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人教版 (2019)第二节 氯及其化合物第2课时课堂检测
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这是一份人教版 (2019)第二节 氯及其化合物第2课时课堂检测，共15页。
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.①②③④⑤⑥B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤
3.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-+H2O
5.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+H2O HSCN+HSCNO。它们阴离子的还原性:Cl-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CO32-
B.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SO42-
D.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.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+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
(6)①Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O ②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+4HCl 4ClO2↑+5NaCl+2H2O 2.63
(8)(CN)2+2KSCN 2KCN+(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+4HCl 5NaCl+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+2KBr 2KCl+Br2进行迁移应用,(CN)2和KSCN反应的化学方程式为(CN)2+2KSCN 2KCN+(SCN)2。
6.答案 (1)B (2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
(4)2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+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+2Cl2 SnCl4
(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+2Cl2 SnCl4。(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.C A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,Ag2CO3与HCl反应时,生成的AgCl仍是白色沉淀;D项,用盐酸酸化,引入了Cl-,无法确定原溶液中是否有Cl-。
9.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.D A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SO32-、SO42-、CO32-等离子中的一种或几种;C项,溶液中还可能含有Ag+。
11.答案 (1)KCl和K2CO3 KNO3 (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+Cl2 2ClO2+2NaCl
(3)饱和食盐水
(4)② d
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-+Cl2 Cl-+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-+Cl2 Cl-+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)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和NaCl溶液 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
(4)取少量反应后的固体于试管中,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,如果没有明显现象,再向试管中滴加NaOH溶液,若变浑浊,说明固体中含有碳酸氢根离子(或取少量固体加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则说明固体中含有碳酸氢根离子)
解析 (2)用饱和食盐水来吸收氯气中的氯化氢。(3)Cl2与Na2CO3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,则另一种是氯化钠,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
4.答案 (1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)无色溶液变为蓝色
(4)④
(5)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
解析 (1)装置Ⅰ中仪器c的名称是分液漏斗,实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)装置Ⅱ中盛有饱和食盐水,因为浓盐酸具有挥发性,则制取的氯气中混有氯化氢,用饱和食盐水可以除去氯化氢。
(3)氯气具有氧化性,能够与碘化钾溶液反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,所以装置Ⅳ中通入氯气后,无色溶液变为蓝色。
(4)干燥的氯气不具有漂白性,Ⅱ和Ⅲ之间应加一个干燥装置,除去氯气中的水蒸气,根据氯气的化学性质可知,应选浓硫酸做干燥剂。
(5)装置Ⅴ中盛放的是氢氧化钠溶液,目的是防止尾气污染空气,反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。
1.D
2.D
3.C
4.B
8.C
9.C
10.D
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.①②③④⑤⑥B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤
3.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-+H2O
5.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+H2O HSCN+HSCNO。它们阴离子的还原性:Cl-
(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CO32-
B.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SO42-
D.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.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+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
(6)①Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O ②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+4HCl 4ClO2↑+5NaCl+2H2O 2.63
(8)(CN)2+2KSCN 2KCN+(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+4HCl 5NaCl+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+2KBr 2KCl+Br2进行迁移应用,(CN)2和KSCN反应的化学方程式为(CN)2+2KSCN 2KCN+(SCN)2。
6.答案 (1)B (2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
(4)2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+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+2Cl2 SnCl4
(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+2Cl2 SnCl4。(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.C A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,Ag2CO3与HCl反应时,生成的AgCl仍是白色沉淀;D项,用盐酸酸化,引入了Cl-,无法确定原溶液中是否有Cl-。
9.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.D A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SO32-、SO42-、CO32-等离子中的一种或几种;C项,溶液中还可能含有Ag+。
11.答案 (1)KCl和K2CO3 KNO3 (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+Cl2 2ClO2+2NaCl
(3)饱和食盐水
(4)② d
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-+Cl2 Cl-+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-+Cl2 Cl-+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)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和NaCl溶液 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
(4)取少量反应后的固体于试管中,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,如果没有明显现象,再向试管中滴加NaOH溶液,若变浑浊,说明固体中含有碳酸氢根离子(或取少量固体加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则说明固体中含有碳酸氢根离子)
解析 (2)用饱和食盐水来吸收氯气中的氯化氢。(3)Cl2与Na2CO3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,则另一种是氯化钠,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
4.答案 (1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)无色溶液变为蓝色
(4)④
(5)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
解析 (1)装置Ⅰ中仪器c的名称是分液漏斗,实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)装置Ⅱ中盛有饱和食盐水,因为浓盐酸具有挥发性,则制取的氯气中混有氯化氢,用饱和食盐水可以除去氯化氢。
(3)氯气具有氧化性,能够与碘化钾溶液反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,所以装置Ⅳ中通入氯气后,无色溶液变为蓝色。
(4)干燥的氯气不具有漂白性,Ⅱ和Ⅲ之间应加一个干燥装置,除去氯气中的水蒸气,根据氯气的化学性质可知,应选浓硫酸做干燥剂。
(5)装置Ⅴ中盛放的是氢氧化钠溶液,目的是防止尾气污染空气,反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。
1.D
2.D
3.C
4.B
8.C
9.C
10.D
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