高中化学人教版 (新课标)必修1第四章 非金属及其化合物第二节 富集在海水中的元素--氯第2课时课后作业题

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.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(　　)

A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗

B.①中缺少加热装置

C.②中盛放的是NaOH溶液,可以净化氯气

D.④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气

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.③④②①⑥⑤

C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤

3.(2020河北遵化高一上期中)某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是(　　)

A.Ⅰ图:若MnO2过量,则浓盐酸可全部消耗完

B.Ⅱ图:证明新制氯水具有酸性和漂白性

C.Ⅲ图:产生了棕黄色的雾

D.Ⅳ图:有色布条均褪色

4.(2020河南南阳一中高一上月考)图为实验室制取纯净、干燥的氯气,并验证氯气性质的装置。其中E瓶放有干燥红色布条;F中为红色的铜网,其右端出气管口放有脱脂棉。

(1)装置C中盛装的溶液是　　　　　　,D中试剂的作用是　　　　　　　　　　　。 

(2)E中的红色布条是否褪色?　　　　,写出F中反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　,其反应现象为　　　　　　　　　　　　　。 

(3)新制氯水呈黄绿色说明其中含有　　　　　　(填化学式),滴入紫色石蕊溶液可观察到的现象是　　　　　　　　　,说明其中含有　　　　　　(填化学式)。 

(4)H中的试剂为　　　　　　,用来吸收多余氯气。工业上常用廉价的石灰乳吸收氯气制得漂白粉,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　氯离子的检验

5.氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢,为防止事故发生,使用前要检验氯仿是否变质,应选用的检验试剂是(　　)

A.水                    B.AgNO3溶液

C.NaOH溶液 D.KI溶液

6.下列检验Cl-的方法正确的是(　　)

A.向某溶液中滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl-

B.向某溶液中先滴加盐酸,再滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明原溶液中有Cl-

C.向某溶液中先滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,再滴加盐酸,沉淀不消失,说明原溶液中有Cl-

D.向某溶液中滴加用硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明原溶液中有Cl-

7.(2020河北遵化高一上期中)下列说法中正确的是(　　)

A.Cl-和Cl2都有毒

B.含Cl-的溶液和氯水一样均呈黄绿色

C.将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或将氯气通入AgNO3溶液中均会出现白色沉淀

D.氯水长时间放置会变质,是因为氯气几乎完全挥发,剩下的就是水

能力提升练

1.(2020山东师大附中高一上月考,★★☆)下列叙述正确的是(　　)

A.氯气的性质很活泼,它与铁单质反应时只生成氯化铁

B.实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气一般用氢氧化钙溶液吸收

C.新制氯水的漂白性比久置氯水要弱

D.检验HCl气体中是否混有Cl2的方法是将气体通入硝酸银溶液

2.(★★☆)将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L-1的盐酸混合后缓缓加热,向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液,则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)(　　)

A.等于0.3 mol          B.小于0.3 mol

C.在0.3~0.6 mol之间 D.以上结论均不正确

3.(★★☆)用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),合理的是(　　)

4.(★★☆)利用下列装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法正确的是(　　)

A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和稀盐酸

B.装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水

C.装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁

D.装置F的目的是检验有无氯气逸出

5.(2020河南省实验中学高一上期中,★★☆)实验室经常用KMnO4与过量浓盐酸反应制备氯气,化学方程式如下:

2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

(1)用单线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目。

(2)将此反应改写为离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)用下面的装置制取氯气并来验证氯气的某些性质。

用离子方程式解释C中有色布条褪色的原因:　　　　　　　　　　　　,将B、C的顺序颠倒,可否达到原来的实验目的:　　　　(填“可以”或“不可以”);D是用来检验氯气性质的实验,可观察到溶液由无色变为蓝色(I2单质遇淀粉变蓝色),请比较Cl2、I2、KMnO4的氧化性,由强到弱为　　　　　　　　。 

6.(2020辽宁省实验中学高一上期中,★★☆)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。已知:装置A是氯气的发生装置,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O。

据此回答下列问题:

(1)装置B中饱和食盐水的作用是　。 

(2)装置B也是安全瓶,目的是监测实验进行时装置C中是否发生堵塞,请写出装置C中发生堵塞时装置B中的现象:　。 

(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次应放入的物质是　　　　(填字母)。 

(4)装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.C　①中可用分液漏斗代替长颈漏斗,避免浓盐酸挥发,气体逸出,同时便于控制反应速率,A正确;二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气,需要添加加热装置,B正确;NaOH溶液能吸收氯气,不能净化Cl2,可以用饱和食盐水净化氯气,C错误;氢氧化钠溶液与氯气反应,可以吸收氯气,防止污染空气,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.B　随反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,稀盐酸与二氧化锰不反应,则盐酸不能全部消耗完,A错误;氯水中含H+、HClO,滴入紫色石蕊溶液后,溶液先变红后褪色,可知新制氯水具有酸性和漂白性,B正确;Cu与氯气反应生成氯化铜固体,产生了棕黄色的烟,C错误;干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,干燥的氯气不具有漂白性,D错误。

4.答案　(1)饱和食盐水　吸收氯气中混有的水蒸气

(2)否　Cu+Cl2 CuCl2　有棕黄色的烟生成

(3)Cl2　溶液先变红后褪色　HCl和HClO

(4)氢氧化钠溶液　2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

解析　浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯气,氯气中含水蒸气和氯化氢气体,通过装置C中饱和食盐水除去氯化氢气体,通过装置D中浓硫酸除去水蒸气,装置E检验干燥的氯气是否具有漂白性,装置F中的铜网在加热条件下与氯气发生反应产生棕黄色的烟得到氯化铜,装置G收集氯气,多余的氯气通过装置H中的氢氧化钠溶液吸收。

5.B　氯仿被氧化后生成COCl2(光气)和HCl,因此,用AgNO3溶液检验HCl的存在即可判断氯仿是否变质。

6.D　可能有C、S等的干扰,A错误;加入盐酸,引入了Cl-,B、C错误;硝酸酸化排除了C等离子的干扰,加硝酸银溶液得到不溶于硝酸的白色沉淀即AgCl,由此说明原溶液中有Cl-,D正确。

7.C　Cl-无毒,Cl2有毒,A错误;Cl-无色,B错误;氯气与水发生反应:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,溶液中含有Cl-,则将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或将氯气通入AgNO3溶液中均会出现白色沉淀,C正确;氯水长时间放置会变质,是因为氯水中的次氯酸见光分解生成氯化氢和氧气,最终变为稀盐酸,D错误。

能力提升练

1.A　氯气具有强氧化性,与铁单质反应时只生成氯化铁,A正确;氢氧化钙的溶解度小,多余的氯气不用氢氧化钙溶液吸收,B错误;新制氯水具有漂白性,而久置氯水可看作稀盐酸,无漂白性,所以新制氯水的漂白性比久置氯水要强,C错误;Cl2、HCl通入硝酸银溶液中都能生成白色沉淀,所以不能用硝酸银溶液检验,D错误。

2.C　本题易错之处在于没有考虑到盐酸浓度降低到一定程度后,MnO2与HCl不再继续反应而错选A。由题意可知n(HCl)=0.6 mol,根据化学方程式MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O可判断出MnO2过量。若0.6 mol HCl完全反应,则有0.3 mol HCl被氧化,反应后的溶液中存在0.3 mol Cl-,加入足量AgNO3溶液生成0.3 mol AgCl。但随着反应的进行,盐酸的浓度减小,而稀盐酸与MnO2不反应,所以实际被氧化的HCl的物质的量必然小于0.3 mol,即反应后溶液中存在的Cl-的物质的量大于0.3 mol,故加入足量AgNO3溶液产生的AgCl的物质的量大于0.3 mol,小于0.6 mol,C项正确。

3.C　干燥气体时导管应长进短出,A错误;HCl极易溶于水,图中导管在液面下会发生倒吸,B错误;氯气与NaOH溶液反应,多余的氯气可利用NaOH溶液吸收,则该装置可制备氯水,C正确;球形结构可防止倒吸,但氯气在水中的溶解度不大,应将水改为NaOH溶液,D错误。

4.C　干燥装置应在除杂装置后,装置C、D中应分别盛有饱和食盐水、浓硫酸;装置F中挥发出的水蒸气易进入装置E,需在装置E、F之间增加干燥装置;装置F是尾气吸收装置。

5.答案　(1)

(2)2Mn+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O

(3)Cl2+H2O HClO+H++Cl-　可以　KMnO4>Cl2>I2

解析　(1)Mn元素的化合价由+7价降低为+2价,Cl元素的化合价由-1价升高为0价,该反应中转移10e-。

(2)书写离子方程式时,可溶性的盐、强酸、强碱等强电解质要写成离子形式,单质、水要写成化学式。

(3)C中有色布条褪色的原因是次氯酸具有漂白性,对应的离子方程式为Cl2+H2O HClO+H++Cl-;将B、C的顺序颠倒,不影响对Cl2的检验,可以达到原来的实验目的;D是用来检验氯气性质的实验,可观察到溶液由无色变为蓝色(I2单质遇淀粉变蓝色),对应的离子方程式为Cl2+2I- I2+2Cl-,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性为Cl2>I2,根据2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可知氧化性:KMnO4>Cl2,故氧化性由强到弱为KMnO4>Cl2>I2。

6.答案　(1)除去Cl2中的HCl

(2)B中长颈漏斗中液面上升

(3)d

(4)吸收多余的氯气,防止污染空气

解析　(1)制备的氯气中含有氯化氢,氯化氢在饱和食盐水中溶解度较大,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,所以可以用B中饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢。

(2)装置B可监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,气体将溶液压入长颈漏斗中,形成一段水柱。

(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,由于从装置B中出来的Cl2中混有水蒸气,故应先通过湿润的有色布条,然后通过干燥剂,最后通过干燥的有色布条,且Ⅱ处应是固体干燥剂,由此可知d项正确。

(4)氯气有毒,不能直接排放到空气中,故装置E的作用是吸收多余的氯气,防止污染空气。