课时作业9 氯气的实验室制法　氯离子的检验 (word练习)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册(人教版2019）

课时作业（九） （建议用时：40 min） （见学生用书P146） 1.某实验室的尾气中含有较多的氯气，氯气有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是（　　） A.饱和石灰水 B.饱和食盐水 C.自来水 D.烧碱溶液 答案　D 解析　虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，烧碱溶液吸收效果更好，A项错误、D项正确；氯气在饱和食盐水和自来水中溶解度均较小，B、C项错误。 2.实验室利用如图所示装置制备氯气，图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是（　　） A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 答案　C 解析　①发生装置正确，②除去HCl应用饱和食盐水，不能用NaOH溶液，③干燥装置中气体应从长管进短管出，④尾气处理要用饱和NaOH溶液，不能用澄清石灰水。故选C项。 3.根据氯气的物理性质，有人设计了如图所示的装置收集氯气，下列说法中正确的是（　　） A.排空气法收集氯气：A进气，B出气 B.排空气法收集氯气：B进气，A出气 C.排饱和食盐水法收集氯气：A进气，B出液 D.排氢氧化钠溶液法收集氯气：B进气，A出液 答案　A 解析　氯气的密度比空气大，若用排空气法收集，集气瓶中导管应长进短出，A项正确；由以上分析可知，B项错误；若用排饱和食盐水法收集氯气，应短管进气长管出水，C项错误；氢氧化钠溶液会吸收氯气，D项错误。 4.检验氯化氢气体中是否混有氯气可采用的方法是（　　） A.用干燥的蓝色石蕊试纸 B.用干燥的有色布条 C.将气体通入硝酸银溶液 D.用湿润的淀粉碘化钾试纸 答案　D 解析　A项，氯化氢和氯气与干燥的蓝色石蕊试纸都不反应，不能检验氯化氢气体中是否含有氯气；B项，氯气和氯化氢都不能使干燥的有色布条褪色，因此不能检验氯化氢气体中是否含有氯气；C项，氯化氢、氯气溶于水，均能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，因此不能检验氯化氢气体中是否含有氯气；D项，氯气具有氧化性，能将碘化钾氧化生成单质碘，淀粉遇碘显蓝色，而氯化氢与碘化钾不反应，据此可以检验氯化氢气体中是否含有氯气。 5.下列试剂能够用来鉴别KNO3溶液和KCl溶液的是（　　） A. AgNO3溶液 B.稀盐酸 C. BaCl2溶液 D. NaOH溶液 答案　A 解析　根据题中所给物质分析，两物质的阴离子不同，故用AgNO3溶液检验出氯离子即可。 6.实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气（　　） A.①比②多 B.②比①多 C.一样多 D.无法比较 答案　B 解析　反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，①含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应，由关系式4HCl～Cl2可知，理论上可得71 g氯气，但实际上当盐酸浓度降低到一定程度时，反应停止，溶质HCl不可能全部反应，故实际生成的氯气应小于71 g； ②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应，因为浓盐酸足量，可以使87 g MnO2全部反应，故生成的氯气为71 g，所以得到氯气的量：②＞①，B项正确。 7.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：　　　　　　　　。 解析　由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；又因沉淀不完全消失，故一定含有KCl。 答案　（1）KCl、K2CO3　KNO3　（2）Ag＋＋Cl－AgCl↓、2Ag＋＋CAg2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋2Ag＋＋H2O＋CO2↑ 8.实验室用如下装置制取氯气，并用以下实验装置探究氯气相关性质。回答下列问题： （1）已知实验室制取Cl2的原理为：MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，浓HCl的作用是　　　　（填选项），每产生1个Cl2转移　　　　个电子。 A.氧化性 B.还原性 C.酸性 （2）连接好实验装置后，用酒精灯微热圆底烧瓶，X中导管口有气泡冒出，移开酒精灯，片刻之后，当X中导管出现　　　　，则证明气密性良好。 （3）试管C中的试剂为饱和食盐水，为了验证干燥的Cl2无漂白性，湿润的Cl2具有漂白性，E中试剂为　　　　，干燥的有色布条应该放在装置　　　　（填D或F）。 （4）装置G中，淀粉变蓝，根据实验现象，写出发生的离子方程式为　　　　。 （5）装置X中试剂为NaOH溶液，写出其离子反应方程式：　　　　。 （6）通过实验可得，MnO2、Cl2、I2的氧化性由强到弱依次是　　　　。 解析　（1）由反应可知部分盐酸转化为氯气，表现还原性，部分转化为氯化锰表现酸性；由价态变化可知每生成1个氯气分子转移2个电子。（2）验证整套装置的气密性，用酒精灯微热圆底烧瓶，X中导管口有气泡冒出，移开酒精灯，片刻之后，当X中导管出现一段水柱且能维持一段时间，可说明装置气密性良好。（3）由以上分析可知，验证氯气能否是有色布条褪色应在E中加浓硫酸干燥氯气后，在F中放置干燥有色布条，观察是否褪色验证。（4）G中氯气和KI反应生成碘单质和氯化钾，反应的离子方程式为：Cl2＋2I－2Cl－＋I2。（5）X中为氢氧化钠，用于吸收尾气，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，反应的离子方程式为：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。（6）在制取氯气的反应中二氧化锰作氧化剂，氯气作氧化产物；在氯气与碘化钾的反应中氯气作氧化剂，碘单质作氧化产物，根据氧化性：氧化剂＞氧化产物可知，氧化性：MnO2＞Cl2＞I2。 答案　（1）BC　2　（2）一段稳定的水柱　（3）浓H2SO4　 F （4）Cl2＋2I－2Cl－＋I2 （5）Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O （6）MnO2＞Cl2＞I2 9.某化学兴趣小组模拟设计了如下的实验装置（夹持仪器已略去）。下列说法错误的是（　　） A.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物质的量之比为5∶3 B.当三颈烧瓶中充满黄绿色气体时，把d中的H2O加入三颈烧瓶，发现红色布条颜色褪去 C.干燥管c中无水CaCl2的作用是干燥氯气和除去挥发的HCl，可以用碱石灰代替固体CaCl2 D.拆除装置前，把f中NaOH溶液加入三颈烧瓶中可以消除氯气对环境的影响，所发生的反应为：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O 答案　C 解析　根据方程式可知，10个氯化氢作还原剂，6个氯化氢中的氯的化合价没有发生变化，体现酸性，故反应中浓盐酸体现还原性和酸性的物质的量之比为5∶3，A项正确；氯气和水反应生成次氯酸，有漂白性，则把d中的H2O加入三颈烧瓶后红色布条颜色会褪去，B项正确；氯化钙不能吸收氯化氢，不能除去挥发的HCl，另外碱石灰可以和氯气反应，C项错误；氯气可以和氢氧化钠反应，可以用氢氧化钠除去没有反应完的氯气，D项正确。 10.在实验室制氯气时有如下操作，正确的操作顺序是（　　） ①连接好装置，检查气密性　②缓缓加热，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 答案　D 解析　实验室制取气体的实验操作要注意：①连接好装置后，要先检查装置气密性，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，一定要有尾气处理装置。 11.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　） A. b既具有氧化性，又具有还原性 B.水溶液的pH：a＜d C. c可用于自来水消毒 D. e、f分别与a的浓溶液混合均可制备b 答案　B 解析　由元素的化合价及物质类别可知，a为HCl，b为Cl2，c为ClO2，d为HClO，e为次氯酸盐，f为氯酸盐；氯气化合价为0价，处于中间价态，既具有氧化性，又具有还原性，A项正确；未说明溶液浓度，无法比较，B项错误；ClO2具有氧化性，可用于自来水消毒，C项正确；Cl、ClO－分别与浓盐酸混合发生归中反应，均可制备氯气，D项正确。 12.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.图Ⅰ：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完 B.图Ⅱ：仅证明新制氯水具有酸性 C.图Ⅲ：产生了棕黄色的雾 D.图Ⅳ：干燥的有色布条不褪色，而湿润的有色布条褪色 答案　D 解析　MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，随着反应的进行，浓盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，即使MnO2过量，盐酸也不能全部消耗完，A项错误；不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B项错误；铜丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色的烟，C项错误；Cl2不具有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但Cl2溶于水生成的HClO具有漂白性，能使有色布条褪色，D项正确。 13.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质，图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析错误的是（　　） A.①中淀粉KI试纸变蓝，说明氯气的氧化性强于碘 B.②中产生白色沉淀，说明氯气与水反应生成Cl－ C.③中的溶液变为棕黄色，说明氯气有氧化性 D.④溶液先变红后褪色，体现了氯水的酸性和氧化性 答案　B 解析　向淀粉碘化钾溶液中加入氯水，溶液变为蓝色，说明生成I2，可证明氯气的氧化性强于碘，A项正确； ②中产生白色沉淀，有可能是挥发的氯化氢气体中的氯离子与银离子生成氯化银沉淀，B项错误；氯化亚铁与氯气生成氯化铁溶液，氯的化合价从0价降为－1价，说明氯气有氧化性，C项正确；溶液先变红后褪色，说明氯水有酸性和漂白性，D项正确。 14.某溶液中可能含有K＋、Na＋、C、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验： 序号 实验操作及现象 步骤① 取原溶液，进行焰色试验，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色 步骤② 取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生 请回答下列问题： （1）原溶液中一定存在的离子是　　　　（填离子符号，下同），一定不存在的离子是　　　　，可能存在的离子是　　　　　　　　　　　。 （2）为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　焰色试验显黄色说明有Na＋，透过蓝色钴玻璃无紫色，说明不含K＋，原溶液加盐酸有气体生成，说明有C，根据题给实验无法确定是否含有Cl－。 答案　（1）Na＋、C　K＋　Cl－ （2）取原溶液，向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀HNO3，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－ 15.氯化铝是一种无色透明晶体，是有机合成的重要催化剂，食品级无水氯化铝也可用作膨松剂、絮凝剂等。氯化铝熔点为194 ℃，183 ℃升华，其蒸气是缔合分子（Al2Cl6）。无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾，某同学设计了如下图所示装置制备少量的无水AlCl3.请按要求回答问题。 （1）a中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　。 （2）b、c、f中盛有的试剂依次为　　　　、　　　　、　　　　。 （3）直接用e收集产物比用导管连接d、e的优点是　　　　。 （4）实验过程中应先点燃　　　　处的酒精灯（选填“a”或“d”）。 （5）g的作用是　　　　，g中的盛有足量的Na2CO3溶液，则g中发生反应的离子方程式是 　　　　　　　　。 （6）实验室有足量的浓盐酸，要制取133.5 g AlCl3理论上需要MnO2　　　　g，实际称取的MnO2固体量必须适当多于理论量，主要原因是什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（答出1点即可） 解析　装置a中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置c中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，装置d中氯气与铝粉共热反应制备氯化铝，装置e用于冷凝收集氯化铝，装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气，防止水蒸气进入e中导致氯化铝遇水产生大量白雾，装置g中盛有的碳酸钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气。（1）a中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。（2）装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置c中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气，防止水蒸气进入e中导致氯化铝遇水产生大量白雾。（3）由题意可知，氯化铝蒸气遇冷转化为氯化铝固体，氯化铝固体会堵塞导气管导致发生意外事故，所以直接用e收集产物比用导管连接d、e的优点是防止堵塞。（4）铝易与空气中的氧气反应，为防止铝被氧化，实验时应先点燃a初酒精灯，用氯气排尽装置中的空气后，再点燃d处酒精灯。（5）装置g中盛有的碳酸钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，氯气与足量碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠，反应的离子方程式为Cl2＋2C＋H2OCl－＋ClO－＋2HC。（6）由方程式可得如下转化关系：3MnO2—3Cl2—2AlCl3，则制取133.5 g氯化铝理论上需要二氧化锰的质量为＝130.5 g；铝与氯气共热反应前，用a中反应的氯气排尽装置中的空气会消耗氯气，装置内存有的氯气，以及与铝粉反应的氯气过量等因素都会导致氯气的实际用量大于理论用量，所以实际称取的二氧化锰固体量必须适当多于理论量。 答案　（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　（2）饱和食盐水　浓硫酸　浓硫酸　（3）防止堵塞　（4）a　（5）吸收多余氯气，防止污染空气　Cl2＋2C＋H2OCl－＋ClO－＋2HC　（6） 130.5　装置内会存有Cl2；排尽装置中的空气损耗Cl2；与铝粉反应的Cl2过量 学科网（北京）股份有限公司 $$