2025届高三化学一轮复习 课时小练：氯气的实验室制法及应用

氯气的实验室制法及应用 一、选择题 1．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HCl C．用装置丙制备NaClO溶液 D．用装置丁吸收多余的Cl2 2．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SbCl5 D．用SbCl5制备HSbF6时，可在玻璃仪器中进行 3．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，下列说法错误的是(　　) A．NaClO2的名称是亚氯酸钠 B．“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此反应的离子方程式为2OH－＋H2O2＋2ClO2===2ClO＋O2↑＋2H2O C．“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2 D．“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥 4．实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(　　) A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性 B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2 C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2 D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水 5．如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略)，下列有关说法不正确的是(　　) A．若无加热装置，则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠 B．检验氯气是否有漂白性，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸 C．装置b既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞 D．含有4 mol HCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应，产生标准状况下的Cl2体积小于22.4 L 6．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是(　　) A．KMnO4的氧化性比MnO2的强 B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂 C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满 D．制备等质量的Cl2，消耗MnO2与KMnO4的物质的量之比为5∶2 7．(2024·哈尔滨第二中学质检)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DACBE B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAE C．装置E的主要用途是制备NaClO D．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 8．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HCl 9．某学习小组探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色。实验装置如图，下列说法不正确的是(　　) A．加热前需要先通氮气，排尽空气，并检查装置的气密性 B．加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，说明反应生成了氯气 C．从安全角度出发，在装置A、B之间应添加防止堵塞导管 D．除了氯气外，升华的FeCl3、未除尽的O2都可使B中溶液变蓝 10．实验室测盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4 mL 0.2% NaClO2溶液预先装入二氧化氯发生器，37.5% HCl溶液装入分液漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2 min用注射器取样1 mL，测定NaClO2溶液的浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是(　　) A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2 ＋4H2O B．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl溶液，防止ClO2聚集 C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用 D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出 11．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．①③④ 12．反应2NaClO＋C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O可制备广谱消毒剂C3N3O3Cl2Na，装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　) A．按气流从左至右，装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e B．升高温度有利于装置A中产品的生成 C．当加入4 mol NaOH时，消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 mol D．装置D中橡胶管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下 二、综合题 13．(2024·山西临汾模拟)亚硝酰氯(NOCl)是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在常温下合成。某学习小组在实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。 已知：①亚硝酰氯易水解，能与O2反应； ②沸点：NOCl为－5.5 ℃，Cl2为－34 ℃，NO为－152 ℃； ③常温下，2NO ＋ Cl2===2NOCl、2NO2＋Cl2===2NO2Cl。 请回答下列问题： (1)NOCl中N元素的化合价为________；NOCl水解生成两种酸，其化学方程式为______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)实验所需的NO在A装置中制得，反应的离子方程式为___________________________。 (3)装置B中所盛试剂为__________________________________________________，其作用是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)实验开始时，先关闭K3，打开K2、K4，从a处通一段时间氩气，其目的是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 然后在a处接废气处理装置，关闭K1、K4，打开K3，再打开分液漏斗的活塞，滴加酸性FeSO4溶液，当观察到D中______________时， 关闭K2，打开K1、K4 ，通干燥纯净的Cl2。 (5)为收集产物和分离未反应的两种原料， E、F装置采用不同温度的低温浴槽，其中装置E的温度(T)区间应控制在__________________________________________________________， 装置F 的U形管中收集到的是________。 14．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＋2S2O===2I－＋S4O。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______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 氯气的实验室制法及应用 一、选择题 1．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HCl C．用装置丙制备NaClO溶液 D．用装置丁吸收多余的Cl2 答案　C 2．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SbCl5 D．用SbCl5制备HSbF6时，可在玻璃仪器中进行 答案　D 3．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，下列说法错误的是(　　) A．NaClO2的名称是亚氯酸钠 B．“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此反应的离子方程式为2OH－＋H2O2＋2ClO2===2ClO＋O2↑＋2H2O C．“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2 D．“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥 答案　C 4．实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(　　) A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性 B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2 C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2 D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水 答案　A 5．如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略)，下列有关说法不正确的是(　　) A．若无加热装置，则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠 B．检验氯气是否有漂白性，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸 C．装置b既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞 D．含有4 mol HCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应，产生标准状况下的Cl2体积小于22.4 L 答案　B 6．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是(　　) A．KMnO4的氧化性比MnO2的强 B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂 C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满 D．制备等质量的Cl2，消耗MnO2与KMnO4的物质的量之比为5∶2 答案　B 7．(2024·哈尔滨第二中学质检)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DACBE B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAE C．装置E的主要用途是制备NaClO D．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 答案　D 8．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HCl 答案　D 9．某学习小组探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色。实验装置如图，下列说法不正确的是(　　) A．加热前需要先通氮气，排尽空气，并检查装置的气密性 B．加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，说明反应生成了氯气 C．从安全角度出发，在装置A、B之间应添加防止堵塞导管 D．除了氯气外，升华的FeCl3、未除尽的O2都可使B中溶液变蓝 答案　B 10．实验室测盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4 mL 0.2% NaClO2溶液预先装入二氧化氯发生器，37.5% HCl溶液装入分液漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2 min用注射器取样1 mL，测定NaClO2溶液的浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是(　　) A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2 ＋4H2O B．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl溶液，防止ClO2聚集 C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用 D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出 答案　D 11．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．①③④ 答案　D 12．反应2NaClO＋C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O可制备广谱消毒剂C3N3O3Cl2Na，装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　) A．按气流从左至右，装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e B．升高温度有利于装置A中产品的生成 C．当加入4 mol NaOH时，消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 mol D．装置D中橡胶管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下 答案　B 二、综合题 13．(2024·山西临汾模拟)亚硝酰氯(NOCl)是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在常温下合成。某学习小组在实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。 已知：①亚硝酰氯易水解，能与O2反应； ②沸点：NOCl为－5.5 ℃，Cl2为－34 ℃，NO为－152 ℃； ③常温下，2NO ＋ Cl2===2NOCl、2NO2＋Cl2===2NO2Cl。 请回答下列问题： (1)NOCl中N元素的化合价为________；NOCl水解生成两种酸，其化学方程式为______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)实验所需的NO在A装置中制得，反应的离子方程式为___________________________。 (3)装置B中所盛试剂为__________________________________________________，其作用是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)实验开始时，先关闭K3，打开K2、K4，从a处通一段时间氩气，其目的是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 然后在a处接废气处理装置，关闭K1、K4，打开K3，再打开分液漏斗的活塞，滴加酸性FeSO4溶液，当观察到D中______________时， 关闭K2，打开K1、K4 ，通干燥纯净的Cl2。 (5)为收集产物和分离未反应的两种原料， E、F装置采用不同温度的低温浴槽，其中装置E的温度(T)区间应控制在__________________________________________________________， 装置F 的U形管中收集到的是________。 答案　(1)＋3　NOCl＋H2O===HCl＋HNO2　(2)Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O (3)水　将NO2转化为NO　(4)将E、F装置中的空气排出，防止亚硝酰氯水解和被氧气氧化　红棕色气体消失　(5)－34 ℃≤T＜－5.5 ℃　Cl2 14．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＋2S2O===2I－＋S4O。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　(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 学科网（北京）股份有限公司 $$