则B说法正确，A、C和D说法错误；故选B。12．下列实验室制取氯气的有关装置正确的是()【答案】C【解析】稀盐酸和二氧化锰不反应，A错误；氯气通入氢氧化钠溶液能被吸收，不能收集到氯气，B错误；氯气密度比空气大，用向上排空气法收集气体，装置导管短进长出符合收集原理，C正确；氯气应用氢氧化钠溶液吸收，氢氧化钙溶解度小，澄清石灰水吸收氯气少，D错误。13．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。若反应过程中消耗了0.2molHCl，理论上可收集到的氯气的质量()A．等于3.55g B．小于3.55gC．大于3.55g D．约等于7.1g【答案】A【解析】理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则4HCl(浓)＋MnO2eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O4mol71g0．2molxx＝3.55g。14．检验某一溶液中是否含有氯离子，可选用的试剂是()A．硝酸银溶液B．稀盐酸酸化的硝酸银溶液C．稀硝酸酸化的硝酸银溶液D．稀硫酸酸化的硝酸银溶液【答案】C【解析】能与硝酸银溶液反应生成的白色沉淀不一定是氯化银，如碳酸银也是白色沉淀，但碳酸银能溶于稀硝酸，所以检验氯离子选用的试剂是硝酸酸化的硝酸银溶液，可以排除碳酸根离子的干扰；故选C。15．如图所示：若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的氯气经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，再通入这种气体，布条褪色。甲瓶中所盛的试剂不可能是()A．浓H2SO4 B．浓NaOH溶液 C．饱和NaCl溶液 D．石灰乳【答案】C【解析】出现题述现象可能有两种情况：一是潮湿的氯气在甲瓶中被干燥，二是氯气被甲瓶中的溶液吸收，选项中浓硫酸可干燥氯气，浓NaOH和石灰乳可吸收氯气，故不选A、B、D，饱和NaCl溶液既不能干燥潮湿的氯气，也不能吸收氯气，故C符合题意；故选C。16．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，盐酸就可全部消耗B．II图中：如果倒置的试管充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，试管内最后剩余气体为氧气C．III图中：生成蓝色的烟D．IV图中：a、b中的有色布条褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性，结果有Cl2生成【答案】B【解析】A项，I图为实验室制取氯气的装置，稀盐酸和MnO2不反应，所以MnO2过量，盐酸也不能全部消耗，故A错误；B项，氯气和水反应的方程式为：Cl2+H2OHCl+HClO，HClO见光易分解，反应的方为程式为：2HClO2HCl+O2，所以如果倒置的试管充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，试管内最后剩余气体为氧气，故B正确；C项，铜在氯气中燃烧，会生成棕黄色的烟，故C错误；D项，氯气不能使干燥的有色布条褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性，发生复分解反应，不会Cl2生成，故D错误；故选B。17．实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理，不能达到实验目的的是()A．用装置甲制取Cl2B．用装置丙收集Cl2C．用装置丁吸收尾气中的Cl2D．用装置乙除去Cl2中的少量HCl【答案】A【解析】A项，二氧化锰氧化浓盐酸需要加热，装置甲不能制取Cl2，A错误；B项，氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，则可以用装置丙收集Cl2，B正确；C项，氯气有毒，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，因此可用装置丁吸收尾气中的Cl2，C正确；D项，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，可用装置乙除去Cl2中的少量HCl，D正确；故选A。18．某兴趣小组利用下列装置，进行与氯气相关的实验。(1)装置④中NaOH溶液的作用是___________。(2)实验结束后，取装置③中的溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到FeCl3·6H2O晶体。在蒸发浓缩操作中，不需要的仪器是___________。A．蒸发皿B．漏斗C．玻璃棒D．酒精灯(3)装置②中出现白色沉淀，据此现象能否推测装置①中生成Cl2___________________，请说明理由_______________________________________。【答案】(1)吸收氯气(2)B(3)否浓盐酸挥发出的氯化氢也能与硝酸银反应，也能出现白色沉淀【解析】(1)装置④中NaOH溶液的作用是吸收有毒的氯气，防止污染环境；(2)在蒸发浓缩操作中，需要用到的仪器有蒸发皿、三脚架、玻璃棒、酒精灯，不需要漏斗，故答案为：B；(3)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸与硝酸银反应，生成氯化银白色沉淀，由于盐酸具有挥发性，氯气中混有的挥发出的氯化氢也能与硝酸银反应，生成氯化银白色沉淀，因此不能依据装置②中出现白色沉淀推测装置①中生成Cl2。1．下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是()【答案】B【解析】A项，该反应制取氯气需要加热，图中缺酒精灯，A不合理；B项，浓硫酸干燥氯气，干燥的红色布条不褪色可说明干燥的氯气没有漂白性，B合理；C项，氯气密度大于空气，要用向上排空气法收集氯气，C不合理；D项，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，不能用饱和食盐水吸收尾气，应换成氢氧化钠溶液，D不合理；故选B。2．已知KMO4与浓盐酸在常温下能反应产生。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是()A．①处和②处 B．只有②处 C．只有②处和③处 D．②处、③处和④处【答案】D【解析】①KMO4与浓盐酸在常温下反应产生，①正确；②浓盐酸易挥发，生成的氯气中混有H和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去H，会与NaOH溶液反应，故不能选择氢氧化钠溶液，②错误；③用浓硫酸干燥氯气，导管应长进短出，③错误；④氯气与金属在试管中反应，若用单孔塞，容易造成试管内压强过大，且导管应伸到试管底部，④错误。故选D。3．含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用下图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是()A．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗B．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成D．装置c的作用是吸收尾气【答案】B【解析】最左侧为MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2的装置，发生的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，装置a为除去挥发的HCl，装置b为Cl2与NaOH发生反应生成NaClO，装置c为尾气吸收装置。A项，根据仪器结构可知，盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗，A正确；B项，装置a为除去挥发的HCl，其中的试剂为饱和NaCl溶液，B错误；C项，装置b中，冰水浴可降低NaClO的溶解度，有利于NaClO的生成，C正确；D项，Cl2有毒，不能直接排放至空气中，因此装置c为尾气吸收装置，D正确；故选B。4．含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)c-d-b-a-e(3)HClO向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取Cl2，化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；(2)根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c-d-b-a-e；(3)久置后不能使品红溶液褪色，说明HClO已分解；检验Cl-的方法为向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-。5．某兴趣小组模拟工业制漂白粉，设计了如图所示的实验装置。已知：①氯气和碱反应放出热量；②温度高时，6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。请回答下列问题：(1)圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为___________；装置乙中饱和食盐水的作用是___________。(2)漂白粉在空气中失效的原因是___________、___________(用化学方程式表示)。(3)该小组制得的漂白粉中CaCl2的量远大于Ca(ClO)2的量，其主要原因是___________；为提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是___________(任写一种即可)。【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O吸收Cl2中的HCl气体(2)Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO2HClO2HCl+O2↑(3)氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O将丙装置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯气产生速率【解析】(1)圆底烧瓶内二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水，发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；甲装置制取的氯气含有氯化氢杂质，装置乙中饱和食盐水的作用是吸收Cl2中的HCl气体；(2)漂白粉在空气中和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸不稳定，分解为盐酸和氧气，漂白粉失效的原因是Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑；(3)氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O，所以制得的漂白粉中CaCl2的量远大于Ca(ClO)2的量；为提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是将丙装置浸在盛有冷水的水槽中。6．“消毒液(主要成分为NaClO)”是生活中常用的含氯消毒剂，在防控新冠疫情过程中发挥了重要作用，它可与硫酸溶液反应制取氯气，反应原理为：NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O。某高一化学兴趣小组利用此原理设计了如图的实验装置制氯气并探究氯气的性质：(1)连接好装置，装药品之前，必须进行的一项操作是_____________________，请写出工业制“84消毒液”的离子反应方程式：___________________________。(2)从以下①、②、③装置中为本实验选择合适的制氯气装置(A处)____(填序号)。(3)装置B、C中放的依次是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中有同学发现装置B中的布条也褪色，如果要观察到装置B中的布条不褪色，请提出合理的改进方法：_________________________________。(4)D装置这样设计的目的是防倒吸，除了防倒吸之外还有的作用是_________。(5)工业生产中常用NH3检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏，可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体)，同时会生成一种空气中含量最多的物质，试写出该反应的化学方程式：_________________________________。(6)某同学做实验时不慎划伤了手指，下列常用的消毒剂中可以用于伤口消毒的是：_____________________。A．“84”消毒液 B．高锰酸钾溶液 C．碘酒 D．酒精【答案】(1)检查装置的气密性Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-(2)②(3)在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(4)吸收氯气(5)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(6)CD【解析】根据该实验制氯气并探究氯气的性质的目的，A框应是氯气制取的装置图，生成的氯气分别通过B装有干燥有色布条、C装有湿润有色布条可探究湿润氯气的漂白性，多余的氯气在D中用氢氧化钠溶液吸收，以防污染环境。(1)该实验制取氯气，连接好装置，装药品之前，必须检查装置的气密性；工业制“84消毒液”是用氯气与氢氧化钠溶液反应，离子反应方程式：Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-；(2)氯气的实验室制法是用浓盐酸与二氧化锰固体一起加热，故应选择装置②；(3)B中干燥的布条也褪色，是因为从A中制取的氯气带有水分，是湿润的氯气，如果要观察到装置B中的布条不褪色，应在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶，使通入B的是干燥氯气；(4)D装置这样设计的目的是防倒吸，除了防倒吸之外还有的作用是吸收氯气，以防有毒的氯气污染环境；(5)工业生产中常用NH3检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏，可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体)，同时会生成一种空气中含量最多的物质，即氮气，反应的化学方程式：8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl；(6)某同学做实验时不慎划伤了手指，碘酒和酒精常用于伤口消毒，“84”消毒液用于环境消毒，高锰酸钾溶液可用于无伤口的消毒，故选择CD。7．Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取反应装置如图所示(夹持装置已略)。已知：Cl2O熔点为-116℃，沸点为3.8℃，浓度过高或加热时易发生分解并爆炸。Cl2沸点为-34.6℃，液氨沸点为-33.5℃。(1)实验室可利用MnO2和浓盐酸制备氯气，下列哪组物质也可用于实验室制备氯气_____________。A．KClO3固体和浓盐酸B．KMnO4固体和浓盐酸C．NaCl固体和浓硫酸(2)检查虚框中装置气密性的方法为：用止水夹夹住装置A两端的橡胶管，打开分液漏斗旋塞加水，若____________________________________，则装置的气密性良好。(3)下列有关该实验的说法中，不正确的是_____________。A．实验过程中，若MnO2过量，浓盐酸能被完全反应B．B中试剂是浓硫酸，目的是干燥氯气C．氮气的作用之一是稀释生成的Cl2O，减少实验爆炸危险D．从装置D中逸出气体的主要成分是Cl2O(4)①装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，生成NaHCO3、气体Cl2O和另一种盐X，试写出该反应化学方程式_______________________________________。②液氨的作用是_______________________________________。(5)该实验装置存在一处明显的不足，其改进措施为_____________________。【答案】(1)AB(2)一段时间后，水不能顺利流下(3)ABD(4)2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHC