2024届高三新高考化学大一轮专题复习课时作业：氯气的实验制备及应用

2024届新高考化学大一轮专题复习课时作业氯气的实验制备及应用一、选择题（共15题）1、实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O,下列说法错误的是 ( )A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2B.每消耗1 mol MnO2,起还原作用的HCl消耗4 molC.每生成1 mol Cl2,转移电子的物质的量为2 molD.生成的Cl2中,除含有一些水蒸气外,还含有杂质HCl2、实验室制取氯气时，下列实验能达到相应目的的是( )A.图甲制取 B.图乙净化 C.图丙收集 D.图丁吸收 尾气3、实验室用 和浓盐酸制 时，有如下操作：①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入 粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用 溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。顺序正确的是( )A. ①②③④⑥⑤ B. ③④②①⑥⑤C. ①④③②⑥⑤ D. ①③④②⑥⑤4、某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置如图所示(可重复使用，不含制气装置)。下列说法正确的是( )A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DACBEB．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAEC．装置E的主要用途是制备NaClOD．若实验中使用到装置C且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性5、实验室利用如图所示装置制备SbCl5。已知：SbCl3的沸点为220.6℃，易水解；SbCl5在常压下沸点约为140 ℃(同时分解)，易水解，可与氢氟酸反应制备HSbF6。下列说法错误的是( )A．仪器Ⅰ中的a为冷凝水的进水口B．仪器Ⅱ的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气C．SbCl5制备完成后，可减压蒸馏分离出SbCl5D．用SbCl5制备HSbF6时，可在玻璃仪器中进行6、某化学小组采用下图所示装置制备Cl2并探究其化学性质，下列说法错误的是(　　)A．加入药品之前，应先检查装置的气密性B．通过对装置C和E中的产物分析，可判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响C．装置D中的现象为溶液逐渐变成浅黄绿色D．装置B中NaOH溶液的作用为吸收挥发出来的HCl7、下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　)A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．实验室制取Cl2的反应中，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C．实验室用如图装置除去Cl2中少量的HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集8、已知氯气和空气按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中能生成Cl2O，且反应放热；不含Cl2的Cl2O易与水反应生成HClO；Cl2O在42 ℃以上会分解生成Cl2和O2。设计如图装置(部分夹持装置略)制备HClO，每个虚线框表示一个装置单元，其中存在错误的是(　　)A．②③⑤ B．①④⑤ C．①②④ D．①③④9、为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是(　　)①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤、取滤液　④与二氧化锰混合加热　⑤加稀硝酸　⑥与浓盐酸反应　⑦与NaOH溶液混合加热A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑦C．④②③①⑤ D．②①⑤10、含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用如图装置模拟制备“84”消毒液（有效成分为 ），下列说法不正确的是( )A. 为除去 中的 ，装置 中的试剂为饱和 溶液B. 盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗C. 装置 中，采用冰水浴冷却有利于 的生成D. 装置 的作用是吸收尾气11、实验室利用如图所示的装置制取并收集氯气,下列有关描述正确的是 ( )A.F中NaOH溶液也可以换成澄清石灰水B.饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替C.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的氯气D.若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气,说明浓盐酸的氧化性较强12、实验室中用如图所示装置制取纯净的无水 （部分仪器和夹持装置已略去）。下列说法正确的是( )A. 装置 中试剂可以是碳酸钠溶液，目的是除去 中的 B. 实验过程中，硬质玻璃管中产生大量蓝色的烟C. 打开分液漏斗旋塞，让浓盐酸缓慢滴下，一段时间后浓盐酸难以滴下，肯定是玻璃纤维处堵塞D. 实验时，应该先加热装置 ，再加热装置 13、实验室用 和浓盐酸反应生成 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(  QUOTE  )14、如图：某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，验证氯气性质实验装置。相关说法错误的是()A. 脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替B. 该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用C. 湿润石蕊试纸先变红，但也不能说明生成了酸性物质D. 淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明氯气将 氧化15、实验室利用氯气与NaOH溶液反应制备NaClO溶液，下列装置和原理能达到目的的是(　　)A．用装置甲制取并收集氯气B．用装置乙除去Cl2中的HClC．用装置丙制备NaClO溶液D．用装置丁吸收多余的Cl2二、非选择题（共4小题）16、实验室制备Cl2通常采用如图所示装置:(1)A装置中发生反应的化学方程式是 ,其中氧化剂是 ,还原剂是 。 (2)仪器a的名称是 。 (3)B装置中所盛的试剂是 ,C装置的作用是 。 (4)E装置中发生反应的化学方程式是 。 (5)将下图装置代替D和E装置,可进行“氯气与金属钠反应”的实验,以下叙述正确的是 。 A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B.玻璃管尾部塞一团浸有碱液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气C.玻璃管中,钠燃烧时会产生苍白色火焰D.若在棉球外沿滴一滴淀粉-KI溶液,可据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收17、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)新制氯水呈浅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 。 18、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(淀粉遇I2单质变蓝色),请比较Cl2、I2、KMnO4的氧化性,由强到弱的顺序为 。 19、2022年，新型冠状病毒在全球范围内肆虐，次氯酸钠溶液是常用的环境消毒剂。此外，次氯酸钠溶液也是常用的漂白剂。某研究性学习小组在实验室制备次氯酸钠溶液，测定其中NaClO的含量并探究其漂白棉布的效果。回答下列问题：(一)制备NaClO溶液(1)装置B的作用是________________；若没有装置B，且D中氢氧化钠不足量，对次氯酸钠产率的影响是__________(填“增大”“减小”或“无影响”)。(2)装置D中反应的离子方程式为_____________。(3)有同学提出三点意见：①装置A中不需要酒精灯；②装置C没有必要；③在装置D后再连接一个盛有NaOH溶液的尾气处理装置，以降低氯气逸出污染空气的可能性。合理的是______(填序号)。(二)测定消毒液中NaClO的含量步骤①：取制得的消毒液20 mL于锥形瓶中，加足量盐酸酸化，迅速加入过量KI溶液，盖紧瓶塞并在暗处充分反应。步骤②：加入淀粉做指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复滴定操作3次。(4)步骤①中在暗处反应的原因是________________。(5)步骤②中判断滴定终点的现象是_______________，已知I2＋2S2Oeq \o\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \o\al(2－,6)。平均用去25.00 mL 0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液，测得NaClO的含量为________ g·L－1(结果保留2位小数)。(三)探究次氯酸钠漂白棉布的效果已知：棉布用次氯酸钠漂白液漂白会受到一定损伤。织物断裂强度是指织物在被拉断时，所能承受的最大荷重，单位为kg。使用次氯酸钠漂白液漂白棉布，不同pH对于漂白的结果如图所示。(6)漂白速率随pH减小而加快，但酸性条件易产生黄绿色气体，该气体已被实验证明没有漂白作用，说明起漂白作用的主要是________(填粒子符号)；pH最好选择9～11，虽然漂白速率较慢，但可延长漂白时间达到效果。不宜选择酸性或中性的原因分别是____。答案与解析1、B解析：根据4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O分析,4 mol HCl参加反应,有2 mol HCl体现还原性,2 mol HCl体现酸性,故每消耗1 mol MnO2,起还原作用的HCl消耗2 mol,B项错误。2、D解析：实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时需要在加热条件下进行，图中缺少加热装置，故A错误；碱石灰能吸收氯气，不能用碱石灰净化氯气，故B错误；氯气的密度比空气大，应用向上排空气法收集，导管应长进短出，故C错误；氯气能与烧碱反应，可用烧碱溶液吸收多余的氯气，故D正确。3、D解析：制取氯气的正确操作步骤：先连接装置、检查气密性，然后装入药品：先向烧瓶中装入二氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，下一步进行加热制取、收集氯气，由于氯气有毒，最后需要进行尾气吸收，故正确的排序为①③④②⑥⑤。4、D解析：用浓盐酸与MnO2加热制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在Cl2中含有HCl杂质及水蒸气，先通过D装置除去HCl，再通过A装置除去水蒸气，得到干燥纯净的氯气，然后通过B验证干燥的Cl2没有漂白性，再通过C验证湿润的氯气具有漂白性，最后通过NaOH溶液进行尾气处理，故使用装置的先后顺序为DABCE，故A、B错误；装置E的主要用途是吸收多余的氯气，防止污染空气，故C错误；湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成的HClO有漂白性，故D正确。5、D解析：冷凝管中冷凝水应该“低进高出”，仪器Ⅰ中的a为冷凝水的进水口，故A正确；氯气有毒，污染空气，SbCl3、SbCl5易水解，仪器Ⅱ中碱石灰的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气，故B正确；SbCl5在常压下沸点约为140 ℃(同时分解)，比SbCl3的低，为防止SbCl5分解，制备完成后应减压蒸馏分离出SbCl5，故C正确；SbCl5与氢氟酸反应制备HSbF6，玻璃中的二氧化硅和氢氟酸反应，故D错误。6、D解析：实验时应该先检查装置的气密性然后再装药品，A正确；由图可以发现，装置C和E中温度不同，故可以通过对装置C和E中的产物分析来判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响，B正确；装置D中通入氯气，形成氯水，故其现象为溶液逐渐变成浅黄绿色，C正确；装置B中NaOH溶液的作用是处理反应后多余的氯气，D错误7、D解析：Cl2可与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2的反应中，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；因为Cl2能溶于水，而难溶于饱和食盐水，故实验室可用排饱和食盐水法收集Cl2，D项正确。8、D解析：①用MnO2和浓盐酸制备氯气需要加热装置，错误；②是将制备的Cl2通入饱和食盐水中除去挥发出来的HCl，同时可以控制通入氯气和空气的体积比，并在实验结束后可以将多余的氯气排出进行尾气处理，正确；③由题干信息可知，制备Cl2O的反应是放热反应，且Cl2O在42 ℃以上会分解生成Cl2和O2，则发生装置③需放置在冰水浴中，错误；④为除去Cl2O中的Cl2的装置，导管应该长进短出，错误；⑤除去Cl2的Cl2O通入⑤中进行反应，生成HClO，正确。9、C解析：氯酸钾晶体中无Cl－，要证明氯酸钾晶体中含有氯元素，就必须使之产生Cl－。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl，然后再通过检验Cl－的存在，证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水，故可通过加水溶解、过滤的方法分离出MnO2，然后向滤液中加AgNO3溶液和稀硝酸进行验证。10、A解析：项，为除去 中的 ，装置 中的试剂为饱和 溶液，故A错误；B项， 盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗，故B正确；C项， 装置中，采用冰水浴冷却有利于 的生成，反应放热，防止温度高时产生副产品 ，故C正确；D项， 装置 的作用是吸收尾气，防止污染空气，故D正确。11、C解析：Ca(OH)2微溶于水,等体积的溶液中含有的溶质的物质的量少,吸收Cl2的量也少,因此尾气处理时不能把NaOH溶液换成澄清石灰水,A错误;饱和碳酸氢钠溶液与HCl反应产生CO2气体,导致Cl2中混有新的杂质CO2,且氯气也会和碳酸氢钠溶液反应,因此不能把饱和食盐水换成饱和碳酸氢钠溶液,B错误;Cl2与水反应生成HCl和HClO,HCl可以使蓝色石蕊试纸变为红色,HClO具有漂白性,又使试纸由红色变为无色,因此可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的氯气,C正确;在该反应中浓盐酸表现还原性和酸性,稀盐酸还原性较弱,因此不能与MnO2反应制得氯气,D错误。12、D解析：应用饱和食盐水除去 中的 ，A项错误；铜与氯气反应，产生棕黄色的烟，B项错误；分液漏斗中液体难以滴下，可能是玻璃纤维处堵塞，还有可能是反应产生气体使烧瓶中压强大于分液漏斗中压强，导致液体无法滴下，C项错误；应先点燃装置 处酒精灯，至产生的氯气充满整个体系时，再点燃装置 处酒精灯，D项正确。13、D解析：A.浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有 ，可用饱和食盐水除去 ， 可用浓硫酸干燥， 装置能达到实验目的，故A不符合题意；B.氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集， 装置能收集氯气，故B不符合题意；C.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，故C不符合题意；D.氯气在水中的溶解度较小，应用 溶液吸收尾气， 装置不能达到实验目的，故D符合题意。14、A解析：A.无水氯化钙主要是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，故A错误；B.从左边出来的干燥氯气，先与干燥品红接触，品红不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，故B正确；C.由于 易挥发，因此挥发的 使湿润石蕊试纸先变红，因此不能说明生成了酸性物质，故C正确；D.淀粉-碘化钾试纸先变蓝后褪色，先变蓝是碘离子被氯气氧化为单质碘，单质碘遇淀粉变蓝，后褪色，说明氯气将 氧化，故D正确。15、C解析：二氧化锰和浓盐酸反应需要加热，装置甲没有加热装置，A错误；应该用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，B错误；氯气和氢氧化钠反应可以制备次氯酸钠，C正确；饱和食盐水不能吸收氯气，应该用氢氧化钠溶液来吸收多余的氯气，D错误。16、答案：(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O　MnO2　HCl　(2)分液漏斗　(3)饱和食盐水　干燥Cl2　(4)2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O　(5)ABD解析：(1)A装置中二氧化锰与浓盐酸共热发生反应生成氯化锰、氯气和水,发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;MnO2中Mn元素由+4价降为+2价,MnO2为氧化剂,HCl中氯元素由-1价升为0价,作为还原剂。(2)仪器a的名称是分液漏斗。(3)B装置中所盛的试剂是饱和食盐水,用来除去氯气中的氯化氢气体;C装置装有浓硫酸,其作用是干燥Cl2。(4)氯气有毒,直接排放会污染空气,E装置利用氢氧化钠溶液吸收氯气,发生反应的化学方程式为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O。(5)钠和氯气反应生成氯化钠,反应生成的大量白烟是氯化钠晶体,A正确;碱液可吸收过量的氯气,防止其污染空气,B正确;钠燃烧产生黄色火焰,C错误;碘离子可以被氯气氧化成碘单质,碘遇淀粉变蓝,所以可根据浸有淀粉-KI溶液的棉球的颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收,D正确。17、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。18、 答案：(1)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(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)根据化学方程式可写出该反应的离子方程式为2Mn+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(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(淀粉遇I2单质变蓝色),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的氧化性,故氧化性为Cl2>I2,根据2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可知氧化性:KMnO4>Cl2,故氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>Cl2>I2。19、答案：(1)除去HCl气体　减小(2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O(3)②③(4)防止HClO分解　(5)溶液由蓝色变为无色且30 s内不恢复　4.66　(6)HClO　酸性条件易产生氯气导致环境污染；中性条件下对棉布损伤较大解析：(1)氯气难溶于饱和食盐水，装置B中饱和食盐水的作用是除去HCl气体，降低Cl2在水中的溶解度；若没有装置B除去Cl2中混有的HCl，D中氢氧化钠不足量，HCl会消耗一定量的氢氧化钠，次氯酸钠的产率减小。(3)①反应需要加热，装置A中不用酒精灯反应难以进行，不合理；②装置C中浓硫酸用于吸收氯气中的水，没有装置C不会对实验造成影响，合理；③氯气有毒会污染环境，在装置D后接一个盛有NaOH溶液的装置，用于尾气处理，合理。(4)步骤①中NaClO在酸性条件与KI反应生成碘单质和氯化钠，离子方程式为ClO－＋2H＋＋2I－===Cl－＋I2＋H2O，ClO－与H＋结合形成HClO，见光易分解，所以要在暗处进行。(5)淀粉遇碘显蓝色，滴加Na2S2O3标准溶液后，发生反应：I2＋2S2Oeq \o\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \o\al(2－,6)，碘单质被还原，溶液蓝色逐渐变浅，最终完全反应时褪色，滴定消耗Na2S2O3的物质的量为0.025 L×0.100 0 mol·L－1＝0.002 5 mol，根据关系式：ClO－～I2～2S2Oeq \o\al(2－,3)，n(NaClO)＝n(I2)＝eq \f(1,2)×0.002 5 mol，NaClO的含量为eq \f(\f(1,2)×0.002 5 mol×74.5 g·mol－1,20×10－3 L)≈4.66 g·L－1。(6)黄绿色气体为Cl2，无漂白性，NaClO与盐酸反应的离子方程式为ClO－＋H＋===HClO，pH越小，氢离子浓度越大，平衡向正反应方向移动，HClO浓度越大，漂白性越强，所以具有漂白性的是HClO。