课时14 氯气的实验室制法 氯离子的检验-2024-2025学年高一化学【强基提能】同步分层练（人教版2019必修第一册）

第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第二节 氯及其化合物 课时14 氯气的实验室制法 氯离子的检验 1．了解实验室制取气体时选择发生、除杂、收集和尾气处理等装置的依据，学会Cl2的实验室制法； 2．掌握Cl－的检验方法。 1．实验室制取Cl2时，能用于干燥Cl2的试剂是( ) A．碱石灰 B．浓硫酸 C．固体烧碱 D．生石灰 2．某实验的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是(　　) A．饱和的石灰水 B．饱和的食盐水 C．自来水 D．烧碱溶液 3．某实验的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是(　　) A．饱和的石灰水 B．饱和的食盐水 C．自来水 D．烧碱溶液 4．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 5．现有久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液，可加入一种试剂就能区别它们，则这种试剂是(　　) A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水 6．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。若反应过程中消耗了0.2 mol HCl，理论上可收集到的氯气的质量(　　) A．等于3.55 g B．小于3.55 g C．大于3.55 g D．约等于7.1 g 7．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．MnO2是反应的氧化剂，盐酸是还原剂 B．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替 C．用饱和碳酸氢钠溶液可除去Cl2中混有的HCl D．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性 8．实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 A．制取Cl2 B．除去Cl2中的HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2 9．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 10．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-)，正确的操作是 A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 B．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 C．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失 D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 11．下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置能达到实验目的的是 A．用装置甲制取Cl2 B．用装置乙除去HCl杂质 C．用装置丙制备KMnO4 D．用装置丁处理尾气 12．利用如图所示装置进行Cl2的制备与性质探究实验时，下列说法正确的是 A．装置甲中MnO2与浓盐酸的反应，只体现浓盐酸的还原性 B．装置乙的作用是除去Cl2中的 C．装置丙中溶液先变红后褪色，说明Cl2具有漂白性 D．装置丁中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 13．下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是( ) 14．已知KMnO4与浓盐酸在常温下能反应产生Cl2。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 15．现有久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液，可加入一种试剂就能区别它们，则这种试剂是(　　) A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水 16．化合价和物质类别是整理元素及其化合物知识的两个要素。下图是部分含氯物质的“价—类”二维图，下列说法错误的是 A．物质a属于电解质 B．物质d既有氧化性又有还原性 C．f转化为d的反应是氧化还原反应 D．e的可溶性盐中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验 17．含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用下图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是( ) A．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗 B．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液 C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成 D．装置c的作用是吸收尾气 18．某兴趣小组模拟工业制漂白粉，设计了如图所示的实验装置。 已知：①氯气和碱反应放出热量； ②温度高时，6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。 请回答下列问题： (1)圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为___________；装置乙中饱和食盐水的作用是___________。 (2)漂白粉在空气中失效的原因是___________、___________(用化学方程式表示)。 (3)该小组制得的漂白粉中CaCl2的量远大于Ca(ClO)2的量，其主要原因是___________；为提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是___________(任写一种即可)。 19．含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。 (1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。 (2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。 (3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。 20． NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。常温下ClO2为黄绿色有毒气体，易溶于水。ClO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸，与碱反应生成ClO3-和ClO2-等。实验室制备ClO2的反应原理为2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。下列说法正确的是( ) A．新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中 B．可用广泛pH试纸测定新制氯水的pH值 C．NaClO与CO2反应的离子方程式为NaClO+CO2+H2O=HClO+Na++HCO3- D．使用NaClO消毒时，可用盐酸酸化 21．氯气是现代工业和生活中常用的杀菌消毒剂。回答下列问题： (1)实验室常用MnO2固体和浓盐酸在加热条件下制取Cl2，反应的离子方程式为 。实验室还可用KClO3固体和浓盐酸在室温条件下制取少量氯气(同时生成KCl和H2O)，可选用图中的 (选填“A”或“B”)作为发生装置，反应的离子方程式为 。图所示装置中玻璃弯管的作用是 。 (2)某实验小组同学将上面制得的氯气通入蒸馏水中获得了氯气的水溶液——氯水，并利用如下装置探究氯水的成分及性质： 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验操作 实验现象 溶液变蓝 石蕊溶液先变红，后褪色 (说明：试管中溶液均为，均滴入氯水5滴；淀粉遇变蓝) ①实验I中反应方程式为 ，由此推断氧化性：Cl2 I2(填“”或“”)。 ②实验Ⅱ中溶液变红是由于溶液中含有 (填微粒符号，下同)；使溶液褪色的微粒是 。 22．化学为疫情防控提供了强有力的支撑。许多含氯物质既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。 (1)舍勒用软锰矿(主要成分为二氧化锰)为原料得到氯气，反应的化学方程式为 。 (2)应用以上原理制备、净化、收集氯气并进行性质检验和尾气处理，下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是 。 (3)为验证氯水中HClO分解的产物，现用强光照射氯水，并用氯离子浓度传感器、氧气传感器(测体积分数)、pH传感器等仪器进行数据采集，获得相关变化曲线如图。图中纵坐标可表示的物理量是 (任写两个)。 (4)下列物质常用于杀菌消毒，其中消毒原理与HClO相同的是_______ A．O3 B．酒精 C．熟石灰 D．KMnO4 (5)84消毒液的主要成分为NaClO和NaCl，不能与酸性清洁剂混合使用，其原因是 。 (6)二氧化氯(ClO2)是常用消毒剂，但其稳定性差，通常把它通入H2O2和NaOH的混合溶液中，使之转化成NaClO2，便于运输储存。写出对应的离子方程式 。 (7)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，NaClO、ClO2、NaClO2作为消毒剂，还原产物相同，这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为 。 23．一氧化二氯(Cl2O)为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一，其部分性质如下： 物理性质 化学性质 常温下，Cl2O是棕黄色有刺激性气味的气体；熔点：－120.6℃：沸点2.0℃ Cl2O热稳定性差，常温下即可分解；易溶于水，同时反应生成次氯酸。 实验室制备原理：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2＝2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。 现用如图所示装置设计实验制备少量Cl2O。(已知实验室制Cl2的方法：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O) (1)仪器组装完成、加药品前应进行的实验操作为_____________________。 (2)装置A中发生反应的离子方程式为______________________________。 (3)装置B中盛放的试剂是_____________溶液。 (4)E装置中冰水混合物的作用_________________________________。 (5)反应结束后，请设计简单实验证明装置C中的残留固体中含有NaCl，________________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第二节 氯及其化合物 课时14 氯气的实验室制法 氯离子的检验 1．了解实验室制取气体时选择发生、除杂、收集和尾气处理等装置的依据，学会Cl2的实验室制法； 2．掌握Cl－的检验方法。 1．实验室制取Cl2时，能用于干燥Cl2的试剂是( ) A．碱石灰 B．浓硫酸 C．固体烧碱 D．生石灰 【答案】B 【解析】A项，碱石灰和氯气反应，不能干燥氯气，A错误；B项，浓硫酸和氯气不反应且可以吸收水蒸气，B正确；C项，固体烧碱是氢氧化钠，可以和氯气反应，不能干燥氯气，C错误；D项，生石灰主要含有氧化钙，可以和氯气反应不能干燥氯气，D错误；故选B。 2．某实验的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是(　　) A．饱和的石灰水 B．饱和的食盐水 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，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用自来水吸收效果不好，C项错误。 3．某实验的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是(　　) A．饱和的石灰水 B．饱和的食盐水 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，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用自来水吸收效果不好，C项错误。 4．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 【答案】D 【解析】Cl2消毒过的自来水中含有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，D项符合题意。 5．现有久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液，可加入一种试剂就能区别它们，则这种试剂是(　　) A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水 【答案】C 【解析】A项，四种物质与硝酸银均生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，错误；B项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠遇酚酞均为无色，不能鉴别，错误；C项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液分别与紫色石蕊混合的现象为：变红、先变红后褪色、无现象、蓝色，现象不同，可鉴别，正确；D项，四种物质与食盐水均不反应，现象相同，不能鉴别，错误。 6．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。若反应过程中消耗了0.2 mol HCl，理论上可收集到的氯气的质量(　　) A．等于3.55 g B．小于3.55 g C．大于3.55 g D．约等于7.1 g 【答案】A 【解析】理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则 4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4 mol　　　　　　　　　　　 71 g 0．2 mol　　　　　　　　　　 x x＝3.55 g。 7．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．MnO2是反应的氧化剂，盐酸是还原剂 B．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替 C．用饱和碳酸氢钠溶液可除去Cl2中混有的HCl D．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性 【答案】A 【解析】发生MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，Mn元素的化合价降低、Cl元素的化合价升高，则MnO2是反应的氧化剂，盐酸是还原剂，A正确；若用长颈漏斗代替，氯气易从长颈漏斗逸出，且无法控制浓盐酸的用量，盛浓盐酸的分液漏斗不能用长颈漏斗代替，B错误；氯气与碳酸氢钠溶液反应，应选饱和食盐水除去，C错误；氯气与水反应生成HClO具有漂白性，能使湿润的有色布条褪色，氯气不具有漂白性，D错误。 8．实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 A．制取Cl2 B．除去Cl2中的HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2 【答案】C 【解析】A项，实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；B项，除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；C项，氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；D项，对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。 故选C。 9．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。 10．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-)，正确的操作是 A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 B．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 C．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失 D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 【答案】B 【解析】A项，向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中可能存在氯离子、碳酸根离子等，A错误；B项，向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则未知溶液中肯定存在氯离子，B正确；C项，向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失，可能存在氯离子或银离子，C错误；D项，向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，因加入试剂中存在氯离子，故此实验无法证明原溶液中肯定存在氯离子，D错误。故选B。 11．下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置能达到实验目的的是 A．用装置甲制取Cl2 B．用装置乙除去HCl杂质 C．用装置丙制备KMnO4 D．用装置丁处理尾气 【答案】B 【解析】A项，MnO2和浓盐酸需要在加热条件下制取Cl2，不能达到实验目的；B项，MnO2和浓盐酸制得的氯气中混有HCl气体，可以用饱和食盐水除去，饱和食盐水中的Cl－可抑制氯气和水反应，能达到实验目的；C项，装置丙中盛有K2MnO4和KOH的混合物，氯气和两种物质都反应，所得KMnO4不纯，混有杂质KCl等，不能达到实验目的；D项，氯气和无水氯化钙不反应，不能用装置丁处理尾气，不能达到实验目的。 12．利用如图所示装置进行Cl2的制备与性质探究实验时，下列说法正确的是 A．装置甲中MnO2与浓盐酸的反应，只体现浓盐酸的还原性 B．装置乙的作用是除去Cl2中的 C．装置丙中溶液先变红后褪色，说明Cl2具有漂白性 D．装置丁中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 【答案】B 【解析】A项，装置甲中MnO2与浓盐酸的反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，体现浓盐酸的还原性和酸性，A错误；B项，装置甲中制备的氯气中混有HCl气体，乙中饱和NaCl溶液作用为除去Cl2中的HCl，B正确；C项，氯气与水反应生成HCl、HClO，且HClO具有漂白性，则使紫色石蕊试液先变红后褪色，不是氯气具有漂白性，C错误；D项，装置丁中发生的反应为2FeCl2+Cl2=2FeCl3，反应的氧化剂Cl2与还原剂FeCl2的物质的量之比为1：2，D错误；故选B。 13．下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是( ) 【答案】B 【解析】A项，该反应制取氯气需要加热，图中缺酒精灯，A不合理；B项，浓硫酸干燥氯气，干燥的红色布条不褪色可说明干燥的氯气没有漂白性，B合理；C项，氯气密度大于空气，要用向上排空气法收集氯气，C不合理；D项，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，不能用饱和食盐水吸收尾气，应换成氢氧化钠溶液，D不合理；故选B。 14．已知KMnO4与浓盐酸在常温下能反应产生Cl2。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 【解析】①KMnO4与浓盐酸在常温下反应产生Cl2，①正确；②浓盐酸易挥发，生成的氯气中混有HCl和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，Cl2会与NaOH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。故选D。 15．现有久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液，可加入一种试剂就能区别它们，则这种试剂是(　　) A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水 【答案】C 【解析】A项，四种物质与硝酸银均生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，错误；B项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠遇酚酞均为无色，不能鉴别，错误；C项，久置的氯水、新制的氯水、氯化钠、氢氧化钠四种溶液分别与紫色石蕊混合的现象为：变红、先变红后褪色、无现象、蓝色，现象不同，可鉴别，正确；D项，四种物质与食盐水均不反应，现象相同，不能鉴别，错误。 16．化合价和物质类别是整理元素及其化合物知识的两个要素。下图是部分含氯物质的“价—类”二维图，下列说法错误的是 A．物质a属于电解质 B．物质d既有氧化性又有还原性 C．f转化为d的反应是氧化还原反应 D．e的可溶性盐中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验 【答案】C 【解析】A项，电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物；由图可知，a为-1价氯元素的氢化物，为HCl，属于电解质，正确；B项，d为+1价氯元素的酸，为HClO，氯元素处于中间价态可升可降，既有氧化性又有还原性，正确；C项，f转化为d的反应中没有元素化合价改变，不是氧化还原反应，错误；D项，e的可溶性盐中的阴离子为氯离子，氯离子能和硝酸银生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，故可用AgNO3溶液和稀硝酸检验，正确。 17．含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用下图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是( ) A．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗 B．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液 C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成 D．装置c的作用是吸收尾气 【答案】B 【解析】最左侧为MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2的装置，发生的反应为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O，装置a为除去挥发的HCl，装置b为Cl2与NaOH发生反应生成NaClO，装置c为尾气吸收装置。A项，根据仪器结构可知，盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗，A正确；B项，装置a为除去挥发的HCl，其中的试剂为饱和NaCl溶液，B错误；C项，装置b中，冰水浴可降低NaClO的溶解度，有利于NaClO的生成，C正确；D项，Cl2有毒，不能直接排放至空气中，因此装置c为尾气吸收装置，D正确；故选B。 18．某兴趣小组模拟工业制漂白粉，设计了如图所示的实验装置。 已知：①氯气和碱反应放出热量； ②温度高时，6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。 请回答下列问题： (1)圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为___________；装置乙中饱和食盐水的作用是___________。 (2)漂白粉在空气中失效的原因是___________、___________(用化学方程式表示)。 (3)该小组制得的漂白粉中CaCl2的量远大于Ca(ClO)2的量，其主要原因是___________；为提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是___________(任写一种即可)。 【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 吸收Cl2中的HCl气体 (2)Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO 2HClO2HCl+O2↑ (3)氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O 将丙装置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯气产生速率 【解析】(1)圆底烧瓶内二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水，发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；甲装置制取的氯气含有氯化氢杂质，装置乙中饱和食盐水的作用是吸收Cl2中的HCl气体；(2)漂白粉在空气中和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸不稳定，分解为盐酸和氧气，漂白粉失效的原因是Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑；(3)氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O，所以制得的漂白粉中CaCl2的量远大于Ca(ClO)2的量；为提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是将丙装置浸在盛有冷水的水槽中。 19．含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。 (1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。 (2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。 (3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。 【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)c-d-b-a-e (3) HClO 向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl- 【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取Cl2，化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；(2)根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c-d-b-a-e；(3)久置后不能使品红溶液褪色，说明HClO已分解；检验Cl-的方法为向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-。 20． NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。常温下ClO2为黄绿色有毒气体，易溶于水。ClO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸，与碱反应生成ClO3-和ClO2-等。实验室制备ClO2的反应原理为2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。下列说法正确的是( ) A．新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中 B．可用广泛pH试纸测定新制氯水的pH值 C．NaClO与CO2反应的离子方程式为NaClO+CO2+H2O=HClO+Na++HCO3- D．使用NaClO消毒时，可用盐酸酸化 【答案】A 【解析】A项，氯水中的次氯酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处，故A正确；B项，新制氯水具有漂白性，能漂白pH试纸，所以不能用广泛pH试纸测新制氯水的pH，故B错误；C项，酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-，NaClO与CO2反应生成次氯酸和碳酸氢钠，正确的离子方程式为：ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-，故C错误；D项，NaClO与盐酸反应生成有毒的氯气，故不能用盐酸酸化，故D错误；故选A。 21．氯气是现代工业和生活中常用的杀菌消毒剂。回答下列问题： (1)实验室常用MnO2固体和浓盐酸在加热条件下制取Cl2，反应的离子方程式为 。实验室还可用KClO3固体和浓盐酸在室温条件下制取少量氯气(同时生成KCl和H2O)，可选用图中的 (选填“A”或“B”)作为发生装置，反应的离子方程式为 。图所示装置中玻璃弯管的作用是 。 (2)某实验小组同学将上面制得的氯气通入蒸馏水中获得了氯气的水溶液——氯水，并利用如下装置探究氯水的成分及性质： 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验操作 实验现象 溶液变蓝 石蕊溶液先变红，后褪色 (说明：试管中溶液均为，均滴入氯水5滴；淀粉遇变蓝) ①实验I中反应方程式为 ，由此推断氧化性：Cl2 I2(填“”或“”)。 ②实验Ⅱ中溶液变红是由于溶液中含有 (填微粒符号，下同)；使溶液褪色的微粒是 。 【答案】(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O A ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O 平衡气压，便于液体顺利滴下；防止浓盐酸挥发 (2) Cl2+2KI=2KCl+I2 > H+ HClO 【解析】(1)实验室常用MnO2固体和浓盐酸在加热条件下制取Cl2，反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；实验室还可用KClO3固体和浓盐酸在室温条件下制取少量氯气，选取A装置，反应的离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；玻璃弯管的作用是：平衡气压，便于液体顺利滴下；防止浓盐酸挥发；(2)①氯水中的氯气能与KI发生反应，化学方程式为：Cl2+2KI=2KCl+I2；氯气为氧化剂，碘单质为氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，故氧化性：Cl2>I2；②石蕊试液遇酸变红，说明氯水中含H+；石蕊试液后褪色是由于氯水中的HClO具有漂白性。 22．化学为疫情防控提供了强有力的支撑。许多含氯物质既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。 (1)舍勒用软锰矿(主要成分为二氧化锰)为原料得到氯气，反应的化学方程式为 。 (2)应用以上原理制备、净化、收集氯气并进行性质检验和尾气处理，下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是 。 (3)为验证氯水中HClO分解的产物，现用强光照射氯水，并用氯离子浓度传感器、氧气传感器(测体积分数)、pH传感器等仪器进行数据采集，获得相关变化曲线如图。图中纵坐标可表示的物理量是 (任写两个)。 (4)下列物质常用于杀菌消毒，其中消毒原理与HClO相同的是_______ A．O3 B．酒精 C．熟石灰 D．KMnO4 (5)84消毒液的主要成分为NaClO和NaCl，不能与酸性清洁剂混合使用，其原因是 。 (6)二氧化氯(ClO2)是常用消毒剂，但其稳定性差，通常把它通入H2O2和NaOH的混合溶液中，使之转化成NaClO2，便于运输储存。写出对应的离子方程式 。 (7)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，NaClO、ClO2、NaClO2作为消毒剂，还原产物相同，这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为 。 【答案】(1) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)ACD (3)氯离子浓度、氧气体积分数 (4)AD (5)NaClO和NaCl在酸性环境发生反应ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，生成有毒氯气，污染环境 (6)2ClO2+H2O2+2OH-=ClO2-+2H2O+O2↑ (7) ClO2＞NaClO2＞NaClO 【解析】(1)二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)A项，二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气，故A错误；B项，用饱和食盐水除去氯气中的HCl，用浓硫酸干燥氯气，导气管均长进短出，故B正确；C项，收集氯气时，导气管应长进短出，故C错误；D项，经过装置B，得到纯净干燥的氯气，氯气先通过干燥的红布条，证明氯气无漂白性，再通过湿润的红布条，证明氯气与水反应生成的物质具有漂白性，故C正确；E．该装置用于吸收多余的氯气，防止污染环境，应用氢氧化钠溶液，故D错误；故选ACD。(3)氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO，HClO见光分解2HClO2HCl+O2，故随着时间的延长，溶液中氯离子浓度逐渐增大，氧气体积分数逐渐增大，酸性逐渐增强，pH减小，故图中纵坐标可表示的物理量是氯离子浓度、氧气体积分数。(4)A项，O3因具有强氧化性而能杀菌消毒；B项，酒精能使蛋白质变性而能杀菌消毒；C项，熟石灰由强碱性，能使蛋白质变性而能杀菌消毒；D项，KMnO4因具有强氧化性而能杀菌消毒；故选AD。(5)84消毒液的主要成分为NaClO和NaCl，不能与酸性清洁剂混合使用，其原因是NaClO和NaCl在酸性环境发生反应ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，生成有毒氯气，污染环境。(6)由信息可知，ClO2被H2O2还原为NaClO2，对应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=ClO2-+2H2O+O2↑。(7)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，NaClO、ClO2、NaClO2的还原产物均为氯离子，根据信息可知NaClO、ClO2、NaClO2的有效氯含量分别为、、，故这三种消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为ClO2＞NaClO2＞NaClO。 23．一氧化二氯(Cl2O)为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一，其部分性质如下： 物理性质 化学性质 常温下，Cl2O是棕黄色有刺激性气味的气体；熔点：－120.6℃：沸点2.0℃ Cl2O热稳定性差，常温下即可分解；易溶于水，同时反应生成次氯酸。 实验室制备原理：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2＝2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。 现用如图所示装置设计实验制备少量Cl2O。(已知实验室制Cl2的方法：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O) (1)仪器组装完成、加药品前应进行的实验操作为_____________________。 (2)装置A中发生反应的离子方程式为______________________________。 (3)装置B中盛放的试剂是_____________溶液。 (4)E装置中冰水混合物的作用_________________________________。 (5)反应结束后，请设计简单实验证明装置C中的残留固体中含有NaCl，________________________________________。 【答案】(1)装置的气密性 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑ (3)饱和食盐水 (4)使Cl2O冷凝收集且防止Cl2O分解 (5)取少量反应后的固体于试管中，加水溶解，加足量的稀HNO3至无气体产生，再加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，证明原固体中存在氯化钠 【解析】利用A装置通过反应MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑制取Cl2，由于浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中混有HCl，为防止干扰Cl2O的制取，需要先用装置B除去HCl杂质，再利用装置C发生反应2Na2CO3＋H2O＋2Cl22NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O制取Cl2O，由于Cl2O易溶于水，同时与水反应生成次氯酸，所以收集前要通过D装置干燥，再利用装置E收集Cl2O，并验证其沸点低、易液化的特点，同时由于氯气、Cl2O都是大气污染物，最后要用G装置进行尾气处理。(1)该实验有气体制取并参与反应，加药品前应检查装置的气密性；(2)装置A为制取氯气，二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、水、氯气：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑；(3)装置B是除去Cl2中的杂质HCl气体的，为减少Cl2的溶解消耗，B中盛有饱和食盐水；(4)Cl2O的沸点低、易液化且热稳定性差，常温下即可分解；E装置中冰水混合物的作用使Cl2O冷凝收集且防止Cl2O分解；(5)氯离子和银离子能生成不溶于酸的氯化银沉淀；检验氯化钠的实验方案为：取少量反应后的固体于试管中，加水溶解，加足量的稀HNO3至无气体产生，再加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，证明原固体中存在氯化钠。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$