2020秋化学新教材人教版必修第一册层级练：2氯气的实验室制法 氯离子的检验

2020秋化学新教材人教版必修第一册层级练：2氯气的实验室制法 氯离子的检验

www.ks5u.com 第2课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验 必备知识基础练 知识点一 氯气的实验室制法 ‎1.实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应中HCl既表现酸性，又表现还原性 B．用饱和碳酸氢钠溶液可除去Cl2中的HCl C．用NaOH溶液吸收Cl2，反应中Cl2只作氧化剂 D．将湿润的有色布条伸入集满Cl2的集气瓶中，布条褪色说明Cl2具有漂白性 ‎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．关于实验室制Cl2，下列说法正确的是(　　)‎ A．可用KMnO4和浓盐酸反应制取 B．用碱石灰干燥Cl2‎ C．用排水法收集Cl2‎ D．用饱和石灰水吸收尾气 ‎4．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(　　)‎ ‎5．下列制取Cl2、净化、收集并验证某些性质的装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ ‎6．实验室制取氯气时往往含有水蒸气和HCl气体的杂质，若想得到纯净干燥的氯气，下列试剂及顺序正确的是(　　)‎ A．浓硫酸　氢氧化钠溶液 B．氢氧化钠溶液　浓硫酸 C．蒸馏水　浓硫酸 D．饱和食盐水　浓硫酸 ‎7．实验室制取Cl2时，下列操作正确的是(　　)‎ A．用装置Ⅰ制取少量Cl2‎ B．用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl C．用装置Ⅲ制取Cl2‎ D．用装置Ⅳ干燥Cl2‎ ‎8．(多选)已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用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．用该装置可收集到纯净的Cl2‎ 知识点二 氯离子的检验 ‎9.下列检验Cl－的方法正确的是(　　)‎ A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－‎ B．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－‎ C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－‎ D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－‎ ‎10．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 ‎11．痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法，硝酸银显现法就是其中的一种：人的手上有汗渍，用手动过白纸后，手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心地涂到纸上，溶液①中的溶质就与汗渍中的物质②反应，生成物质③，物质③在光照下，分解出的银粒呈灰褐色，随着反应的进行，银粒逐渐增多，指纹线就由棕色变成黑色。则这三种物质是(　　)‎ A．①硝酸银　②溴化钠　③溴化银 B．①硝酸银　②氯化钠　③氯化银 C．①氯化银　②硝酸银　③氯化钠 D．①硝酸银　②碘化钠　③碘化银 ‎12．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有(　　)‎ A．Cl－、SO B．Cl－、NO C．Cl－、CO D．Cl－、OH－‎ 关键能力综合练 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用来区别它们的一种试剂是(　　)‎ A．AgNO3溶液 B．酚酞溶液 C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水 ‎2．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　)‎ A．将混有HCl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，浓盐酸起到酸性和氧化剂的作用 C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水法收集 ‎3．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是(　　)‎ A．①和②处 B．只有②处 C．②和③处 D．②、③、④处 ‎4．用下列两种方法制取氯气：‎ ‎①用含氯化氢‎146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用‎87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应。则所得氯气(　　)‎ A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较 ‎5．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 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。‎ ‎6．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　)‎ A．用干燥的蓝色石蕊试纸检验 B．用干燥有色布条检验 C．将气体通入硝酸银溶液检验 D．用湿润的淀粉KI试纸检验 ‎7．(易错题)浓盐酸与次氯酸钙能发生反应Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质是(　　)‎ ‎①CO2　②HCl　③H2O(g)　④O2‎ A．①②③ B．②③④‎ C．②③ D．①④‎ ‎8．某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是(　　)‎ 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‎73 g HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，生成Cl2 ‎‎35.5 g ‎9．(探究题)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．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DACBE B．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAE C．装置E的主要用途是制备NaClO D．在实验中使用到装置C且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性 三、非选择题 ‎10．二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。某研究性学习小组查阅资料：氯气与硫在加热条件下生成二氯化二硫(S2Cl2)，该物质遇水迅速反应，温度过高易发生副反应S2Cl2＋Cl22SCl2。他们利用如下仪器和药品制取纯净的氯气，再用氯气与硫反应来制备S2Cl2。‎ 实验过程所提供的药品有浓盐酸、浓硫酸、MnO2、碱石灰、硫黄、NaOH溶液、冰水、饱和食盐水。请回答下列问题：‎ ‎(1)利用所提供的仪器和药品，选择该实验中发生装置A是________(填写装置的序号)。‎ 写出制备Cl2的离子方程式：________________‎ ‎(2)在该实验过程中两次用到装置B，第一次装置B中的药品是________________，第二次装置B的作用是________________。‎ ‎(3)装置C的作用是________________。‎ ‎(4)实验开始后，当________________(填实验现象)，点燃装置D处的酒精灯。‎ ‎(5)为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制浓盐酸的滴速不要过快和控制好________________。‎ 学科素养升级练 ‎1．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是(　　)‎ A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液 ‎2．(素养题—证据推理与模型认知)下列关于氯气的实验装置能达到实验目的或实验效果的是(　　)‎ ‎①可用于氯气的收集 ‎②可用于除去氯气中少量的氯化氢气体 ‎③可证明氯气具有漂白性 ‎④可用于实验室氯气的尾气吸收 A．①② B．①③‎ C．②③ D．①④‎ ‎3．实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图)：‎ ‎(1)反应原理：用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(2)制备装置类型：固体＋液体气体 ‎(3)净化方法：用________除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。‎ ‎(4)收集方法：________法或排饱和食盐水法。‎ ‎(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是________________。‎ ‎(6)验满方法：将湿润的淀粉—KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到________________，则证明已集满；或将湿润的________________靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。‎ 第2课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验 必备知识基础练 ‎1．解析：二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，反应中HCl既表现酸性，又表现还原性，A正确；碳酸氢钠和HCl发生反应生成CO2，引入新的杂质，应该用饱和氯化钠溶液除去Cl2中的HCl，B错误；用NaOH溶液吸收Cl2，发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，Cl2既作氧化剂也作还原剂，C错误；氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，氯气无漂白性，D错误。‎ 答案：A ‎2．解析：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。‎ 答案：D ‎3．解析：KMnO4、MnO2都是氧化剂，都能与浓盐酸反应制取Cl2，A正确；Cl2是酸性气体，能溶于水，不能用碱石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C错误；Ca(OH)2微溶于水，饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾气不彻底，D错误。‎ 答案：A ‎4．解析：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，可能将橡胶塞挤出，A错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D错误。‎ 答案：C ‎5．解析：‎ 二氧化锰与浓盐酸在加热条件下才能反应生成氯气，缺少加热装置，A错误；氯气能与氢氧化钠溶液反应，所以不能用氢氧化钠除氯气中的氯化氢，应该用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，B错误；氯气与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥氯气，C错误；氯气能置换出碘化钾中的碘，氯气使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，D正确。‎ 答案：D ‎6．解析：氯气中含有水蒸气和HCl气体杂质，因为氯气与氢氧化钠能反应，所以不能用氢氧化钠溶液除氯化氢，A、B错误；氯气在饱和食盐水中溶解度小，可以降低氯气的溶解度，同时除去氯化氢杂质，又因饱和食盐水中有水，所以先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸吸收水蒸气，C错误，D正确。‎ 答案：D ‎7．解析：实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸，A错误；除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，且气体应“长进短出”，B错误；MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应，C错误。‎ 答案：D ‎8．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气体和水蒸气。‎ 答案：AD ‎9．解析：可能有CO、PO等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl－，B、C错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl－，D正确。‎ 答案：D ‎10．解析：氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl－的存在即可判断氯仿是否变质。‎ 答案：B ‎11．解析：汗渍中的物质是氯化钠，只有B符合题意。‎ 答案：B ‎12．解析：能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO外，还有Cl－。‎ 答案：C 关键能力综合练 ‎1．解析：盐酸遇紫色石蕊溶液变红，NaCl溶液遇紫色石蕊溶液无明显现象，NaOH溶液遇紫色石蕊溶液变蓝，新制氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色。‎ 答案：C ‎2．解析：Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A错误；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B错误；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C错误；实验室可用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，D正确。‎ 答案：D ‎3．解析：①是制备氯气的装置，正确。②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，错误；③是干燥装置，导管应长进短出，错误；④是用于氯气与金属反应的装置，是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，错误。‎ 答案：D ‎4．解析：浓盐酸与MnO2反应的化学方程式为4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，随着反应进行，盐酸浓度逐渐减小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应。①中HCl不能完全反应，产生的Cl2少，②中能完全反应，制得Cl2多。‎ 答案：A ‎5．解析：二氧化锰和稀盐酸不反应，A错误；干燥装置应在除杂装置后，装置C、D中分别盛有饱和食盐水、浓硫酸，B错误；装置F中挥发出的水蒸气易逆行进入装置E，需在装置E、F之间增加干燥装置，C正确；装置F是尾气吸收装置，D错误。‎ 答案：C ‎6．解析：HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分，A、B错误；气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－，C错误；Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分，D正确。‎ 答案：D ‎7．解析：贮存很久的漂白粉可能已经变质，生成CaCO3，加浓盐酸可产生CO2，浓盐酸挥发出HCl气体，还有水蒸气。‎ 答案：A ‎8．解析：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，A正确；Cl2的密度比空气大，该收集方法正确，B正确；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，C错误；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质量小于‎35.5 g，D错误。‎ 答案：CD ‎9．解析：为验证干燥的氯气有无漂白性，就需要使进入到B装置中的氯气不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，为防止E装置中水蒸气进入B装置中，在B、E装置之间还应加装一个A装置，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误，B正确；本实验的目的是验证干燥的Cl2是否具有漂白性，故不需要使用装置C，且Cl2使湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成HClO具有漂白性，D错误。‎ 答案：B ‎10．解析：本实验的目的是利用所给仪器和药品制取纯净的氯气与硫黄反应来制备S2Cl2。因S2Cl2遇水迅速反应，故需避免水蒸气与S2Cl2接触。本题的关键是利用所给条件制备纯净的氯气与硫黄在干燥条件下反应，仪器的连接顺序为A→B→B→D→E→C。(1)实验室制取氯气，结合所给药品可知发生装置需要选择固液混合加热型，②符合，离子反应方程式应为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)第一次用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体，第二次用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。(3)装置C中的碱石灰既能除去多余的Cl2，防止污染空气，又能防止空气中的水蒸气进入装置E中与S2Cl2反应。(4)实验开始后，要先用Cl2排净装置内的空气，当看到装置D中充满黄绿色气体时，点燃装置D处的酒精灯。(5)根据题给信息可知，温度过高易发生副反应S2Cl2＋Cl22SCl2，为提高产率，要控制好反应温度。‎ 答案：(1)②　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(2)饱和食盐水　除去Cl2中的水蒸气 ‎(3)装置C中的碱石灰既能除去多余的Cl2，防止污染空气，又能防止空气中的水蒸气进入装置E中与S2Cl2反应 ‎(4)看到装置D中充满黄绿色气体时　(5)温度 学科素养升级练 ‎1．解析：Cl2消毒过的自来水中含HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。‎ 答案：D ‎2．解析：氯气的密度比空气大，用向上排空气法收集，①‎ 正确；氯气微溶于水，难溶于饱和食盐水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，②错误；氯气不能使干燥的有色布条褪色，③错误；氯气可与氢氧化钠反应，生成无毒的NaCl和NaClO，故实验室通常用NaOH溶液吸收氯气，④正确。‎ 答案：D ‎3．解析：(3)用饱和食盐水去除氯气中的HCl气体，再用浓硫酸除去水蒸气。‎ ‎(4)氯气的密度大于空气，可用向上排空气法收集或排饱和食盐水收集。(5)氯气有毒，用强碱溶液吸收，由于氢氧化钙的溶解度较小，导致溶液的浓度小，不能完全吸收过量的氯气，则不用氢氧化钙溶液吸收氯气。‎ ‎(6)氯气与KI溶液反应，生成单质碘，而碘遇到淀粉，淀粉显蓝色，可观察到淀粉试纸变蓝；若用石蕊试纸时，氯气与水反应生成盐酸、次氯酸，石蕊遇到盐酸，显红色，再与次氯酸反应，石蕊被氧化，红色褪去。‎ 答案：(3)饱和食盐水　(4)向上排空气　(5) Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全　(6)试纸立即变蓝　蓝色石蕊试纸