2.2 第2课时 氯气的实验室制法及氯离子的检验-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学必修第一册同步练习（人教版）

第二章 海水中的重要元素——钠和氯 练 浓盐酸 MnO 2 NaHCO 3 饱和溶液 气体 碱石灰 乙甲 丙 丁 方程式为 ； 新制氯水中具有强氧化性的分子有 。 （ 2 ） “当滴到最后一滴时溶液的红色突然 褪去”， 其原因可能有两种： 一是 ； 二是 。 请设计一个简单的实验加以证明： 。 （ 3 ） 从新制氯水中制得较高浓度的 HClO ， 可向氯水中加入 ， 然后过滤。 知识点 １ 氯气的实验室制法 1． 下列收集 Cl 2 的方法正确的是 （ ） 2. 下列关于氯气的实验装置能达到实验目的 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 可用于实验室中氯气的尾气吸收 A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ②③ 3. 实验室制备 Cl 2 时有如下操作： ① 连好装 置， 检查气密性； ② 缓缓加热； ③ 加入 MnO 2 粉末； ④ 向分液漏斗中加入浓盐酸； ⑤ 多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收； ⑥ 用 向上排空气法收集氯气。 下列操作顺序正 确的是 （ ） A. ①②③④⑤⑥ B. ③④②①⑥⑤ C. ①④③②⑥⑤ D. ①③④②⑥⑤ 4. 某化学兴趣小组利用 MnO 2 和浓盐酸制备 Cl 2 （装置如图所示）。 下列分析中不正确 的是 （ ） A. a 中最好使用分液漏斗代替长颈漏斗 B. a 中缺少加热装置 C. b 中应盛放 NaOH 溶液来净化 Cl 2 D. d 中的导管口若连接倒置漏斗可防止 倒吸 5. 下列装置应用于实验室制取氯气并回收 MnCl 2 溶液 ， 不能达到实验目的的是 （ ） 第 2课时 氯气的实验室制法及氯离子的检验 基 础 练 习 NaOH 溶液 BA C D 氯气 氯气 氯气 水 氯气 潮湿的 有色布条 NaOH 溶液 ②① ③ ④ NaOH 溶液 a b c d MnO 2 45 练 高中化学必修第一册 （人教版） 1. 某同学用如图的装置制备并检验 Cl 2 的性 质。 下列说法正确的是 （ ） A. 图 Ⅰ ： 若 MnO 2 过量， 则 HCl 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 ： 湿润的有色布条褪色 2. 氧气是无色无味的气体， 但用 KClO 3 与 MnO 2 加热制得的气体却有异常的气味， 将用这种方法制得的气体通入蒸馏水中， 然后滴加硝酸酸化的 AgNO 3 溶液， 产生 了白色沉淀。 根据上述事实， 得出下列 结论： 提 升 练 习 A. 用装置甲制取氯气 B. 用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C. 用装置丙收集氯气并防止污染空气 D. 用装置丁分离 MnO 2 和 MnCl 2 溶液 知识点 ２ 氯离子的检验 6. 下列溶液中一定含有 Cl - 的是 （ ） A. 滴加 AgNO 3 溶液生成白色沉淀的溶液 B. 滴加 AgNO 3 溶液生成白色沉淀， 再加 稀硝酸沉淀不溶解的溶液 C. 滴加 Ba （ NO 3 ） 2 溶液生成白色沉淀， 再 加稀硝酸沉淀不溶解的溶液 D. 滴加氯水无明显现象的溶液 7. 向某未知溶液中加入 AgNO 3 溶液， 有白 色沉淀生成； 再加入足量稀硝酸后， 沉淀 部分溶解， 且有无色无味的气体生成； 将 该气体通入澄清石灰水， 澄清石灰水变 浑浊， 由此可判断出该未知溶液中含有 （ ） A. Cl - 、 SO 2- 4 B. Cl - 、 NO - 3 C. Cl - 、 CO 2- 3 D. Cl - 、 OH - 8. H 1 N 1 病毒是一种没有超常抵抗力的病毒。 研究证明， 许多常用消毒药物如漂粉精、 漂白粉、 高锰酸钾等， 都可以将 H 1 N 1 病 毒杀灭。 （ 1 ） 工业上制取漂白粉的化学方程式为 。 （ 2 ） 将漂白粉溶于适量水中， 呈白色浊状 物， 静置沉降。 取少许上层清液， 滴 加碳酸钠溶液出现白色沉淀， 写出反 应的离子方程式： 。 另取少许上层清液 ， 滴加适量的 （填化学式） 即可检验 Cl - 的存在， 发生反应的离子方程式 为 。 （ 3 ） 漂白粉在空气中长期放置会失效， 用 化学方程式解释其原因： 。 Ⅰ 浓盐酸 MnO 2 NaOH 溶液 Ⅱ 紫色石蕊溶液 新制氯水 Ⅲ Cl 2 铜丝 Ⅳ a b NaOH 溶液 Cl 2 a. 干燥的 有色布条 b. 湿润的 有色布条 46 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 练 ① 这种方法制得的气体不是纯净物， 而是 混合物； ② 这种方法制得的气体中含有氯元素； ③ 这种方法制得的气体中至少有一种含氯 元素的物质； ④ 这种方法制氧气的实验中至少发生了两 种化学反应。 以上结论正确的是 （ ） A. 仅 ①② B. 仅 ①③ C. 仅 ①②③ D. ①②③④ 3. 某学生设计用下图所示的实验装置， 用氯 气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉。 请回答下列问题： （ 1 ） A 为实验室用 MnO 2 和浓盐酸制氯气 的发生装置， 其中发生反应的离子方 程式为 。 C 装置的作用是 。 （ 2 ） 实验结束后， 该学生发现所得漂白粉 的有效成分偏低， 经认真分析并查阅 资料， 该学生发现主要原因是在 U 形管中还存在两个副反应： 一是氯气 与碱的反应为放热反应， 温度较高时 易生成 Ca （ ClO 3 ） 2 ， 发生该副反应的 化学方程式为 ； 二是实验装置在设计上有缺陷， 造成 B 中发生另一个副反应， 改进的措施 是 。 （ 3 ） 漂白粉的有效成分是 （填化 学式）。 向漂白粉中加入适量稀盐酸， 能 增强漂白粉的漂白和杀菌消毒效果， 反应 的离子方程式是 ， 若加入的是浓盐酸， 则会有氯气生成， 反 应的离子方程式是 。 4. 某化学兴趣小组为了探究实验室用 MnO 2 和浓盐酸制取 Cl 2 的过程中有水蒸气和 HCl 挥发出来， 同时验证氯气的某些性 质， 甲同学设计了下图所示的实验装置 （支撑用的铁架台省略）。 已知 HCl 难溶于 CCl 4 ， Cl 2 能溶于 CCl 4 ， 请回答下列问题： （ 1 ） 在用 MnO 2 和浓盐酸制 Cl 2 的反应中， 盐酸表现的性质是 。 （ 2 ） 装置 B 中的现象是 。 （ 3 ） 装置 D 和 E 中出现的不同现象说明 的问题是 。 （ 4 ） 装置 F 的作用是 。 （ 5 ） 乙同学认为甲同学的实验有缺陷， 不 能确保最终通入 AgNO 3 溶液中的气 体只有一种。 为了确保实验结论的可 靠性， 证明最终通入 AgNO 3 溶液的 气体只有一种， 乙同学提出在某两个 装置之间再加一个装置。 你认为该装 置应加在 与 之间 （填装置字母序号）， 装置中应放入 NaOH 溶液 消石灰 A B C 无水 CuSO 4 粉末 B 浓 硫 酸 干燥的 有色布条 湿润的 有色布条 CCl 4 AgNO 3 溶液 A C D E F G 47 练 高中化学必修第一册 （人教版） （填写试剂或用品名称）。 5. 某同学利用反应： NaClO＋NaCl＋H 2 SO 4 △ Na 2 SO 4 ＋Cl 2 ↑＋H 2 O 制取氯气， 并设计了 下图所示的实验装置探究氯气的性质。 试回答下列问题： （ 1 ） 在该实验中， 以下可用于制取氯气的 装置是 （填字母）。 （ 2 ） 装置 B 、 C 中放入的依次是干燥的红 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 ） 已知酸性： 盐酸 ＞ 碳酸 ＞ 次氯酸， 则 D 中发生反应的化学方程式为 。 （ 4 ） 为检验吸收尾气后 E 中溶液是否存 在 Cl - ， 正确的操作是 。 6. 氯化铝常用作有机合成和石油工业中的催 化剂， 并用于处理润滑油等。 无水氯化铝 是白色晶体， 易吸水潮解， 露置于潮湿的 空气中会产生大量白雾， 在 178 ℃ 升华。 工业上常用金属铝与氯气反应或由无水氯 化氢气体与熔融铝反应制得。 某课外活动 小组在实验室内通过下图所示装置制取少 量纯净的无水氯化铝。 请回答下列问题： （ 1 ） 进行实验时， 应先点燃 （填写字母， 下同） 处的酒精灯， 然后再 点燃 处的酒精灯。 （ 2 ） 在 E 处可收集到纯净的氯化铝， 原因 是 。 （ 3 ） 若无 B 、 C 装置， 使 A 装置产生的气 体直接进入 D 中， 对实验产生的不 良后果是 。 （ 4 ） F 装置的作用是 。 A B C D E 饱和 NaHCO 3 溶液 NaOH 溶液 a b c A B C 浓盐酸 MnO 2 浓 硫 酸 饱和 食盐水 碱石灰 F E D 铝粉 48 （人教版）高中化学必修第一册 HClO 具有漂白性， 能漂白酚酞， 使溶液褪色。 要证明 红色褪去的原因， 既可以加酚酞， 也可以加 NaOH 溶 液， 只要将可能的现象表述清楚即可。 （ 3 ） CaCO 3 能与新制氯水中的 HCl 反应， 与 HClO 不反应 ， 加入 CaCO 3 能使 HClO 浓度增大 ， 且过量的 CaCO 3 可以过滤除去。 第 2 课时 氯气的实验室制法及氯离子的检验 基础练习 1. C 【解析】 氯气密度比空气大， 应用向上排空气 法或排饱和食盐水法收集； 氯气有毒， 必须进行尾气 吸收。 2. C 【解析】 氯气的密度比空气大且不与空气中的 成分反应， 故可用向上排空气法收集， ① 能； ② 是洗气 装置， 氯气和氯化氢都能溶于水， 故不能用水来除去氯 气中的少量氯化氢气体， 氯气难溶于饱和食盐水， 可用 饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体， ② 不能； ③ 中潮湿的有色布条遇氯气能生成 HClO 而褪色， 但氯气 不具有漂白性， 发挥作用的是 HClO ， 应用干燥的有色 布条验证， ③ 不能； Cl 2 能与 NaOH 溶液发生反应， 实 验室可用 NaOH 溶液吸收多余的氯气， ④ 能。 3. D 【解析】 实验室制备氯气的实验步骤： 连接好 装置， 检查气密性 → 在烧瓶中加入二氧化锰粉末 → 往分 液漏斗中加入浓盐酸， 再缓缓滴入烧瓶中 → 缓缓加热， 使气体均匀逸出 → 用向上排空气法收集氯气 → 尾气导入 吸收剂中， 故正确的操作顺序是 ①③④②⑥⑤ ， 即选 D 。 4. C 【解析】 使用长颈漏斗不便于控制反应速率， 同时容易造成生成的 Cl 2 逸散到空气中， 所以应使用分 液漏斗， A 正确； 用 MnO 2 和浓盐酸制备 Cl 2 需要加热， B 正确； Cl 2 能与 NaOH 溶液反应， b 中不能盛放 NaOH 溶液， C 错误。 5. B 【解析】 实验室可用 MnO 2 和浓盐酸加热制取 Cl 2 ， A 可以达到实验目的； 实验室除去氯气中的氯化氢 是通过饱和氯化钠溶液， 氯气与 NaHCO 3 溶液反应， B 不能达到实验目的； 氯气的密度大于空气的密度， 收集 时用向上排空气法收集， 且氯气有毒， 尾气的处理一般 用碱吸收 ， C 可以达到实验目的 ； MnO 2 不溶于水 ， MnCl 2 溶于水， 采用过滤法分离， D 可以达到实验目的。 6. B 【解析】 CO 2- 3 与 Ag + 反应也会生成白色沉淀， A 不一定； SO 2- 4 与 Ba 2+ 生成的 BaSO 4 也是白色不溶于硝酸 的沉淀， C 不一定； 不能确定 D 中是否含 Cl - 。 7. C 【解析】 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气 体应是 CO 2 ， 故该未知溶液中含有 CO 2- 3 ， 又因为加入足 量稀硝酸后沉淀部分溶解， 故该未知溶液中除含有 CO 2- 3 外， 还含有 Cl - 。 8. （ 1 ） 2Cl 2 +2Ca （ OH ） 2 CaCl 2 +Ca （ ClO ） 2 +2H 2 O （ 2 ） Ca 2+ +CO 2- 3 CaCO 3 ↓ AgNO 3 、 HNO 3 Cl - +Ag + AgCl↓ （ 3 ） Ca （ ClO ） 2 +CO 2 +H 2 O CaCO 3 ↓+2HClO ， 2HClO 光照 2HCl+O 2 ↑ 【解析】 （ 1 ） 工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳 反应。 （ 2 ） 漂白粉的主要成分为 Ca （ ClO ） 2 、 CaCl 2 ， 滴加 碳酸钠溶液， 碳酸钠电离出的 CO 2- 3 和溶液中的 Ca 2+ 发生 反应。 检验漂白粉中的 Cl - ， 应先加稀硝酸酸化， 再滴 加 AgNO 3 溶液， 观察到白色沉淀， 则说明 Cl - 存在。 （ 3 ） 漂白粉在空气中长期放置失效是因为漂白粉能 够与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸而变质， 次氯酸 不稳定， 见光易分解而失效。 提升练习 1. D 【解析】 MnO 2 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， MnO 2 不与稀盐酸反 应， 即使 MnO 2 过量， HCl 也不能全部消耗完， A 错误； 图 Ⅱ 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 错误； 铜丝在 Cl 2 中燃烧， 生成棕黄 色的烟， C 错误。 2. D 【解析 】 由 “氧气是无色无味的气体 ， 但用 KClO 3 与 MnO 2 加热制得的气体却有异常的气味” 可知， 制得的气体不是纯净物， 而是混合物； 将用这种方法制 得的气体通入蒸馏水中， 然后滴加硝酸酸化的 AgNO 3 溶液， 产生了白色沉淀， 是因为 Cl - 与 Ag + 反应生成了 AgCl 白色沉淀， 则气体中含有氯元素， 至少有一种含 氯元素的物质； 这种方法制氧气的实验中至少发生了两 种化学反应。 3. （ 1 ） MnO 2 +4H + +2Cl - △ Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O 吸收 未反应完的氯气， 防止污染空气 （ 2 ） Cl 2 +6Ca （ OH ） 2 △ 5CaCl 2 +Ca （ ClO 3 ） 2 +6H 2 O 在 A 与 B 之间连接一个盛有饱和氯化钠溶液的洗气瓶， 吸 收浓盐酸挥发出来的 HCl （ 3 ） Ca （ ClO ） 2 H + +ClO - HClO 2H + +ClO - +Cl - Cl 2 ↑+H 2 O 【解析】 （ 1 ） NaOH 溶液的作用是吸收过量 Cl 2 ， 避 免排放到空气中污染环境。 （ 2 ） 由题给信息： 氯气与消石灰反应生成 Ca （ ClO 3 ） 2 ， 氯的化合价升高， 根据氧化还原反应规律， 必有另一降 价产物即 CaCl 2 生成， 再根据化合价升降法配平化学方 程式； 因为是用 MnO 2 和浓盐酸制氯气， 反应过程中会 挥发出 HCl 气体， 与消石灰发生副反应， 所以在氯气与 消石灰反应前， 要用饱和食盐水除去氯气中混有的 HCl 气体。 （ 3 ） 漂白粉能与稀盐酸发生复分解反应 ， 生成 HClO ， 若提高盐酸浓度， 会继续发生反应 HCl+HClO 18 参考答案与解析 Cl 2 ↑+H 2 O 。 4. （ 1 ） 酸性、 还原性 （ 2 ） 无水硫酸铜粉末由白色变为蓝色 （ 3 ） 氯气无漂白性， 次氯酸有漂白性 （或干燥的氯 气无漂白性） （ 4 ） 吸收氯气 （ 5 ） F G 湿润的淀粉碘化钾试纸 【解析】 HCl 在制取氯气反应中部分 Cl 元素化合价 升高， 部分 Cl 元素化合价没有变化， 所以 HCl 表现还 原性和酸性。 检验水蒸气用无水硫酸铜粉末， 现象是变 蓝。 C 盛放浓硫酸， 保证通入 D 的 Cl 2 是干燥的。 D 中 干燥有色布条不褪色而 E 中湿润布条褪色， 说明 Cl 2 没 有漂白性， 而 Cl 2 与 H 2 O 反应生成的 HClO 有漂白性。 F 用来除去 Cl 2 ， 用淀粉碘化钾试纸检验 Cl 2 是否除尽， 再 用 G 检验挥发出的 HCl 。 5. （ 1 ） c （ 2 ） Cl 2 中混有水蒸气 在 A~B 之间增设装有浓 硫酸的洗气瓶 （ 3 ） Cl 2 +NaHCO 3 NaCl+CO 2 +HClO （或写为两个反应 ： Cl 2 +H 2 O HCl+HClO ， HCl+ NaHCO 3 NaCl+CO 2 ↑+H 2 O ） （ 4 ） 取少量吸收 Cl 2 后的溶液， 加入足量的稀硝酸 酸化， 再加入 AgNO 3 溶液， 若有白色沉淀生成， 说明 其中含有 Cl - ， 若没有沉淀生成， 说明不存在 Cl - 【解析】 （ 1 ） 因为反应需要加热， 因此只有 c 装置 符合要求。 （ 2 ） 干燥的布条褪色说明 Cl 2 中混有水蒸气， 生成 了 HClO ， 故应增设除水蒸气的装置。 （ 3 ） D 中首先发生反应： Cl 2 +H 2 O HCl+HClO ， 因 为酸性： HCl＞H 2 CO 3 ＞HClO ， 所以 HCl 可与 NaHCO 3 反 应 ： HCl+NaHCO 3 NaCl+CO 2 ↑+H 2 O ， 而 HClO 不与 NaHCO 3 反应。 （ 4 ） 吸收尾气后 E 中溶液会有 CO 2- 3 ， 能与 AgNO 3 反应生成白色沉淀 Ag 2 CO 3 ， 会干扰 Cl - 的检验， 所以要 先用足量硝酸酸化。 6. （ 1 ） A D （ 2 ） 氯化铝易升华， 在 E 处冷凝为固体 （ 3 ） 生成的氯气中含有的氯化氢和水蒸气会随着氯 气进入 D 中与铝反应生成氢气， 氢气和氯气混合受热会 发生反应爆炸， 同时氯化铝易吸水潮解 （ 4 ） 吸收多余的氯气， 防止污染环境， 同时， 防止 空气中的水蒸气进入 D 中使氯化铝吸水潮解 【解析】 （ 1 ） 为了制取纯净的无水氯化铝， 需排净 装置中的空气， 以防止空气中的氧气氧化金属铝， 所以 进行实验时， 应先点燃 A 处的酒精灯， 用产生的氯气排 净空气， 然后再点燃 D 处的酒精灯制取无水氯化铝。 （ 2 ） 根据题给信息， 氯化铝在 178 ℃ 升华， 因此可 在 E 处冷凝为固体。 （ 3 ） 浓盐酸具有挥发性， 所以生成的氯气中含有氯 化氢和水蒸气， 氯化氢会与铝反应生成氢气， 氢气和氯 气混合受热会发生反应爆炸， 同时， 生成的氯化铝易吸 水而潮解。 （ 4 ） 氯气有毒， 污染环境， 所以尾气需要处理， 另 一方面氯化铝易吸水潮解， 因此碱石灰的作用是吸收多 余的氯气， 并防止水蒸气进入使氯化铝吸水潮解。 第三节 物质的量 第 1 课时 物质的量的单位——摩尔 基础练习 1. B 【解析】 A 中未指明氧的具体微粒； B 中， 由 于电子的质量很小， 故原子或原子团得失电子转化为离 子时， 得失电子的质量可忽略不计， 正确； C 中质量的 单位是 g ； D 中摩尔质量的单位是 g/mol 。 2. D 【解析】 阿伏加德罗常数是一个物理量， 其单 位是 mol -1 ， 故 A 错误 ； 根据第 26 届国际计量大会 （ CGPM ） 的决议， 阿伏加德罗常数定义为 6.02214076× 10 23 mol -1 ， 故 B 错误； 6.02×10 23 mol -1 是阿伏加德罗常数 的近似值， 故 C 错误； 根据 n＝ N N A 分析， 粒子数越多， 所含该种粒子的物质的量一定越大， 故 D 正确。 3. A 【解析】 分子数多， 说明物质的量大， 根据 n＝ m M ， 比较 n 的大小即可。 4. C 【解析】 先将分子个数转化为物质的量， 再求 质量。 5. A 【解析】 1 mol H 2 SO 4 含有 4 mol 氧原子， 6.02× 10 23 个氧原子为 1 mol ， 则 H 2 SO 4 为 0.25 mol 。 6. C 【解析】 0.2 mol H 3 PO 4 所含原子数为 1.6 mol 。 7. A 【解 析 】 1 mol KClO 3 含 3 mol O ， 0.5 mol H 2 SO 4 含 2 mol O ， 1 mol O 2 含 2 mol O ， 3.01×10 23 个 CO 2 含 1 mol O 。 8. A 【解析】 依题意一个铅笔字消耗 0.5 mg 石墨， 含碳原子 0.5 mg×10 -3 g/mg 12 g/mol ×6.02×10 23 mol -1 ＝2.5×10 19 。 9. D 【解析】 1 mol 微粒的粒子数即为 N A 。 71 g Cl 2 为 1 mol ， A 正确； 1.7 g OH - 为 0.1 mol ， 1 个 OH - 含有 10 个电子， B 正确； 49 g H 2 SO 4 为 0.5 mol ， 1 个 H 2 SO 4 含有 4 个氧原子， C 正确； 71 g Na 2 SO 4 为 0.5 mol ， 1 个 Na 2 SO 4 含有 2 个 Na + ， D 错误。 10. A 【解析】 1 mol CO 2 所含的分子数与 12 g 12 C 所含的原子数都是 N A ； 1 mol O 2 所含的原子数是 2N A ， 12 g 12 C 所含的原子数是 N A ； 1 mol H 2 O 2 所含的原子数 19