化学必修 第一册第二节 氯及其化合物课时练习

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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·北京房山期末）瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时，把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热，意外得到了氯气，MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。关于该反应的叙述不正确的是
A．MnO2是氧化剂
B．氧化剂与还原剂的个数之比为1∶4
C．MnO2被HCl还原
D．HCl具有还原性
【答案】B
【解析】A项，MnO2中Mn化合价降低，得到电子，是氧化剂，正确；B项，MnO2中Mn化合价降低，得到电子，是氧化剂，HCl中Cl化合价升高，失去电子，是还原剂，反应中只有2个HCl作还原剂，因此氧化剂与还原剂的个数之比为1∶2，错误；C项，MnO2中Mn化合价降低，得到电子，发生还原反应，因此MnO2被HCl还原，正确；D项，HCl中Cl化合价升高，失去电子，作还原剂，具有还原性，正确。
2．（2022·江苏扬州宝应县期中）实验室制取氯气时，下列实验能达到相应目的的是
A． B．
生成Cl2 净化Cl2
C． D．
收集Cl2 吸收Cl2尾气
【案】D
【解析答】A项，MnO2与浓盐酸制备Cl2，需加热，错误；B项，Cl2会与碱石灰发生反应，错误；C项，氯气比空气重，收集氯气应从长导管进入，错误；D项，发生反应Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O，故可用烧碱溶液可吸收氯气，正确。
3．（2022·江苏连云港东海县期中）Cl2是重要的工业原料，可用于生产盐酸、漂白粉及制氯仿等有机溶剂。Cl2的制备可用下列反应：NaClO＋2HCl(浓)＝NaCl＋Cl2↑＋H2O。利用上述反应制备Cl2时，下列装置能达到实验目的的是
A．制备Cl2 B．除去Cl2中的少量HCl
C．干燥Cl2 D．收集Cl2
【答案】A
【解析】A项，根据信息反应，常温下NaClO与浓盐酸反应可生成Cl2，正确；B项，用饱和NaHCO3溶液除HCl时，会产生新的杂质CO2气体，错误；C项，Cl2会与碱石灰发生反应，不能干燥Cl2，错误；D项，集气瓶密封会发生爆炸，错误。
4．（2022·河南新乡期中）下列说法正确的是
A．向某溶液中加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊无色气体，则溶液中一定含有CO32－
B．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有SO42－
C．向某溶液中依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Ag＋
D．向某溶液中加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Cl－
【答案】D
【解析】A项，CO32－、HCO3－、SO32－、HSO3－都能和盐酸反应生成使石灰水变浑浊的气体CO2和SO2，所以向某溶液中加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则溶液中不一定含有CO32－，错误；B项，能和Ba2＋产生沉淀的可以是SO42－，也可以是CO32－，所以向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则溶液中不一定含有SO42－，错误；C项，若溶液中含有SO42－，则向溶液中依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液，也会产生白色沉淀BaSO4，所以溶液中不一定含有Ag＋，错误；D项，若向某溶液中加入HNO3酸化再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Cl－，正确。
5．（2022·山西大同期中）下列装置应用于实验室制氯气的实验，能达到实验目的的是

A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙收集氯气
D．用装置丁吸收剩余的氯气
【答案】C
【解析】A项，加热的条件下，MnO2与浓盐酸在反应才能制取Cl2，用稀盐酸不可以，不符合题意；B项，除HCl气体时，进气导气管应插入溶液中，不符合题意；C项，Cl2比空气重，从长导管中通入Cl2可排出空气，从而收集到Cl2，符合题意；D项，Cl2在水中溶解度不大，应该用NaOH溶液吸收，不符合题意。
6．（2022·广州海珠区期末）根据下列实验操作与现象得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色
该溶液中一定含Na＋
B
向某溶液中滴加澄清石灰水，产生白色沉淀
该溶液中一定含CO32－
C
向某溶液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀
该溶液中一定含Cl－
D
向某溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
该溶液中一定含SO42－
【答案】A
【解析】A项，用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，正确；B项，向某溶液中滴加澄清石灰水，产生白色沉淀，该溶液中可能含CO32－、HCO3－、SO32－、HSO3－，错误；C项，向某溶液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，该溶液中可能含CO32－、SO42－、Cl－，错误；D项，向某溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，该溶液中可能含CO32－、SO42－、Ag＋，错误。
7．（2022·甘肃张掖期末）已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是

A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
【答案】A
【解析】根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气，故A选项错误，B、C、D三选项正确；答案选A项。
8．（2022·广东卷）实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是

【答案】D
【解析】A项，浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，不符合题意；B项，氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，不符合题意；C项，湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，不符合题意；D项，氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，符合题意。
9．（2022·福建福州期末）下图为氯气及氯的化合物的“价一类”二维图，下列叙述错误的是

A．常温下，a的稀溶液与二氧化锰反应可制取b
B．理论上a溶液和e混合可制得b
C．c和f均可用于环境杀菌消毒
D．d见光易分解
【答案】A
【解析】a是HCl，b是Cl2，c是ClO2，d是HClO，e可能是NaClO3、f可能是NaClO。
A项，加热条件下，浓盐酸与二氧化锰反应制取Cl2，错误；B项，根据氧化还原反应规律，5Cl－＋ClO3－＋6H＋＝3Cl2↑＋3H2O，理论上盐酸和NaClO3混合可制得Cl2，正确；C项，ClO2和NaClO均具有强氧化性，可用于环境杀菌消毒，正确；D项，HClO见光易分解为HCl和O2，正确。
10．（2022·安徽安庆期末）氯化铝常用于金属冶炼、食品级产品膨松剂等。某兴趣小组在实验室中设计如下实验装置模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(已知AlCl3易升华，遇潮湿空气即变质，同时产生大量白雾)。

（1）反应前，装置A中盛放浓盐酸的仪器名称是_____________。
（2）实验开始前应进行的操作是___________________。
（3）反应时，装置A中发生反应化学方程式：__________________________。
（4）装置B中盛放______________溶液，作用是_________________________。
（5）实验时应先点燃_______(填A或D)处酒精灯，再点燃另外一处酒精灯。
（6）写出G装置中发生反应的离子方程式：______________________________。
（7）有同学提出用一件仪器填充某试剂可同时起到装置F和G的作用，从而简化该实验装置，该试剂名称为__________________。
【答案】（1）分液漏斗 （2）检查装置气密性 （3）MnO2 ＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O （4）饱和食盐水 除去氯气中混有的HCl气体 （5）A （6）Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O （7）碱石灰
【解析】（1）如图所示装置A中盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗；（2）对于有气体参与的反应，实验开始前应检查装置的气密性；（3）根据所给的装置图可知，装置A是实验室利用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气，发生反应的化学方程式为MnO2 ＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（4）制得的氯气中含有氯化氢和水蒸气等杂质，所以B装置中应装饱和食盐水是为了除去氯气中混有的HCl气体；（5）加热条件下铝粉也可以被氧气氧化，所以应先点燃A处酒精灯，制取氯气，利用氯气将装置中的空气排尽，氯气为黄绿色气体，所以当观察到硬质玻璃管D或者锥形瓶E中充满黄绿色气体，再点燃D处酒精灯；（6）G装置中未反应的氯气与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O；（7）装置F和G的作用就是为了防止水蒸气进入E中，同时吸收氯气，所以选用盛有碱石灰的干燥管即可。

培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·重庆主城区六校期末）下列说法正确的是

A．注射器在实验中除了可向试管e中加水外，还可以储存尾气，防止污染
B．c中固体可用碱石灰代替
C．当试管e中充满黄绿色气体时，推动注射器，向e中加水，品红试纸颜色不变
D．已知2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，该反应中浓盐酸体现还原性和酸性的个数之比为3∶5
【答案】D
【解析】A项，注射器在实验中除了可向试管e中加水外，还可以平衡气压，错误；B项，氯气能与碱石灰反应，c中固体不能用碱石灰代替，错误；C项，当试管e中充满黄绿色气体时，推动注射器，向e中加水，产生的次氯酸能使品红试纸褪色，错误；D项，已知2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，该反应中浓盐酸体现还原性和酸性的个数之比为6∶10＝3∶5，正确。
12．（2022·河南南阳期中）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
【答案】B
【解析】A项，MnO2与稀盐酸不反应，故MnO2过量，浓盐酸不会全部消耗完，错误；B项，紫色石蕊试液滴入氯水中，溶液先变红后褪色，从而可证明氯水具有酸性和漂白性，正确；C项，产生的是棕黄色的烟而不是雾，错误；D项，Cl2没有漂白性，不会使干燥的有色布条褪色，错误。
13．（2022·江苏连云港第二次调研）已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO42－＋2H2O＝2MnO4－＋MnO2↓＋4OH－；Ca(ClO)2＋4HCl＝CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置不能达到实验目的的是

A．用装置甲制取Cl2 B．用装置乙除去Cl2中的HCl
C．用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4 D．用装置丁分离出溶液中的MnO2
【答案】B
【解析】A项，漂白粉中的次氯酸钙具强氧化性，室温下能和浓盐酸发生氧化还原反应，生成氯化钙、氯气和水，故可用装置甲制取Cl2，不符合题意；B项，氯化氢和饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，引入了新杂质，且Cl2溶于水后生成的HCl也会反应，从而增加了Cl2的损耗，故不能用装置乙除去Cl2中的HCl，符合题意；C项，已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO42－＋2H2O＝2MnO4－＋MnO2↓＋4OH－；氯气能和强碱溶液反应，消耗OH－而使溶液的碱性下降，故可用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4，不符合题意；D项，二氧化锰是不溶性固体，故可用装置丁分离出溶液中的MnO2，不符合题意。
14．（2022·北京房山期中）下图是实验室制备K2FeO4的实验装置图，其中甲为制氯气的装置。（资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH，具有强氧化性）

下列说法不正确的是
A．乙中所用试剂为饱和食盐水
B．丙和丁中均会发生反应：Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
C．丙中产生紫色固体，说明碱性条件下，Cl2氧化性强于K2FeO4
D．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生Cl2，则证明了K2FeO4具有氧化性
【答案】D
【解析】甲中发生反应为：2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，丙中制备K2FeO4，丁为尾气处理。
A项，甲中生成的氯气中含有少量的氯化氢气体，乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，正确，不符合题意；B项，丙中有KOH，丁中有NaOH，均与氯气发生反应，其离子反应方程式为：Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O，正确，不符合题意；C项，丙中发生反应为：2Fe(OH)3＋10KOH＋3Cl2＝2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，Cl元素化合价降低，发生还原反应，氯气作氧化剂，氧化剂的氧化性强于氧化产物，所以氧化性：Cl2＞K2FeO4，正确，不符合题意；D项，反应后丙中紫色溶液中含有：K2FeO4、KCl、KClO，加入稀硫酸产生Cl2，有可能发生反应为：ClO－＋Cl－＋2H＋＝Cl2↑＋H2O，不能证明K2FeO4具有氧化性，错误，符合题意。
15．（2022·安徽宣城期末）下图为实验室常用装置，回答下列问题：

（1）仪器a的名称是___________。
（2）依次连接装置A、B、C、D，加入合适的试剂制取并检验氯气部分性质。
①若装置B用于储存少量氯气，应该盛装_____________溶液，收集并储存氯气的操作方法是_________________。装置D的作用是___________________。
②若装置C中盛装的是淀粉一碘化钾溶液，当出现_______________现象时，说明氯气具有氧化性，反应的离子方程式为___________________________。
（3）1868年狄肯和洪特发明用地康法制氯气，反应原理图示如下(反应温度450℃)。

①反应Ⅱ的化学方程式为___________________________________________。
②该方法制氯气，消耗的主要原料是_______________。
【答案】（1）分液漏斗 （2）①饱和氯化钠 关闭活塞K 除去多余的氯气 ②溶液变蓝色 Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2 （3）①2CuCl2＋O22CuO＋2Cl2 ②HCl、O2
【解析】（1）仪器a的名称是分液漏斗；（2）①若装置B用于储存少量氯气，应该盛装饱和氯化钠溶液，收集并储存氯气的操作方法是关闭活塞K，使B中压强增大，此时饱和食盐水被压入漏斗中，从而储存少量氯气。氯气是一种有毒气体，装置D的作用是吸收尾气中的氯气，防止污染环境；②氯气有氧化性，能与碘化钾发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝，装置C中溶液变蓝色，反应的离子方程式为：Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2；（3）①根据反应原理图，反应II是氯化铜与氧气反应生成氧化铜和氯气，化学方程式为：2CuCl2＋O22CuO＋2Cl2；②由原理图可知，该方法制取氯气，消耗的主要原料是氯化氢和氧气。
16．（2022·贵州铜仁期末）如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。

（1）仪器a的名称___________。
（2）制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为___________。
（3）装置B中饱和食盐水的作用是__________________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象______________________________。
（4）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入___________。
选项
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
浓硫酸
硅胶
无水氯化钙
碱石灰
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
（5）装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时，反应的离子方程式为__________________________，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡、静置，观察到的现象为溶液分层，上层溶液为紫红色，下层几乎无色，根据实验得出氯、溴、碘单质的氧化性强弱为____________________。
（6）装置F中用足量的NaOH溶液吸收多余的氯气，试写出相应的离子方程式_________________________________。
【答案】（1）分液漏斗 （2）MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O （3）①除去氯气中的HCl ②长颈漏斗中形成液柱，且不断上升 （4）c （5）①2Br-＋Cl2＝2Cl－＋Br2 ②Cl2＞Br2＞I2 （6）2OH－＋Cl2＝Cl－＋ClO－＋H2O
【解析】本题为实验探究题，以实验室制氯气，并探究氯气的性质，装置A为氯气的发生装置，反应原理为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，装置B为除去Cl2中的HCl，同时还能够起到防止堵塞的作用，装置C为探究氯气的漂白性，装置D为探究Cl2和Br2氧化性强弱的装置，反应为2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2，装置E为探究Br2和I2氧化性强弱的装置，反应为2I－＋Br2＝2Br－＋I2，装置F为尾气处理装置，反应为：2OH－＋Cl2＝Cl－＋ClO－＋H2O。
（1）由有实验装置图可知，仪器a的名称为分液漏斗；（2）制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸，即实验室制备氯气，故相关的化学反应方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（3）由分析可知，装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl，同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的现象是长颈漏斗中形成液柱，且不断上升，故答案为：除去氯气中的HCl；长颈漏斗中形成液柱，且不断上升；（4）由于C装置左端是湿润的氯气，故C中I放湿润的有色布条，II为干燥氯气试剂，故为浓硫酸、硅胶或无水氯化钙均可，III中为干燥的有色布条，可以观察到I中布条褪色，III中布条不褪色，则说明Cl2本身无漂白性，Cl2水有漂白性，故答案为：c；（5）装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时，即NaBr和Cl2反应生成NaCl和Br2，反应的离子方程式为2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡、静置，观察到的现象为溶液分层，上层溶液为紫红色，说明有I2生成，发生的离子方程式为：2I－＋Br2＝2Br－＋I2，下层几乎无色，根据实验得出氯、溴、碘单质的氧化性强弱为：Cl2＞Br2＞I2，故答案为：2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2；Cl2＞Br2＞I2；（6）由分析可知，装置F中用足量的NaOH溶液吸收多余的氯气，发生的离子方程式为：2OH－＋Cl2＝Cl－＋ClO－＋H2O。