高考一轮复习专题 有关卤素实验制备考查(解析版)
展开A.该装置图中至少存在三处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.如果需要得到干燥纯净的Cl2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可
D.含有2 ml HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1 ml电子
答案:A
【解析】A项,该装置的错误有:没有用酒精灯加热,MnO2不与浓盐酸发生反应,从而得不到Cl2;装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发;没有进行尾气处理;B项,Cl2的密度比空气大,该收集方法正确;C项,要得到干燥纯净的Cl2,首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气;D项,根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸浓度变稀后便不再反应,使产生的Cl2的物质的量小于0.5 ml,转移的电子物质的量小于1 ml。
2.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—b—c—d—e—f—g—h
B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g
D.a—c—b—d—e—h—i—f
答案:B
【解析】实验室制取FeCl3的实验流程为
故仪器连接顺序为a→e→d→c→b→h→i→g。
3.常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组合成S2Cl2的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验室可以用盐酸酸化高锰酸钾溶液
B.C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液
C.实验时需先点燃E处的酒精灯
D.G中可收集到纯净的产品
答案:B
【解析】高锰酸钾具有强氧化性,可氧化盐酸,A项错误;装置C的作用是除去氯气中的氯化氢,所盛试剂为饱和食盐水,B项正确;实验过程中需先用制得的氯气排出装置中的空气,防止加热时S和氧气反应,C项错误;由于S2Cl2遇水易水解,G中的S2Cl2易与H中扩散的水蒸气反应而变质,使G中收集的产品不纯,D项错误。
4.下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A.用装置甲灼烧碎海带
B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
答案: B
【解析】灼烧应在坩埚中进行,A项错误;海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液,B项正确;浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热,C项错误;Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小,应用碱液吸收,D项错误。
5.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
答案:C
【解析】A项,向苦卤中通入Cl2 时发生反应Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,故其目的是为了提取溴,正确;B项,可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质,然后向滤液中加入沉淀剂,过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质,最后重结晶可得精盐,正确;C项,工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂,错误;D项,由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小,因此利用Br2的挥发性,可先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原为HBr进行富集,正确。
6.四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是( )
A.②中应盛装饱和食盐水
B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C.反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热
D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
答案:A
【解析】已知四氯化钛极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,故A错误;TiCl4的熔、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,故B正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却,防止空气进入装置中使TiCl4变质,故C正确;因四氯化钛极易水解,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,故D正确。
7.如图所示。若关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,让一种含氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭阀门Ⅱ,打开阀门Ⅰ,再通入这种气体,布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( )
①浓硫酸 ②饱和氯化钠溶液 ③亚硫酸钠溶液
④饱和碳酸氢钠溶液
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
答案:D
【解析】Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色,可能有两个原因:一是甲瓶中溶液将Cl2干燥,二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓H2SO4吸水,Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。
8.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 ℃;Cl2的沸点为-34.6 ℃;HgO+2Cl2===HgCl2+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Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
答案:C
【解析】制取Cl2O需要干燥纯净的氯气,所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项正确;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,B项正确;⑤是收集Cl2O的装置,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,C项错误;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,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸,D项正确。
9.(双选)实验室用下列装置制备无水AlCl3(183 ℃升华,遇潮湿空气易产生大量白雾)。下列说法正确的是( )
A.该实验过程中e瓶可能产生白雾
B.b、c装置中分别盛装饱和食盐水和浓硫酸
C.实验开始时应先点燃d处酒精灯,再点燃a处酒精灯
D.实验后向烧瓶中加入足量硝酸银和浓硝酸,可确定生成的MnCl2的质量
答案:AB
【解析】d装置中产生的AlCl3受热易升华,f装置中的水蒸气挥发到e装置中,由于氯化铝遇潮湿空气易形成白雾,所以在e装置中可能产生白雾,A项正确;a装置产生的Cl2中,同时有HCl和水蒸气,所以b装置中应该装饱和食盐水,除去HCl气体,c装置中应盛装浓硫酸,除去水蒸气得干燥纯净的Cl2,B项正确;由于金属铝是活泼的金属,极易被氧化,所以首先点燃a处酒精灯产生Cl2,排尽装置中的空气,然后点燃d处酒精灯,C项错误;实验室制取氯气用浓盐酸与二氧化锰反应,随着反应的进行,盐酸的浓度下降,当浓盐酸变成稀盐酸时,反应停止,此时反应后的溶液中仍然有盐酸,所以不能通过测定反应后的溶液中Cl-的质量来确定生成的MnCl2的质量,D项错误。
10.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 ℃;Cl2的沸点为-34.6 ℃;HgO+2Cl2===HgCl2+Cl2O。
下列说法中不正确的是( )
A.装置②、③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Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
答案:C
【解析】制取Cl2O需要干燥纯净的氯气,所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项正确;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,B项正确;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,C项错误;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,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸,D项正确。
11.二氯化二硫(S2Cl2,沸点137.1 ℃)是一种黄红色液体,溶于CCl4、二硫化碳等,遇水分解为硫、二氧化硫、氯化氢,超过100 ℃开始分解,300 ℃分解完全。可用作橡胶的低温硫化剂和粘结剂。可由二硫化碳(沸点46.5 ℃)与Cl2在95~100 ℃制备,同时有CCl4 (沸点76.8 ℃)生成,实验装置如下:
下列说法正确的是( )
A.③、⑥中依次盛放浓硫酸、无水CaCl2
B.实验中需用酒精灯对④进行直接加热
C.实验过程中⑤冷凝回流的主要物质是S2Cl2
D.用减压分馏法从④中所得液体分离出S2Cl2
答案:D
【解析】二氧化锰与浓盐酸反应生成的氯气中混有氯化氢和水蒸气,在与二硫化碳反应之前需要除杂,应该先除氯化氢,再干燥,因此③中盛放浓硫酸,干燥Cl2,⑥中需要放置氢氧化钠吸收氯气,同时可以防止外界水蒸气进入装置,故A错误;烧瓶不能直接加热,需要垫上石棉网,故B错误;根据题意,反应过程中会同时生成四氯化碳(沸点76.8 ℃),因此实验过程中⑤冷凝回流的主要物质是四氯化碳,故C错误;四氯化碳的沸点较低,二氯化二硫(S2Cl2,沸点137.1 ℃)沸点较高,可以用减压分馏法从④中所得液体分离出S2Cl2,故D正确。
12.(双选)四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是( )
A.②中应盛装饱和食盐水
B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C.③中的反应中,TiO2是氧化剂,炭粉是还原剂
D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
答案:AC
【解析】已知四氯化钛极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水
蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,故A错误;TiCl4的熔、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,故B正确;因四氯化钛极易水解,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,故D正确。
13.ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B.吸收器中生成NaClO2的离子方程式:2ClO2+H2O2===2ClOeq \\al(-,2)+O2↑+2H+
C.工业上可将ClO2制成NaClO2固体,便于贮存和运输
D.通入空气的目的是驱赶出ClO2,使其被吸收器充分吸收
答案:B
【解析】冷却结晶得到的固体需过滤,洗涤固体表面吸附的离子、干燥,A项正确;反应在碱性条件下发生,正确的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-===2ClOeq \\al(-,2)+O2↑+2H2O,B项错误;通入空气可以使ClO2与溶液充分接触,D项正确。
14.PCl3是一种重要的化工原料,实验室用如图装置制取PCl3。已知PCl3的熔点是-112 ℃,沸点是75.5 ℃,极易水解,受热易被氧气氧化。
请回答下列问题:
(1)B仪器的名称是___________________________________________。
(2)实验开始前的操作依次是:①组装仪器,②________,③加药品,④_____________________________ ,
⑤最后点燃酒精灯。
(3)导管a的作用是___________________________________________________ ;
E装置的作用是______________________________________________________。
(4)F装置中的药品是________;F装置不能换成C装置,理由是 ____________________。
答案 (1)恒压分液漏斗
(2)检验装置的气密性 打开弹簧夹K通一段时间的CO2,然后关闭弹簧夹K
(3)平衡三颈烧瓶与分液漏斗上方的气压,使B仪器中的液体能够顺利滴下 冷凝并收集PCl3
(4)碱石灰 C装置只能吸收水,而F装置还可以吸收多余的氯气及少量的HCl
【解析】由于PCl3遇水会水解,所以氯气必须干燥,C装置中可盛装浓硫酸干燥氯气。利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止PCl3被氧化。根据PCl3的沸点数据,利用E装置收集PCl3。因尾气中含有有毒气体氯气且空气中的水蒸气可能进入装置,所以用F装置中的碱石灰可吸收多余的氯气及少量的HCl,同时防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应。
15.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
图1 图2
(1)仪器D的名称是________。安装F中导管时,应选用图2中的________。
(2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl===2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是___________________。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为____________。在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是__________________。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是________,原因是________________。
图3
答案:(1)锥形瓶 b (2)慢 (3)吸收Cl2
(4)4H++5ClOeq \\al(-,2)===Cl-+4ClO2+2H2O 验证是否有ClO2生成
(5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度
【解析】(1)装置F为洗气装置,应长进短出,选b。(2)滴加稀盐酸较慢时,产生的ClO2较慢,有足够的时间被稳定剂充分吸收。(3)NaClO3和稀盐酸反应产生的气体有ClO2和Cl2,ClO2在D中被吸收,而F中淀粉KI溶液的颜色又不变,则C的作用必为吸收Cl2。(4)由题干可知ClO2和Cl2氧化性相近,则ClO2可氧化I-,使淀粉KI溶液变蓝,故装置F的作用是验证是否有ClO2生成。
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