内容正文:
课后分层练(十一) 氯气的实验室制法 氯离子的检验
(限时20 min,选择题每题4分,非选择题26分)
【基础达标练】
1.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( )
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸
C.氯化钙溶液 D.硫酸亚铁溶液
答案:A
2.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液久置失效:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO ClO-+H2O⥫⥬HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO-
解析:选B。A.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,故A正确;该消毒液久置失效是因为发生以下两个反应NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,2HClO2HCl+O2↑,故B错误;C.该消毒液与洁厕灵发生归中反应生成氯气,故C正确;D.发生反应CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO-,增大了HClO的浓度,漂白作用增强,故D正确。
3.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2。下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置。下列叙述不正确的是( )
A.在试管①中盛有饱和食盐水,用试管②收集Cl2
B.用试管①收集Cl2,试管②可防止NaOH溶液倒吸入试管①中
C.③用于吸收多余的Cl2,防止污染环境
D.用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
解析:选A。根据导管的进出长短可知,试管①用于收集Cl2;试管②用于防止NaOH溶液倒吸入试管①中;NaOH溶液吸收多余的Cl2,防止污染环境;试管①中收集到的Cl2不纯,混有HCl和水蒸气。
4.已知:6Ca(OH)2+6Cl25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。如图所示是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是( )
A.可将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.可以用澄清石灰水代替NaOH溶液
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
解析:选C。锥形瓶为产生氯气的装置,此装置不需要加热即产生氯气,产生的氯气通入三颈烧瓶中与氢氧化钙发生反应制备漂白粉,最后用氢氧化钠对过量的氯气进行吸收。A.MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;B.澄清石灰水中溶质太少,不能用来吸收气体,故B错误;C.该反应放热,为避免题给信息反应的发生,需用冰水浴降低温度,故C正确;D.饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl2,且有二氧化碳产生,应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
5.(2025·烟台市高一上期末改编)为研究Cl2的漂白性并模拟工业制备漂白粉,设计下列装置进行实验。下列说法错误的是( )
A.装置A中发生反应:10Cl-+2MnO+16H+===8H2O+5Cl2↑+2Mn2+
B.C、E处依次放入干燥有色布条、湿润有色布条
C.若无B装置,则G中最终产生漂白粉的有效成分含量偏低
D.H中试剂可为NaOH溶液,用于吸收未反应的Cl2
解析:选B。装置A中浓盐酸与KMnO4反应生成氯气,B除去挥发的氯化氢,氯气与水生成盐酸和次氯酸,装置C的实验目的是验证次氯酸有漂白性,D中浓硫酸干燥氯气,E装置检验氯气没有漂白性,F装置防止G中水进入E装置,Cl2通入G中制得次氯酸钙,H中的氢氧化钠溶液吸收过量的氯气防止污染环境。A.装置A中发生反应为KMnO4和盐酸发生反应生成氯气10Cl-+2MnO+16H+===8H2O+5Cl2↑+2Mn2+,故A正确; B.装置C、E的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,先通过湿润有色布条,有色布条褪色,然后通过浓硫酸干燥,除去氯气中的水分,再通过干燥的有色布条,有色布条不褪色,说明氯气不具有漂白性,C、E处依次放入湿润有色布条、干燥有色布条,故B错误;C.挥发的氯化氢会和氢氧化钙反应,则无B装置,则G中最终产生漂白粉的有效成分含量偏低,故C正确;D.氯气会和碱液反应,则H中试剂可为NaOH溶液,用于吸收未反应的Cl2,故D正确。
6.(2025·苏州中学高一上检测)在给定条件下,下列物质间所示的转化不能实现的是( )
A.HClOO2
B.ClO-ClO
C.Cl2FeCl3
D.Cl2NaClO(aq)
解析:选B。 HClO见光分解成HCl和O2,故A正确;ClO-与SO2反应时,ClO-作氧化剂,化合价降低,被还原,生成Cl-,故B错误;Cl2和Fe在加热条件下反应生成FeCl3,故C正确;Cl2和NaOH溶液发生歧化反应生成NaCl、NaClO、H2O,故D正确。
【拓展提能练】
7.氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
(1)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,生成ClO2的离子方程式为_____________________________________;产生“气泡”的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。
答案:(1)2Cl2+HgO===HgCl2+Cl2O
(2)5ClO+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O NaHCO3+NaHSO4===CO2↑+Na2SO4+H2O
8.氯气是一种重要的化工原料,某小组利用如图装置制备收集氯气并探究氯水性质。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________,烧瓶中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)装置B中盛放的试剂是________,装置C的作用是________________。
(3)用强光照射盛有新制氯水的广口瓶,用传感器测定氯水中的氯离子浓度[c(Cl-)]、pH的变化,结果如图所示。
①表示c(Cl-)变化的是图____(填“1”或“2”)。
②氯水在光照后出现图中曲线变化的原因是____________________(用化学方程式解释)。
答案:(1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 除去氯气中的水蒸气
(3)①2 ②2HClO2HCl+O2↑
解析:装置A是浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,B中为饱和食盐水,除去氯气中的氯化氢,C中为浓硫酸干燥氯气,D用来收集氯气,E用来除去多余的氯气防止污染空气。
(3)氯水在光照下发生反应2HClO2HCl+O2↑,氯离子浓度变大,表示c(Cl-)变化的是图2。
9.实验室用下图所示装置进行氯气性质的探究并制备无水FeCl3。查阅相关资料可知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
(1)仪器b的名称为________。
(2)装置A中制备Cl2的化学方程式为_______________________________。
(3)装置B的作用是____________________,同时用作安全瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞);若装置C发生堵塞,则装置B中将观察到的现象是________________________________________________________________________。
(4)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,为此,实验时装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质是________(填字母)。
序号
A
B
C
D
Ⅰ
干燥的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
无水氯化钙
无水氯化钙
浓硫酸
Ⅲ
湿润的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
(5)装置D中生成的FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在D装置的右端,要使沉积的FeCl3进入收集器,操作是________________________________________________________________________。
(6)实验结束时,应先熄灭________(填“A”或“D”)处酒精灯;E中冷水的作用是________________________________________________________________________。
(7)装置F的两个作用是______________________________________________和_______________________________。
答案:(1)圆底烧瓶
(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(3)除氯气中的HCl气体 长颈漏斗中液面上升
(4)B (5)对D装置的右端进行加热
(6)D 降低温度,使FeCl3变为固态
(7)吸收多余的Cl2 防止空气中的水蒸气进入E中
解析:A装置制备氯气,B装置除去氯气中的氯化氢,C装置验证氯气是否具有漂白性,D装置中铁和氯气在加热条件下生成氯化铁,E装置收集氯化铁,F装置的作用是进行尾气处理和防止空气中的水蒸气进入E中。
(3)装置B中盛装饱和食盐水,作用是除氯气中的HCl气体;若装置C发生堵塞,装置内压强增大,则B中将观察到的现象是长颈漏斗中液面上升。
(4)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,为此,实验时装置C中Ⅰ处放湿润的有色布条、Ⅱ放干燥剂干燥氯气,U形管中应装固体干燥剂,所以Ⅱ放无水氯化钙,Ⅲ处放入干燥的有色布条,Ⅰ处湿润的有色布条褪色、Ⅲ处干燥的有色布条不褪色,说明湿润的氯气有漂白性、干燥的氯气没有漂白性,故B符合题意。
(5)FeCl3加热易升华,少量FeCl3沉积在D装置的右端,要使沉积的FeCl3进入收集器,可以对D装置的右端进行加热,使其升华为气体进入收集器。
(6)为防止倒吸,实验结束时,应先熄灭D处酒精灯;无水FeCl3易升华,E中冷水的作用是降低温度,使FeCl3变为固态。
(7)由上述分析可知,装置F的两个作用分别是吸收多余的Cl2和防止空气中的水蒸气进入E中。
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