2.2.3氯气的实验室制备（习题）-【名课堂精选】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第一册） （解析版）

第二节氯及其化合物基础巩固第3课时氯气的实验室制备1．在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气，制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗，下列有关理由叙述错误的是(　　)A．防止氯气扩散到空气中造成污染B．便于控制加入盐酸的量C．分液漏斗加入液体快D．尽量避免氯化氢挥发到空气中【答案】C　【解析】用分液漏斗既可防止氯化氢气体和氯气挥发污染环境，同时又可控制滴加盐酸的量和快慢，从而控制反应速率，提高盐酸的利用率。2．下列有关实验室制取氯气的说法不正确的是A．可用二氧化锰和稀盐酸加热反应生成氯气B．干燥氯气时常用浓硫酸作干燥剂C．多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收D．收集氯气用向上排空气法【答案】A【解析】A．制备氯气用浓盐酸，二氧化锰和稀盐酸不反应，故A错误；B．浓硫酸能吸收水蒸气且和氯气不反应，所以实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂，故B正确；C．氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，防止污染环境，故C正确；D．氯气的密度大于空气，用向上排气法收集，故D正确；故选A。3．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(　　)　　　　　　　　①　②　③　　④A．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NaOH溶液可以净化氯气D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气【答案】C 【解析】A：中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；B：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；C：②中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；D：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。4．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含292gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用174gMnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的质量A．方法①比方法②多B．方法②比方法①多C．两种方法一样多D．无法比较【答案】B【解析】浓盐酸与MnO2反应的方程式为：，①用含292gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；实际消耗不足292gHCl，因为随着消耗，盐酸浓度变小，反应停止了，故产生氯气不足142g，②用174gMnO2与足量浓盐酸反应，174gMnO2可产生142g氯气，则B说法正确，A、C和D说法错误；答案选B。5．如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气B．锌和盐酸生成氢气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D．KClO3和MnO2生成氧气【答案】B【详解】A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气，反应需加热，氯气和水反应，氯气比空气重应用向上排气法，故A错误；B．锌和盐酸发生反应生成氢气，制备、干燥及收集装置均符合上述要求，故B正确；C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳，制备装置符合，二氧化碳也可少量溶解于水，二氧化碳比空气重，收集方法应用向上排气法，故C错误；D．KClO3和MnO2生成氧气，反应需加热，生成的氧气微溶于水，氧气比空气重，收集方法也不对，故D错误； 故选：B。6．（2021·上海高一课时练习）如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是选项X收集气体YA碱石灰氯化氢水B浓硫酸氯化氢氢氧化钠C碱石灰氯气水D无水氯化钙氯气氢氧化钠【答案】D【分析】由实验装置图可知，收集的气体是比空气密度小的气体。【解析】A．氯化氢能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，故A错误；B．浓硫酸为液体，不能放在干燥管中，故B错误；C．氯气能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，故C错误；D．氯气不与氯化钙反应，可以用氯化钙干燥氯气，氯气能与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，防止污染空气，故D正确；故选D。7．已知与浓盐酸在常温下能反应产生。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（）A．①处和②处B．只有②处C．只有②处和③处D．②处、③处和④处【答案】D【详解】①与浓盐酸在常温下反应产生，①正确；②浓盐酸易挥发，生成的氯气中混有和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去，会与溶液反应，故不能选择氢氧化钠溶液，②错误； ③用浓硫酸干燥氯气，导管应长进短出，③错误；④氯气与金属在试管中反应，若用单孔塞，容易造成试管内压强过大，且导管应伸到试管底部，④错误。综上，答案选D。8．实验室可用二氧化锰跟浓盐酸反应制备并收集干燥纯净氯气.进行此实验，所用仪器如图：（1）上述实验制取氯气的离子方程式为___________（2）选择上述仪器并按顺序连接_______________________：（3）B、D中试剂的作用分别是___、___。（4）有兴趣小组将实验制得的氯气通入石灰乳中制漂白粉，写出该反应的化学方程式：__，该反应中氯气作__(填“氧化剂”“还原剂”或“氧化剂和还原剂”)。【答案】（1）MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O（2）CBAED（3）除去Cl2中混有的HCl吸收尾气(氯气)，防止氯气污染空气（4）2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O氧化剂和还原剂【解析】(1)C中浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；（5）(2)实验室用二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气，产生的氯气中有水蒸气和挥发的HCl，先用饱和食盐水除去氯气中的HCl，再用浓硫酸干燥氯气，氯气的密度大于空气，采用向上排空气法收集氯气，最后多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收防止污染空气，故答案CBAED(3）B中饱和食盐水用于除去氯气中的HCl，D中的氢氧化钠吸收多余的氯气防止污染，故答案为：除去Cl2中混有的HCl；吸收尾气(氯气)，防止氯气污染空气；(4)氯气通入石灰乳中生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，由反应知，氯气中Cl的化合价既升高也降低，所以氯气既是氧化剂也是还原剂，故答案为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；氧化剂和还原剂；9．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示： (1)请分别写出下列物质的化学式(如为溶液请填溶质的化学式)：A________、B________、D________。(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明反应条件)：A＋H2O(离子方程式)：____________________；A＋NaOH(离子方程式)：________________________；D―→A(化学方程式)：__________________________。【答案】　(1)Cl2　HClO　HCl　(2)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　【解析】　由题意可知A为氯气，B为次氯酸，D为氯化氢，C为氯化钠，E为次氯酸钠。能力提升10.无水（178℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用Al和氯气通过如图装置制备。已知装置A中产生的氯气中混有少许HCl和水蒸气。则下列说法正确的是()A.试剂瓶B、C、F中分别盛饱和溶液、浓硫酸、浓硫酸B.氯化铝产品最后在装置E中收集C.实验开始时应先点燃D处酒精灯D.装置F和G可用盛有无水的干燥管替换【答案】B【解析 】根据实验装置图可知，该实验中A装置为加热条件下用浓盐酸与二氧化锰制取氯气的发生装置；氯气中混有氯化氢和水蒸气，先用B装置中饱和食盐水除去氯化氢，再用C装置中浓硫酸干燥；氯气与铝在D装置反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气，用G装置中的氢氧化钠吸收；为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸气反应，F装置中盛放浓硫酸以防止G中水蒸气进入气体收集装置E中，据此分析判断。试剂瓶B中应盛有饱和食盐水，用于除去氯气中混有的氯化氢，故A错误；氯化铝产品最后在装置E中收集，故B正确；实验开始时应先点燃A处酒精灯，将装置中的空气排净，再点燃D处酒精灯，故C错误；装置G用于吸收尾气中的氯气，无水不能吸收氯气，故D错误。11.Cl2O是黄棕色、具有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。已知:Cl2O的熔点为-116℃，沸点为3.8℃;Cl2的沸点为-34.6℃;HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O下列说法中不正确的是()A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释降低爆炸危险C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了防止燃烧和爆炸【答案】C【解析】制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气可以将生成的Cl2O稀释降低爆炸危险，B项正确;装置⑤是为了得到纯净的Cl2O,从装置⑤逸出的气体是空气和未反应的氯气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止燃烧和爆炸，D项正确。12．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。(1)在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是____________________，请提出合理的改进方法______________________。 (3)D中的现象是___________________，反应的离子方程式为__________________________________，分离D中液体的方法是___________________________________________。(4)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式_________________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl−，正确的操作是_____________________。(5)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。【答案】(1)c(2)Cl2中混有少量H2O(g)在A～B之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶(3)下层CCl4层呈紫红色Cl2+2I−===I2+2Cl−分液(4)Cl2+2OH−===Cl−+ClO−+H2O1∶1取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl−(5)盐酸【解析】(1)根据“固+液气”原理可知应选择c装置制取Cl2。(2)布条褪色证明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，应增加除H2O(g)的装置。(3)Cl2+2I−===I2+2Cl−，CCl4将I2萃取出来，I2溶于CCl4，溶液呈紫红色，分离两种互不相溶的液体采用分液法。(4)Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH−===Cl−+ClO−+H2O，根据反应前后Cl元素的化合价变化可知Cl2既作氧化剂，又作还原剂，且物质的量之比为1∶1；检验Cl−，应先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH−，并将ClO−转化为HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，证明含有Cl−。(5)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl与NaHCO3反应：HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故氯气与H2O反应的产物中含盐酸。13.某化学兴趣小组设计了如图装置，该装置能制取Cl2，并进行相关性质实验，且可利用装置G储存多余的氯气。（1）装置A中发生反应的化学方程式为_________。（2）实验开始时，先打开分液漏斗旋塞和活塞K，点燃装置A中的酒精灯，让氯气充满整个装置，再点燃装置E中的酒精灯。①在装置D中能看到的实验现象是________________。②在装置E的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，产物为CO2和HCl，写出E中发生反应的化学方程式为_________。③利用装置G储存多余的氯气的操作和现象是_________。（3）储气瓶b内盛放的试剂是___________________。 （4）装置B中发生反应的离子方程式为__________。【答案】（1）（2）①溶液先变红后褪色②③关闭活塞K，b中液面下降，漏斗中液面上升（3）饱和食盐水（4）【解析】（1）实验室用和浓盐酸制氯气的化学方程式为。（2）①氯气与水反应生成HCl和HClO，HC1使紫色石蕊溶液变红，次氯酸具有漂白性，使变红的石蕊溶液褪色。②装置E的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，产物为和HCl，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为。③关闭活塞K，氯气进入装置G的储气瓶b中，将b中液体压入漏斗中，b中液面下降，漏斗中液而上升。（3）氯气在饱和食盐水中的溶解度不大，所以储气瓶b中的液体为饱和食盐水。（4）氯气具有强氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，则装置B中发生反应的离子方程式为。