2026届高考化学一轮复习同步练习 氯气的实验室制法及应用

氯气的实验室制法及应用 基础性 1.(2024·广东东莞模拟)利用NaClO氧化浓盐酸制备Cl2时,下列装置能达到实验目的的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 2.(2024·广东广州检测)某小组设计如图装置进行钠与氯气反应的实验。下列说法错误的是(　　) A.可以用漂白粉代替KMnO4固体 B.实验前要检查整套装置的气密性 C.实验时要先点燃酒精灯再滴加浓盐酸 D.实验结束后可以向试管中加入碱液处理残留的氯气 3.(2024·广东中山七校联合体联考)二氯化二硫(S2Cl2)是一种黄红色液体,沸点为137 ℃,在空气中剧烈水解而发烟,实验室可用S与Cl2在120 ℃下反应制得,实验时使用的部分装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.图1中进行的是MnO2和0.1 mol·L-1盐酸反应制取Cl2 B.图2中S与Cl2反应生成S2Cl2,S作氧化剂 C.图3的锥形瓶中能收集到少量黄红色液体 D.图4的玻璃导管与图3的b接口直接相连,用于吸收多余的Cl2 综合性 4.(2024·广东东莞检测)已知KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O,某同学用如图所示装置制备氯气并探究其性质(a、b为浸有相应溶液的棉团;c、d为红纸,用于探究氯气漂白的实质)。 下列有关说法正确的是(　　) A.制备氯气的原理体现了HCl的还原性 B.b处现象为白色棉团变红 C.c为干燥红纸,d为湿润红纸 D.装置甲和乙中的试剂可以互换 5.(2025·天津十二区县重点校联考)在实验室中某探究小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备ICl,实验过程装置可重复使用。 查阅资料知:①制备ICl的反应为放热反应; ②ICl是一种红棕色液体,熔点为13.9 ℃,沸点为97.4 ℃; ③ICl遇水发生反应,也能与KI反应生成I2。 下列说法错误的是(　　) A.各装置连接顺序为①→③→⑤→②→④ B.①装置中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O C.②装置烧瓶温度需维持在40 ℃左右,其目的是防止ICl挥发 D.用湿润的淀粉碘化钾试纸检测ICl,试纸变蓝,说明ICl的氧化性比I2强 6.(10分)(2024·广东揭阳检测)ClO2将逐渐取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室用氯气氧化NaClO2固体制备ClO2,如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置及一些辅助用品省略)。其中F中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2)。 回答下列问题。 (1)装置A中导管a的作用是　　　　　。NaClO2的名称是　　　　　(填字母)  A.高氯酸钠 B.氯酸钠 C.亚氯酸钠 D.次氯酸钠 (2)装置B可用于暂时储存多余的氯气,实验完毕后,关闭活塞K,B中观察到的现象是　　　　　。  (3)装置C的作用有　　　　　(填字母)。  A.除去Cl2中混有的HCl气体 B.观察产生Cl2的速率 C.平衡气压,防止气压过大 (4)E中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　。  (5)G为ClO2收集装置,应选用的装置是　　　　　(填序号),其中与F装置导管相连的导管口是　　　　　(填接口字母)。  (6)装置H的作用是　　　　　　　。  创新性 7.(12分)(2024·广东东莞模拟)实验室用如图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性质: ①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,不溶于乙醇等有机溶剂; ②在0~5 ℃、强碱性溶液中比较稳定; ③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解; ④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。 (1)装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2的离子方程式为　　　　　。  将制备的Cl2通过装置B可除去　　　　　(填化学式)。  (2)Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0~5 ℃进行,实验中可采取的措施是　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　。仪器C的名称为　　　　　　　　,写出C中反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　。  (3)写出由KClO溶液与Fe(NO3)3溶液制备K2FeO4的离子方程式: 　　　　　　。 (4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案是将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1 KOH溶液中,用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,将得到的晶体用适量乙醇洗涤2~3次,然后在真空干燥箱中干燥。用乙醇洗涤的优点是　　　　　　　　　　　　　　。判断K2FeO4是否洗净的操作为　　　　　　　　　　　　　　　。  答案解析 1.A　解析:NaClO与浓盐酸可以在常温下反应产生Cl2,A能达到实验目的;Cl2溶于水生成HCl和HClO,HCl与NaHCO3反应,饱和NaHCO3溶液能吸收Cl2,故此装置不能除去Cl2中的少量HCl,B不能达到实验目的;碱石灰能吸收Cl2,不能用碱石灰干燥Cl2,C不能达到实验目的;集气瓶用橡胶塞塞紧后不能排出空气,D不能达到实验目的。 2.C　解析:漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,可以与盐酸反应产生氯气,离子方程式为ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,可以用漂白粉代替KMnO4固体,A正确;实验中有气体参与,故实验前要检查整套装置的气密性,B正确;实验时要先通氯气排尽装置内的空气,防止Na与空气中的氧气和水蒸气反应,故应先滴加浓盐酸再点燃酒精灯,C错误;Cl2可以与碱溶液反应,离子方程式为Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O,故实验结束后可以向试管中加入碱液处理残留的氯气,防止污染,D正确。 3.C　解析:0.1 mol·L-1盐酸的浓度较小,制取氯气应用二氧化锰和浓盐酸反应,A错误;S的非金属性小于Cl,则S2Cl2中S为正价,Cl为负价,S单质生成S2Cl2时S元素的化合价升高,S作还原剂,B错误;该反应在120 ℃下进行,S2Cl2沸点为137 ℃,会有S2Cl2在锥形瓶中冷凝,锥形瓶中能收集到少量黄红色液体,C正确;S2Cl2在空气中剧烈水解,为防止S2Cl2与水接触,应在图4的玻璃导管与图3的b接口再连接一个干燥装置,D错误。 4.A　解析:在反应KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O中,HCl的部分Cl元素的化合价由-1价升高到0价,制备氯气的原理体现了HCl的还原性,A正确;b处反应为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,消耗了氢氧化钠,所以现象为红色棉团变白,B错误;经过c的氯气未干燥,则c处干燥的红纸也可能褪色,故c处应放湿润的红纸,d处应放干燥的红纸,C错误;碱石灰能与氯气发生反应,若对换位置,则对d处性质探究会造成干扰,故装置甲和乙中的试剂不可以互换,D错误。 5.A　解析:根据实验发生装置→除杂装置→反应装置→尾气处理装置排序连接,但是ICl易与水反应,在②与④之间要放一个⑤做除水装置,故连接顺序为①→③→⑤→②→⑤→④,A错误;①是氯气的发生装置,发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,B正确;装置烧瓶温度需维持在40 ℃左右,原因是温度过低反应速率太慢,温度过高会造成ICl挥发,C正确;根据资料③ICl能与KI反应生成I2,说明ICl的氧化性比I2强,故湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,D正确。 6.答案:(1)平衡气压、便于液体顺利滴下　C (2)集气瓶中液面下降,长颈漏斗b中液面上升,气体呈黄绿色 (3)ABC (4)2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl (5)②　q　(6)防倒吸 解析:根据题中图示信息可知,装置A为制取Cl2;装置B的作用是除去Cl2中的HCl气体;装置D是干燥Cl2;装置E是制取ClO2气体,发生反应2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl;装置F的作用是除去ClO2中的Cl2;装置G是收集ClO2气体的装置;装置H起安全瓶的作用;最后接一个尾气吸收装置。 (1)A中a管使分液漏斗上方气体和圆底烧瓶内气体连通,则a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利流下,NaClO2的名称是亚氯酸钠,故选C。 (2)装置B可用于暂时储存多余的氯气,当氯气充入时,压强增大,集气瓶中液面下降,长颈漏斗b中液面上升,气体呈黄绿色。 (3)对于装置C,由于生成的氯气中混有HCl和水,为制备纯净干燥的氯气,根据氯气不溶于饱和食盐水的性质,可用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl杂质,同时可以通过生成气泡的速率观察产生Cl2的速率,长颈漏斗能平衡气压,可防止气压过大,故选ABC。 (4)根据分析可知,制取ClO2的化学方程式为2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl。 (5)装置G为ClO2的收集装置,因ClO2气体的密度比空气的密度大,且易溶于水,应选用的装置是②,其中与装置F导管相连的导管口是q。 (6)装置H是安全瓶的作用;最后接一个尾气吸收装置。 7.答案:(1)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O　HCl (2)缓慢滴加盐酸　装置C放在冰水浴中　三颈烧瓶　Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (3)3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O (4)降低K2FeO4的溶解损失,便于干燥　在试管中取少量最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀,则说明洗涤干净,否则,未洗涤干净 解析:根据实验装置图可知,在A中用高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气,氯气中混有的氯化氢在装置B中用饱和食盐水除去,将制得的氯气通入氢氧化钾溶液中搅拌,可生成次氯酸钾,实验中尾气在装置D中用氢氧化钾溶液吸收。 (1)KMnO4具有强氧化性,可将浓盐酸中的氯离子氧化为Cl2,反应还有水生成,该反应的离子方程式为2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O,由于盐酸易挥发,制备的氯气中会含有HCl,可用饱和食盐水吸收除去HCl。 (2)Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3,制取KClO时温度应在0~5 ℃,可将装置C放在冰水浴中,充分利用原料,缓慢滴加盐酸,减慢生成氯气的速率;仪器C的名称为三颈烧瓶,C中Cl2与KOH反应生成KCl和KClO,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。 (3)KClO溶液与Fe(NO3)3溶液制备K2FeO4的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。 (4)K2FeO4不溶于乙醇,可用乙醇洗涤,乙醇易挥发,便于干燥。故其优点是降低K2FeO4的溶解损失,便于干燥;洗涤的目的是将固体表面的Cl-等洗掉,故检验沉淀是否洗净的方法是在试管中取少量最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀,则说明洗涤干净,否则,未洗涤干净。 学科网（北京）股份有限公司 $