高中化學必修第一冊習題第二章 海水中的重要元素-鈉和氯第2課時　氯氣的實驗室制法及氯離子的檢驗

第2課時氯氣的實驗室制法及氯離子的檢驗基礎(chǔ)過關(guān)練題組一氯氣的實驗室制法1.(2020江蘇如皋中學高一期末)下列氯氣的制取、凈化、收集并驗證其某些性質(zhì)的裝置和原理能達到實驗?zāi)康牡氖?)2.在制氯氣時有如下操作,操作順序正確的是()①連接好裝置,檢查氣密性②緩緩加熱,加快反應(yīng),使氣體均勻逸出③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末④從盛有濃鹽酸的分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收⑥用向上排空氣法收集氯氣A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤3.在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2。下列收集Cl2的裝置正確的是()4.(2020山東青島高一期中)實驗室利用下圖所示的裝置制備干燥、純凈的氯氣。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.本實驗操作順序為:檢驗裝置氣密性→添加固體藥品→添加液體藥品→加熱B.裝置Ⅱ、Ⅲ中的試劑依次為濃硫酸、飽和NaCl溶液C.氯氣密度比空氣大,故裝置Ⅳ中長導管進氣,短導管出氣D.裝置Ⅴ中反應(yīng)的離子方程式為:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O5.實驗室用如下裝置制取氯氣,并用氯氣進行實驗?；卮鹣铝袉栴}:(1)A中盛有濃鹽酸,B中盛有MnO2,寫出反應(yīng)的離子方程式:。

(2)D中放入濃H2SO4的目的是。

(3)E中為紅色干布條,F中為紅色濕布條,可觀察到的現(xiàn)象是,對比E和F中現(xiàn)象的差異可得出的結(jié)論是。

(4)G處的現(xiàn)象是。

(5)用化學方程式寫出H處尾氣吸收裝置中的反應(yīng)原理。

(6)家庭中常用消毒液(主要成分NaClO)與潔廁靈(主要成分鹽酸)清潔衛(wèi)生。某品牌消毒液包裝上說明如下圖。①消毒液與潔廁靈不能同時使用,原因是(用離子方程式表示)。

②需“密閉保存”的原因是。

(7)工業(yè)上用亞氯酸鈉(NaClO2)和稀鹽酸為原料制備ClO2,寫出反應(yīng)的化學方程式:。Cl2和ClO2都是強氧化劑,能殺死水中的病菌。等質(zhì)量的ClO2的氧化能力是Cl2的

倍(根據(jù)得電子的能力計算)。(8)(CN)2、(SCN)2的化學性質(zhì)和Cl2很相似,化學上稱它們?yōu)閿M鹵素,如:(SCN)2+H2OHSCN+HSCNO。它們陰離子的還原性:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。則KBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2,反應(yīng)的化學方程式為。

6.(2019江蘇七校聯(lián)盟高一上期中)實驗室常用二氧化錳和濃鹽酸共熱的方法制取氯氣。根據(jù)要求回答下列問題。(1)A、B、C三套裝置中,應(yīng)選用的裝置是(選填“A”“B”或“C”)。

(2)寫出制取氯氣的化學方程式:

。

(3)為了防止氯氣污染環(huán)境,圖中溶液甲中發(fā)生的化學方程式為。

(4)由于氯氣貯存運輸不方便,工業(yè)上常將氯氣轉(zhuǎn)化為漂白粉,工業(yè)上生產(chǎn)漂白粉的主要化學方程式是

,在空氣中漂白粉長期存放會變質(zhì)而失效的原理是(用化學方程式說明)。

7.(2019湖南衡陽八中高一上期末)純凈干燥的氯氣與熔融金屬錫反應(yīng)可制備SnCl4,某化學小組的同學設(shè)計了如下實驗裝置進行制備。已知:①金屬錫熔點為231℃,化學活潑性與鐵相似;②SnCl4的沸點為114℃;③SnCl4易與水反應(yīng)。請根據(jù)上圖裝置回答下列問題:(1)裝置Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為。

(2)裝置Ⅱ中的試劑是,裝置Ⅴ的作用是。

(3)裝置Ⅵ最好選用下列裝置中的(填標號)。

(4)實驗結(jié)束后,欲回收利用裝置Ⅰ中未反應(yīng)完的MnO2,需要的分離方法是。

(5)為了順利完成實驗,點燃酒精燈的正確操作是(填字母)。

A.先點燃Ⅰ處酒精燈,后點燃Ⅳ處酒精燈B.先點燃Ⅳ處酒精燈,后點燃Ⅰ處酒精燈C.同時點燃Ⅰ、Ⅳ兩處酒精燈題組二氯離子的檢驗8.檢驗?zāi)澄粗芤褐惺欠窈新入x子(Cl-),正確的操作是()A.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產(chǎn)生B.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,加入鹽酸,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,有白色沉淀產(chǎn)生D.向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀產(chǎn)生9.自來水常用Cl2殺菌消毒,不法商販用自來水冒充蒸餾水出售,為辨真?zhèn)?可用下列哪一種試劑鑒別()A.酚酞溶液 B.FeCl3溶液C.AgNO3溶液 D.NaOH溶液10.(2019廣東開平五校聯(lián)盟高一上聯(lián)合模擬考試)下列關(guān)于離子檢驗的說法中正確的是()A.向某溶液中加入澄清石灰水,溶液變渾濁,則該溶液中一定含有COB.向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,該溶液中一定含有Cl-C.向某溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,該溶液中一定含有SOD.向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不顯紅色,再向溶液中加幾滴新制的氯水,溶液變?yōu)榧t色,該溶液中一定含有Fe2+(已知:含F(xiàn)e3+的溶液遇到KSCN時溶液變成紅色)11.有一包白色固體,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一種或幾種,進行下列實驗:①溶于水,得到無色溶液;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,沉淀量減少但不完全消失,同時有氣泡生成。根據(jù)上述現(xiàn)象判斷:(1)白色固體中一定含有的成分是,可能含有的成分是。

(2)請寫出上述實驗中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:

。

能力提升練題組氯氣的制法及其應(yīng)用1.(2020浙江嘉興一中、湖州中學高一期中聯(lián)考,)ClO2作為一種廣譜型的消毒劑,將逐漸取代Cl2成為自來水的消毒劑。已知ClO2是一種易溶于水而難溶于有機溶劑的氣體,如圖是實驗室用于制備和收集一定量較純凈的ClO2的裝置(某些夾持裝置和墊持用品省略)。其中E中盛有CCl4液體(用于除去ClO2中未反應(yīng)的Cl2)。(1)儀器P的名稱是。

(2)實驗室制備ClO2的原理是用亞氯酸鈉固體與氯氣反應(yīng),寫出D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:。

(3)B裝置中所盛的試劑是。

(4)F為ClO2收集裝置,應(yīng)選用的裝置是(填序號),其中與E裝置導管相連的導管口是(填接口字母)。

2.(2020山東臨沂十九中高一質(zhì)量檢測,)實驗室常用濃鹽酸與高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)快速制備氯氣,化學方程式為2KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。(1)用單線橋法表示該反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移情況:。

(2)下列裝置為實驗室快速制備氯氣的裝置。裝置C的作用是;裝置E的作用是;裝置F中的試劑是。深度解析

(3)寫出F中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

3.(2019浙江嘉興一中高一上期中,)某學習小組探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)的產(chǎn)物,進行如下實驗,根據(jù)要求回答下列問題。(1)儀器X的名稱是,燒瓶中反應(yīng)的離子方程式為。

(2)試劑Y是,E裝置中反應(yīng)的離子方程式為。

(3)裝置C中Cl2與Na2CO3反應(yīng),反應(yīng)的化學方程式中二者化學計量數(shù)之比為1∶1,且生成的氣體產(chǎn)物僅為Cl2O,固體產(chǎn)物有兩種,其中之一為NaHCO3,則反應(yīng)的化學方程式為

。

(4)設(shè)計實驗方案驗證C中生成的固體中存在HCO3-:

4.(2020重慶江口中學高三月考,)某?；瘜W興趣小組為研究Cl2的性質(zhì),設(shè)計如圖所示裝置進行實驗。裝置Ⅲ中夾持裝置已略去,其中a為干燥的品紅試紙,b為濕潤的品紅試紙。(1)裝置Ⅰ中儀器c的名稱是,實驗室以二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣的離子方程式為。

(2)裝置Ⅱ的作用是。

(3)實驗過程中裝置Ⅳ中的實驗現(xiàn)象為。

(4)實驗結(jié)束后,該組同學在裝置Ⅲ中觀察到b的紅色褪去,但是并未觀察到“a無明顯變化”這一預期現(xiàn)象。為了達到這一實驗?zāi)康?你認為還需在上圖裝置Ⅱ與Ⅲ之間添加下圖中的裝置(填序號)。

(5)裝置Ⅴ的目的是防止尾氣污染空氣,寫出裝置Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.D2.D3.C4.B8.C9.C10.D1.D二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下才能反應(yīng)生成氯氣,A缺少加熱裝置,故A錯誤;氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),所以不能用氫氧化鈉溶液除氯氣中的氯化氫,應(yīng)該用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫,故B錯誤;氯氣能與堿石灰反應(yīng),不能用堿石灰干燥氯氣,故C錯誤;氯氣能與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)生成I2,氯氣集滿時濕潤的KI-淀粉試紙變藍,故D正確。2.D確定實驗室制取氣體的操作順序要注意:①連接好裝置后,要先檢查氣密性,后裝藥品;②裝藥品的順序是先加固體,后加液體;③對于有毒的氣體,一定要進行尾氣處理。3.C集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊,只能進氣,不能排氣,則瓶內(nèi)壓強增大到一定程度,可能將橡膠塞壓出,A項錯誤;因為Cl2比空氣的密度大,Cl2應(yīng)從短管進,B項錯誤;該裝置既能收集Cl2,又能進行尾氣處理,C項正確;由于Cl2和NaOH反應(yīng),所以D項裝置不能收集到Cl2,D項錯誤。4.B裝置Ⅱ、Ⅲ中的試劑依次為飽和NaCl溶液、濃硫酸,B項錯誤。5.答案(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)除去氯氣中的水蒸氣(3)E中紅色布條不褪色,F中紅色布條褪色干燥的氯氣沒有漂白性,氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸有漂白性(4)棉花團變藍(5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(6)①Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O②次氯酸鈉能與空氣中的二氧化碳和水反應(yīng)生成HClO,HClO見光易分解,使消毒液失效(7)5NaClO2+4HCl4ClO2↑+5NaCl+2H2O2.63(8)(CN)2+2KSCN2KCN+(SCN)2解析(1)濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯氣,離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)根據(jù)實驗裝置圖知,濃H2SO4的作用是除去氯氣中的水蒸氣。(3)可觀察到的現(xiàn)象是E中紅色布條不褪色,F中紅色布條褪色,對比E和F中現(xiàn)象的差異可得出的結(jié)論是干燥的氯氣沒有漂白性,氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸有漂白性。(4)生成的氯氣與碘化鉀溶液反應(yīng)生成單質(zhì)碘,淀粉遇碘變藍,所以G處的現(xiàn)象是棉花團變藍。(6)①消毒液與潔廁靈不能同時使用,原因是Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O;②需“密閉保存”的原因是次氯酸鈉與空氣中的二氧化碳和水反應(yīng)生成HClO,HClO見光易分解,使消毒液失效。(7)亞氯酸鈉NaClO2中氯元素化合價為+3價,NaClO2→ClO2,氯元素的化合價由+3價升高到+4價,NaClO2→NaCl,氯元素的化合價由+3價降低到-1價,NaClO2在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑,根據(jù)得失電子守恒,配平化學方程式為5NaClO2+4HCl5NaCl+4ClO2↑+2H2O;根據(jù)氯元素的化合價,等質(zhì)量的ClO2和Cl2的得電子數(shù)之比為m67.5×5∶m71×2≈2.63,所以等質(zhì)量的ClO2的氧化能力是Cl2的2.63倍。(8)陰離子的還原性越弱,則其對應(yīng)分子的氧化性越強,氧化性強的可以置換出氧化性弱的,故(CN)2可以置換出(SCN)2,根據(jù)Cl2+2KBr2KCl+Br2進行遷移應(yīng)用,(CN)2和KSCN反應(yīng)的化學方程式為(CN)2+2KSCN2KCN+(SCN)2。6.答案(1)B(2)MnO2+4HCl(濃)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)實驗室常用二氧化錳和濃鹽酸共熱的方法制取氯氣,為防止?jié)恹}酸揮發(fā),同時便于控制反應(yīng)速率,需要用分液漏斗,不用長頸漏斗。(2)二氧化錳和濃鹽酸共熱,反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)氯氣有毒,需要進行尾氣處理,一般用氫氧化鈉溶液吸收氯氣。(4)漂白粉的主要成分為氯化鈣和次氯酸鈣,有效成分為次氯酸鈣,漂白粉長期暴露在空氣中會逐漸失效,是因為次氯酸鈣和空氣中的二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸鈣和次氯酸,次氯酸見光分解生成氧氣和氯化氫。7.答案(1)Sn+2Cl2SnCl4(2)飽和食鹽水冷凝和收集SnCl4(3)C(4)過濾(5)A解析(1)裝置Ⅳ中氯氣與Sn在加熱條件下反應(yīng)生成SnCl4,反應(yīng)的化學方程式為Sn+2Cl2SnCl4。(2)生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣,首先利用飽和食鹽水除去氯化氫,然后利用濃硫酸干燥氯氣,即裝置Ⅱ中的試劑是飽和食鹽水;SnCl4的沸點為114℃,因此裝置Ⅴ的作用是冷凝和收集SnCl4。(3)氯氣有毒,需要進行尾氣處理,另外SnCl4易與水反應(yīng),需要防止空氣中的水蒸氣進入并吸收尾氣,所以裝置Ⅵ中試劑最好選用堿石灰。(4)二氧化錳不溶于水,實驗結(jié)束后,欲回收利用裝置Ⅰ中未反應(yīng)完的MnO2,需要的分離方法是過濾。(5)根據(jù)題中信息可知:錫能與氧氣反應(yīng),故應(yīng)先通氯氣排出裝置中的空氣,防止錫與空氣中的氧氣反應(yīng)。8.CA項,不能排除CO32-、SO42-等離子的干擾;B項,若未知溶液中含有CO32-,CO32-與Ag+形成Ag2CO3白色沉淀,Ag2CO9.C自來水用Cl2殺菌消毒后會含有Cl-,加入AgNO3溶液后會產(chǎn)生白色沉淀,可用AgNO3溶液鑒別蒸餾水和自來水。10.DA項,溶液中還可能含有HCO3-、SO32-、HSO3-等離子中的一種或幾種;B項,溶液中還可能含有SO11.答案(1)KCl和K2CO3KNO3(2)Ag++Cl-AgCl↓、2Ag++CO32-Ag2CO3↓、Ag2CO3+2H+2Ag++H2O+CO2↑解析三種物質(zhì)溶于水得到無色溶液,且相互之間不反應(yīng);加入AgNO3溶液生成白色沉淀,說明固體中可能含有KCl、K2CO3或兩者中的一種;滴加稀硝酸,沉淀量減少說明固體中含有K2CO3,沉淀不完全消失說明固體中含有KCl。能力提升練1.答案(1)分液漏斗(2)2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl(3)飽和食鹽水(4)②d解析(1)儀器P的名稱是分液漏斗;(2)亞氯酸鈉與氯氣反應(yīng)生成ClO2和氯化鈉,D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl;(3)B裝置作用是除去氯氣中混有的氯化氫氣體,因此盛裝的試劑是飽和食鹽水;(4)F為ClO2收集裝置,因ClO2易溶于水且密度比空氣大,故可用向上排空氣法收集,因此應(yīng)選用的裝置是②,其中與E裝置導管相連的導管口是d。2.答案(1)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O(2)除HCl收集氯氣NaOH溶液(3)2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O解析(1)2KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O反應(yīng)中,KMnO4→MnCl2,錳元素由+7價降低到+2價,HCl→Cl2,氯元素部分由-1價升高到0價,用單線橋法表示該反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。(2)實驗室用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣,因此用飽和食鹽水除去氯化氫,裝置D中盛有濃硫酸,吸收水蒸氣,裝置E的作用是收集氯氣(氯氣的密度大于空氣),氯氣有毒,可以用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液吸收尾氣。(3)裝置F中的試劑是NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯氣,反應(yīng)的離子方程式為2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O。特別提醒實驗室利用2KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O反應(yīng)制備氯氣,因為鹽酸具有揮發(fā)性,所以氯氣中會含有氯化氫和水蒸氣;將氣體先通過飽和食鹽水,除去氯化氫,然后通過濃硫酸,吸收水蒸氣,得到干燥純凈的氯氣(以上兩步除雜順序不能顛倒),最后采用向上排空氣法進行收集,多余的尾氣用堿液進行吸收。3.答案(1)